高中化学新教材同步必修第二册第6章 第一节 第2课时　化学反应与电能【化学课外】

1、微信公众号：化学课外 关注公众号，免费获得大量化学资源！第2课时化学反应与电能核心素养发展目标1.设计实验认识构成原电池的条件。2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正负极。一、火力发电化学能间接转化为电能1.我国目前电能主要来自火力发电，其次来自水力发电。2.火力发电的原理首先通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。3.能量转换过程化学能eq o(,sup7(燃料燃烧)热能eq o(,sup7(蒸汽轮机)机械能eq o(,sup7(发电机)电能燃煤发电是目前我国主要的火力发电形式，思考回答下列问题：(1)写出碳完全燃烧的化学方

2、程式并用双线桥标出上述反应中电子转移的方向和数目：_。(2)上述燃烧反应中发生氧化反应的是_，氧化剂是_。(3)碳燃烧过程中化学能主要转变为_能和_能。(4)试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端有哪些？_。答案(1)(2)碳氧气(3)热光(4)化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费；火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境二、原电池化学能直接转化为电能1.实验探究实验操作实验现象原因解释(1)Zn片：锌片溶解，表面产生无色气泡Cu片：无变化反应的离子方程式：Zn2H

3、=Zn2H2Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气(2)Zn片是否溶解：溶解Cu片上是否有气泡：有气泡电流表A指针偏转电流表指针偏转说明：导线中有电流Cu片上有气泡说明：溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出2.原电池的概念原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。3.原电池的工作原理(1)分析下图并填空原电池总反应式：Zn2H=Zn2H2。(2)能量转化：化学能转变为电能。4.原电池的构成条件理论上，放热的氧化还原反应均可构成原电池。装置条件：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能

4、导电的非金属)。(2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。(3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。(1)火力发电是化学能间接转化为电能的过程()(2)HClNaOH=NaClH2O是放热反应，可以设计成原电池()(3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转()(4)在铜锌稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌()(5)原电池中阳离子向正极移动()(6)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)1.(原电池的构成条件)下列装置中能够组成原电池的是_(填序号)，其他不能构成原电池的试分别说明理由：_。答案只有一个电极

5、，中两个电极的活泼性相同，中为非电解质溶液，不能导电，电解质溶液(内电路)未形成闭合回路原电池的判定方法一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。2.(电极名称的判断)根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题：(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为_(填电极名称)，判断依据_；铜电极的名称是_，溶液中的Cu2移向_(填“Cu”或“X”)电极。(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为_(填电极名称)，判断依据_；铜电极的名称是_，溶液中的Ag移向_(填“Cu”或“X”)电极。(3)若X为Fe，Y为浓硝酸

6、，则Cu为_(填电极名称)，铜电极可能观察到的现象是_；X电极的名称是_。答案(1)负极锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)正极Cu(2)正极铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)负极X(3)负极铜电极逐渐溶解，溶液变蓝正极3.利用原电池原理可比较金属的活泼性，原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。结合相关知识解答下列问题。由A、B、C三种金属按表中装置进行实验：装置甲乙现象A不断溶解，B上产生气泡C的质量增加，B的质量减轻(1)在甲中，金属片_(填“A”或“B”)发生氧化反应。(2)在乙中，金属片_(填“B”或“C”)作负极。(3)如果把B、C用导线连接后同时浸入

7、稀硫酸溶液中，有一电极产生气泡。则金属片_(填“B”或“C”)上有气泡产生。(4)上述三种金属的活动性顺序是_。答案(1)A(2)B(3)C(4)ABC提醒：利用原电池还可加快化学反应，如：在用Zn和稀硫酸反应制取H2时，滴加少量CuSO4溶液，可加快Zn与稀硫酸反应制取H2的速率。1.下列设备工作时，将化学能转化为电能的是()ABCD锂离子电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能电池答案A解析A项，锂离子电池是把化学能转化为电能，故正确；B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；C项，燃烧是放热反应，是把化学能转化为热能，故错误；D项，硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故错误。2.下列装置能形成

