河南省偃师市实验高级中学高中化学必修二2.3化学反应的利用（第2课时）导学案

第3节化学反应的利用（第2课时）【学习目标】1.了解化学能与热能、光能、电能之间的转化;

2.探究原电池的工作原理，培养动手能力、思维能力和观察能力；

3.能力提升，能利用原电池原理来解决一些实际问题。【课前预习案】一、化学反应为人类提供能量1、任何化学反应都伴随着变化。物质发生化学反应的实质是；当生成新化学键所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量时，化学反应会能量。因此，人们利用化学反应将存储在物质内部的能转化为能、能等。2、即热饭盒的反应原理：用于焊接钢轨的铝热反应的原理：上述反应都是将能转化成能。二、原电池的工作原理原电池：利用反应把能转变成能的装置。2、以铜锌原电池（CuZnH2SO4）为例说明其工作原理:当铜片与锌片一同浸入硫酸中时，由于_____活泼，容易_____电子,被成Zn2+进入溶液，锌片的质量减小,失去的电子通过导线流向铜片,溶液中的______从铜片得到电子而被______形成氢原子,氢原子再结合成氢气分子从铜片上逸出。这样，在连接锌片与铜片的导线中电子做定向移动，形成电流。【思考】在右图中用“→”标出电子、H+的移动方向：该电池中的氧化还原反应方程式:_______________该原电池中：锌（“得”或“失”）电子，发生（“氧化”或“还原”）反应，作为该原电池的（“正”或“负”）极；铜（“得”或“失”）电子，发生（“氧化”或“还原”）反应，作为该原电池的（“正”或“负”）极。3、常见电池目前市场上的电池有（又称一次电池）、（又称二次电池）和等。思考：1、你知道哪些电池？它们属于哪一类电池？有何优缺点？2、你还知道化学能与哪些能量之间的转化？举例说明。【预习检测】1.下列说法正确的是（）A.化学反应不一定伴随着能量的变化。B.释放能量的反应都有电子的转移。C.释放能量的反应都可通过原电池实现化学能到电能的转化。D.化学能和其他能量间可以相互转化。2．关于如图所示装置的叙述，正确的是（）A．铜是阳极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少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3．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）。A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极4．下列关于能量转化的认识不正确的是（）C.原电池工作时，化学能转变为电能D.白炽灯工作时，电能全部转变成光能5．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是（）A.2Al+2NaOH+6H2O====2Na［Al（OH）4］+3H2↑2+O2====2H2OC.NaOH+HCl====NaCl+H24+2O2====CO2+2H2O6.下列关于化学能与电能的叙述正确的是（）A.化学能能转变为电能，电能不能转变为化学能D.新型二次电池对环境无污染，可以不回收【课堂探究案】【探究一】原电池的工作原理、电极反应式的书写及形成条件1、原电池的工作原理Zn片上：失电子发生反应，Zn片做电池的极Cu片上：得电子发生反应，Cu片做电池的极2、电极反应式的书写负极:正极：电池中发生的化学反应方程式：总结：（1）负极：失电子，发生反应（一般是负极本身失电子）（2）正极：得电子，发生反应（一般是溶液中阳离子在正极上得电子）（3）总反应式（即电池反应）=正极反应式+负极反应式【例1】如图所示原电池，指出正负极，并写出电极反应式正极：负极：总式：3．形成原电池的条件：例2．能够组成原电池装置的是（）GZnZnCu稀硫酸GAgCuGZnCGZnCuAgNO3溶液乙醇稀硫酸ABCD总结形成原电池的条件：；；4.原电池的正负极判断：【思考】如何判断原电池的正负极？【例3】原电池的正极一定是（）A、化学性质较活泼的金属B、化学性质较不活泼的金属C、电子流出的极D、电子流入的极【探究二】原电池原理应用（一）原电池的设计方法【例4】利用下述反应：2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+设计一个原电池装置。①画出装置图（标明电极材料和电解质溶液）：②写出电极反应式。负极：正极：总反应式：判断金属活泼性【例5】有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a和d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈，将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化。将铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出。它们的活动性由强到弱的顺序为（）讨论：判断金属活动性顺序的方法有哪些？（三）加快反应速率：形成原电池可加快氧化还原反应的反应速率例6实验室用Zn与Ｈ2SO4制H２，用粗锌产生Ｈ２的速率比用纯Zn，在稀Ｈ2SO4中加入少量硫酸铜溶液，也同样会加快Zn与稀Ｈ2SO4产生Ｈ２的速率，这是因为。（四）金属的腐蚀(从理论上揭示钢铁腐蚀的主要原因)（五）制造多种化学电源，如干电池、蓄电池、燃料电池等。分析它们的结构：【当堂检测】1、下列关于原电池的叙述正确的是（）A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B．原电池是将化学能转变为电能的装置C．原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原D．原电池放电时，外电路电流的方向是从负极到正极2、在理论上可用于设计原电池的化学反应是（）A.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2B.HCl+NaCl=NaCl+H2O2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2D.Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3•H2O+8H2OFeCFeClFeCFeCl3溶液A．Fe是负极,C是正极B．负极反应式为:Fe3e=Fe3+C．内电路中阴离子移向Fe极D．外电路电流由石墨电极流向Fe电极4.用锌和稀硫酸反应制取氢气时，加入少量CuSO4溶液的目的是（）FeCuFeCl3溶液5、FeCuFeCl3溶液正极:负极:总式:【课后拓展案】【基础训练】1.判断下列装置，能够形成原电池的是：a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池：若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c逐渐溶解；a、c相连时，c极有气泡冒出；b、d相连时，b为正极。则这四种金属的活动顺序由大到小为（）A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a3（双选）某原电池的总反应式为：2Fe3++Fe==3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成是（）A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B．正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液4.在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述正确的是（）A．碳棒上有气体放出，溶液酸性变弱B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电流从a极到b极D．a极上发生了还原反应5.下列各组电极均用导线相连，分别插入对应溶质的溶液中，其中不能组成原电池的是（）ABCD电极与溶液Zn、C硫酸Cu、Ag硝酸银Zn、Cu蔗糖Mg、Al氢氧化钠6.将铁片和铜片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，一段时间后，下列叙述正确的（）A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出 B．负极附近Cl―的浓度减小C．正极附近Cl―的浓度逐渐增大 D．溶液中Cl―的浓度基本不变【拓展提高】7.下列有关说法不正确的是()B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面不会出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快8.锌电池具有容量大，污染小等优点，电池反应为：2Zn+O2==2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。下列叙述正确的是（）A.锌为正极，空气进入负极反应B.锌为负极，发生还原反应9.把镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中，下列说法正确的是（）A．不能形成原电池 B．形成原电池时铝为正极 C．形成原电池时铝为负极 D．形成原电池时镁为负极10.如图所示的装置，在盛水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液。（1）片刻后可看到悬吊的金属圈（填序号）A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态不变C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜（2）产生上述现象的原因是