2020_2021学年新教材高中化学第六章化学反应与能量实验活动6化学能转化成电能课件新人教版必修2

1、实验活动6化学能转化成电能【实验目的实验目的】1.1.理解氧化还原反应在化学能转化为电能过程中的作用理解氧化还原反应在化学能转化为电能过程中的作用, ,体会化学的价值。体会化学的价值。2.2.认识原电池的构成要素及其作用。认识原电池的构成要素及其作用。【实验器材及试剂实验器材及试剂】器材器材:_:_试剂试剂:_:_烧杯、导线、电流表、锌片、铜片、石墨棒烧杯、导线、电流表、锌片、铜片、石墨棒稀硫酸稀硫酸【实验过程和结论实验过程和结论】1.1.电极材料的实验电极材料的实验(1)(1)用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接, ,使锌片与铜片接触使锌片与铜片接触, ,

2、观察电流表观察电流表指针是否发生偏转指针是否发生偏转; ;用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。电极材料电极材料电流表指针是否发生偏转电流表指针是否发生偏转解释解释锌片、铜片锌片、铜片电流计指针电流计指针_(_(即即: :无无电子定向移动电子定向移动) )_锌片、石墨棒锌片、石墨棒电流计指针电流计指针_(_(即即: :无无电子定向移动电子定向移动) )不偏转不偏转不偏转不偏转无电解质溶液无电解质溶液, ,不能发生不能发生氧化还原反应氧化还原反应, ,无法形成无法形成原电池原电池(2)(2)将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里将锌片插入盛有稀

3、硫酸的烧杯里, ,观察现象观察现象; ;再插入铜片再插入铜片, ,观察现象观察现象; ;取出铜取出铜片片, ,插入石墨棒插入石墨棒, ,观察现象。观察现象。2.2.原电池实验原电池实验如下表所示如下表所示, ,选择不同的电极材料选择不同的电极材料, ,以及稀硫酸、导线和电流表以及稀硫酸、导线和电流表, ,组装原电池组装原电池, ,试验其能否产生电流试验其能否产生电流, ,并作出解释。并作出解释。 【拓展探究拓展探究】如图所示如图所示, ,选择锌片和石墨棒为电极材料选择锌片和石墨棒为电极材料,cuso,cuso4 4溶液、导线和溶液、导线和电流表电流表, ,组装原电池组装原电池, ,试验其能否产

4、生电流试验其能否产生电流, ,并作出解释。并作出解释。【问题讨论问题讨论】1.1.根据以上实验根据以上实验, ,总结原电池的工作原理及构成要素总结原电池的工作原理及构成要素? ?提示提示: :原电池的工作原理为原电池的工作原理为原电池的构成要素原电池的构成要素: :必须有两个活泼性不同的电极必须有两个活泼性不同的电极; ;两电极必须插入电解两电极必须插入电解质溶液中质溶液中; ;必须形成闭合回路必须形成闭合回路; ;必须发生自发的氧化还原反应。必须发生自发的氧化还原反应。2.2.能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片? ?为什么为什么? ?提示提示:

5、:可以。铁与铜的活泼性不同可以。铁与铜的活泼性不同, ,且铁可以与电解质溶液稀硫酸自发地发生且铁可以与电解质溶液稀硫酸自发地发生氧化还原反应。氧化还原反应。3.(20193.(2019揭阳高一检测揭阳高一检测) )已知金属铝既可以与强酸反应已知金属铝既可以与强酸反应, ,又可以与强碱反应又可以与强碱反应, ,有关方程式如下有关方程式如下: :2al+6h2al+6h+ +=2al=2al3+3+3h+3h2 2;2al+2oh2al+2oh- -+2h+2h2 2o=2 +3ho=2 +3h2 22alo某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中

6、的作用, ,设计并进行了一系列设计并进行了一系列实验实验, ,实验结果记录如下实验结果记录如下: :编号编号电极材料电极材料电解质溶液电解质溶液电流计指针偏转方向电流计指针偏转方向1 1mgmg、alal稀盐酸稀盐酸偏向偏向alal2 2alal、cucu稀盐酸稀盐酸偏向偏向cucu3 3alal、c(c(石墨石墨) )稀盐酸稀盐酸偏向石墨偏向石墨4 4mgmg、alal氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液偏向偏向mgmg5 5alal、znzn浓硝酸浓硝酸偏向偏向alal试根据表中的实验现象回答下列问题试根据表中的实验现象回答下列问题: :(1)(1)实验实验1,21,2中中alal所作的电极所作的电极

7、( (正极或负极正极或负极)_()_(填填“相同相同”或或“不相不相同同”) )。(2)(2)对实验对实验3 3完成下列填空完成下列填空: :铝为铝为_极极, ,电极反应式电极反应式:_:_。石墨为石墨为_极极, ,电极反应式电极反应式:_:_。电池总反应方程式电池总反应方程式:_:_。(3)(3)实验实验4 4中铝作中铝作_,_,理由是理由是_。写出。写出铝电极的电极反应式铝电极的电极反应式:_:_。(4)(4)解释实验解释实验5 5中电流计指针偏向铝的原因中电流计指针偏向铝的原因_。(5)(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负

8、极的因素:_:_ _ _。【解析解析】在稀盐酸中在稀盐酸中,mg,mg比比alal活泼活泼,mg,mg作原电池的负极作原电池的负极,al,al作原电池的正极作原电池的正极, ,电电流计指针偏向流计指针偏向al;al;在稀盐酸中在稀盐酸中,al,al比比cucu活泼活泼,al,al作原电池的负极作原电池的负极,cu,cu作原电池的作原电池的正极正极, ,电流计指针偏向电流计指针偏向cucu。由此可知。由此可知, ,原电池中电流计指针偏向正极。原电池中电流计指针偏向正极。在实验在实验3 3中电流计指针偏向石墨中电流计指针偏向石墨, ,由上述规律可知由上述规律可知, ,在该原电池中铝作负极在该原电池

9、中铝作负极, ,石石墨作正极。铝失去电子被氧化成铝离子墨作正极。铝失去电子被氧化成铝离子, ,盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。气。该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。实验该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。实验1 1、2 2、3 3中电解中电解质溶液相同质溶液相同, ,电极材料不同电极材料不同; ;实验实验1 1和和4 4比较的是电极材料相同比较的是电极材料相同, ,电解质溶液不同电解质溶液不同; ;实验实验5 5与其他实验比较的是电极材料和电解质溶液都不同。通过这些结果可以与其他实验比较的是电极材料和电解质溶液都不同。通过这些结

10、果可以总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素。总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素。根据电极材料及电解质溶液的不同以及反应的实验现象作判断根据电极材料及电解质溶液的不同以及反应的实验现象作判断, ,应注意应注意alal可与可与naohnaoh溶液反应溶液反应,al,al在浓硝酸中钝化等情况。在浓硝酸中钝化等情况。答案答案: :(1)(1)不相同不相同(2)(2)负负2al-6e2al-6e- -=2al=2al3+3+正正6h6h+ +6e+6e- -=3h=3h2 22al+6hcl=2alcl2al+6hcl=2alcl3 3+3h+3h2 2(3)(3)负极铝可以与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应负极铝可以与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应, ,而镁不与氢氧化钠溶液而镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应发生化学反应al-3eal-3e- -+4oh+4oh- -= +2h= +2h2 2o o(4)(4)铝在浓硝酸中被钝化铝在浓硝酸中被钝