8、原电池的是()A. B.C. D.答案A解析根据构成原电池的“两极一液一线一反应”判断，装置不能形成闭合回路；装置不具有两个活动性不同的电极，只能发生氧化还原反应；装置中酒精不是电解质溶液。3.如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是()A.铜是负极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减小C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原答案D解析由图可知，Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极铜电极；溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2；电子流向与电流方向相反。4.某原电池的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，该原电池正确的组成是()选项正极负极电解质溶液ACuZnHC

9、lBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2答案C解析将ZnCu2=Zn2Cu拆开两个半反应：氧化反应(负极反应)：Zn2e=Zn2。还原反应(正极反应)：Cu22e=Cu。则电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或能导电的非金属，电解质溶液中含Cu2。课时对点练A组基础对点练题组一获取电能的途径1.下列叙述不正确的是()A.用天然气火力发电时，每一步都需要化学反应来完成B.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境C.原电池反应一定为氧化还原反应D.在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化答案A解析火力发电的过程

10、包括，化学能eq o(,sup7(燃料燃烧)热能eq o(,sup7(蒸汽轮机)机械能eq o(,sup7(发电机)电能，后两个阶段都未发生化学变化。题组二原电池概念及构成2.下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()A.ZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgB.PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OC.ZnCuSO4=CuZnSO4D.CCO2eq o(=,sup7(高温)2CO答案D解析D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。3.(2018长春外国语学校月考)下列关于原电池的叙述中，不正确的是()A.原电池的负极发生的反应是氧化反应B

11、.原电池的电极只能由两种不同的金属构成C.原电池能将化学能转变为电能D.原电池中电子流入的一极是正极答案B解析原电池的负极失去电子被氧化，发生氧化反应，A正确；构成原电池正负极的材料不一定是两种不同的金属，可能是非金属和金属，B错误；根据原电池的工作原理，原电池是将化学能转变为电能的装置，C正确；原电池放电时，电子转移的方向是从负极沿导线流向正极，所以正极为电子流入的电极，D正确。4.下列各组的电极材料和电解液，不能组成原电池的是()A.铜片、石墨棒、蔗糖溶液B.锌片、石墨棒、硫酸铜溶液C.锌片、铜片、稀盐酸D.铜片、银片、硝酸银溶液答案A解析蔗糖为非电解质。5.下列装置可以构成原电池的是()

12、答案C题组三原电池的原理及应用6.下图是原电池示意图。当该电池工作时，下列描述不正确的是()A.溶液由无色逐渐变为蓝色B.铜片表面有气泡C.电流表指针发生偏转D.锌是负极，其质量逐渐减小答案A解析因Zn的活泼性大于Cu，则Zn为负极，Cu为正极，Cu不能反应生成Cu2，所以溶液不会变为蓝色，故A错误；Cu为正极，H在Cu电极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡产生，故B正确；在该原电池中，Zn失去电子、电子由Zn片经导线流向Cu片，电流表指针发生偏转，故C正确；Zn为负极，Zn失去电子生成Zn2，其质量逐渐减小，故D正确。7.某原电池反应的化学方程式为FeCuSO4=FeSO4Cu，下列有关描

13、述正确的是()A.Fe为正极B.Cu为负极C.负极发生还原反应D.电解质溶液是CuSO4溶液答案D解析根据金属活动顺序表知，铁比铜活泼，结合原电池原理知，铁作负极，铜作正极，负极上电极材料失电子变成离子进入溶液，发生氧化反应，正极上，溶液中铜离子得电子生成铜单质，发生还原反应，电解质溶液是CuSO4溶液，故A、B、C错误，D正确。8.(2019山东城阳第三高级中学高一期中)A、B、C都是金属，B中混有C时，只有C能被盐酸溶解；A、B与稀硫酸组成原电池时，A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为()A.ABC B.ACBC.CBA D.BCA答案C解析B中混有C，只有C能被盐酸溶解，根据

14、金属活动顺序表，推出C比B活泼，A、B与稀硫酸构成原电池，A为正极，则B为负极，根据原电池工作原理，推出B比A活泼，综上所述，金属活动性大小顺序是CBA，故C正确。9.如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是()A.电子流动方向 B.电流方向C.电极反应 D.溶液中离子移动方向答案B解析锌为负极，铜为正极，电子由锌片流向铜片，A正确；电流与电子运动方向相反，则电流由铜片经导线流向锌片，B错误；锌失电子生成锌离子，H在铜片上得电子被还原生成H2逸出，C正确；原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，D正确。10.某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。(1)打开K，观察到

15、的现象为_。(2)关闭K，观察到的现象是_。此电池的负极的电极反应式为_。总反应式为_。(3)关闭K，溶液中阳离子向_(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是_。答案(1)锌棒上附着有红色固体(2)碳棒上附着有红色固体Zn2e=Zn2ZnCu2=Zn2Cu (3)CZnC(或负极正极)解析(1)打开K，锌与硫酸铜接触，置换出铜，所以可以看到锌棒上附着有红色固体。(2)关闭K，形成原电池，锌作负极，碳作正极，溶液中的铜离子在碳棒上得到电子生成铜，看到碳棒上附着有红色固体；其正极反应为Cu22e=Cu；负极反应为Zn2e=Zn2；总反应为ZnCu2=Zn2Cu。(3)关闭K，溶液中的

16、阳离子向正极移动，即向碳棒移动，电子从锌出来经过导线流向碳。B组综合强化练1.美国化学家诺塞拉研制出一种可以将水分解成氢气和氧气的催化剂，这将使氢气生产成为可能，并使太阳能使用步入新的时代，被称为“水发电技术”。下列有关说法正确的是()A.“水发电技术”是指水分解生成氢气和氧气，同时放出能量来发电B.“水发电技术”可实现发电过程中的零污染物排放C.若水分解产生的H2、O2分别通入燃料电池的两极，通H2的电极上发生还原反应D.“水发电技术”的能量转换形式为：化学能电能热能答案B解析水分解的过程是吸热过程，选项A错误；“水发电技术”可实现发电过程中的零污染物排放，选项B正确；“水发电技术”的能量转

17、换形式为太阳能化学能电能，选项D错误；氢氧燃料电池中，通H2的为电源负极，失去电子发生氧化反应，选项C错误。2.下列有关原电池的说法正确的是()A.将反应2Fe3Fe=3Fe2设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质B.铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极C.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极D.铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极答案B解析Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极，故A错误；Al遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，Cu作负极，故B正确；电子由负极(锌)流向正极(铜)，故C错误；由Al、Mg、Na

18、OH组成的原电池，Al作负极失电子生成AlOeq oal(,2)，故D错误。3.(2019长沙高一下学期期中)如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()A.a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸B.b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D.b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液答案C解析Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成Fe2，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H2e=H2，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。4.(2019醴陵市期中)

19、如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为：X外电路YB.若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC.SOeq oal(2,4)移向X电极，Y电极上有氢气产生D.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应答案C解析由外电路中的电子流向可知，X为负极，Y为正极，由图可知电子的流动方向是X外电路Y，则电流的方向应该是Y外电路X，故A错误；X为原电池的负极，Y为正极，则X应为Zn，故B错误；X为负极，Y电极上生成氢气，SOeq oal(2,4)移向负极X电极，故C正确；X极上发生的是氧化反应

20、，Y极上发生的是还原反应，故D错误。5.(2019白山市第十九中学高一期中)a、b的活动性均比氢强，a还可以从b的硝酸盐中置换出b。将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，下列叙述中不正确的是()A.导线上有电流，电流方向由a到bB.a极质量减少，b极质量增加C.b棒上析出氢气D.a棒发生氧化反应，b棒发生还原反应答案A解析将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，构成原电池，a是负极，b是正极，导线上有电流，电流方向由b到a，故A错误；在原电池中，负极a发生失电子的氧化反应，质量减轻，不活泼金属b为正极，发生得电子的还原反应，质量增加或者是产生氢气，故B、C正确；在原电池中，负极a发生失电子的氧化反应，正极b极发生得电子的还原反应，故D正确；选A。6.汽车广泛使用的铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作时，电极反应分别是：PbSOeq oal(2,4)2e=PbSO4，PbO24HSOeq oal(2,4)2e=PbSO42H2O，下面结论正确的是()A.Pb