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课题:实验活动6

化学能转化成电能第六章化学反应与能量[学习目标]通过实验探究,理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用,体会化学的价值,增强为科学发展而学习化学的责任感和使命感。通过实验探究,认识原电池的构成要素及其作用。通过实验探究,培养学生分析、归纳问题的能力及实验设计能力。通过实验探究过程,体会实事求是、勇于探究、创新的科学态度。一、实验目的理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用,体会化学的价值。认识原电池的构成要素及其作用。二、实验用品实验器材:烧杯、导线、电流表。实验药品:锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。电极材料的实验(1)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,观察电流表指针是否发生偏转;用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。三、实验步骤电极材料电流表指针是否发生偏转解释锌片、铜片锌片、石墨棒电极材料的实验(1)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,观察电流表指针是否发生偏转;用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。三、实验步骤电极材料电流表指针是否发生偏转解释锌片、铜片否锌片、石墨棒否没有电解质溶液,无法形成原电池。(2)将锌片插入稀硫酸的烧杯中,观察现象;再插入铜片,观察现象;取出铜片,插入石墨棒,观察现象。电极材料实验现象解释锌片锌片、铜片锌片、石墨棒三、实验步骤(2)将锌片插入稀硫酸的烧杯中,观察现象;再插入铜片,观察现象;取出铜片,插入石墨棒,观察现象。电极材料实验现象解释锌片锌片溶解,表面产生无色气泡。锌片、铜片①锌片溶解,表面产生无色气泡;②铜片表面无明显现象锌片、石墨棒①锌片溶解,表面产生无色气泡;②石墨棒表面无明显现象。三、实验步骤锌的还原性比H2强,溶液中的H+直接得到Zn失去的电子生成H2。铜的还原性比H2弱,不能置换出H2,H+在锌片表面被还原成H2。石墨为惰性材料,不能置换出H2,H+在锌片表面被还原成H2。原电池实验如下表所示,选择不同的电极材料,以及稀硫酸、导线和电流表,组装原电池,试验其能否产生电流,并作出解释。电极材料实验现象解释锌片、铜片锌片、石墨棒铜片、石墨棒三、实验步骤原电池实验如下表所示,选择不同的电极材料,以及稀硫酸、导线和电流表,组装原电池,试验其能否产生电流,并作出解释。电极材料实验现象解释锌片、铜片锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡产生,电流表指针发生偏转。三、实验步骤锌、铜、稀硫酸构成原电池,锌作负极,铜作正极,锌失去电子转化为Zn2+,H+得到电子在铜片表面产生H2。电极材料实验现象解释锌片、石墨棒锌片逐渐溶解,石墨棒表面有气泡产生,电流表指针发生偏转。铜片、石墨棒铜片、石墨棒表面均无明显现象,电流表指针不偏转。三、实验步骤锌、石墨、稀硫酸构成原电池,锌作负极,石墨棒作正极,锌失去电子转化为Zn2+,H+得到电子在石墨棒表面产生H2。铜、石墨与稀硫酸不反应,无法构成原电池。四、问题与讨论根据以上实验,说明原电池的工作原理和构成要素,以及组装原电池的操作注意事项。提示:①原电池的工作原理:原电池在工作时,负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,电解质溶液中具有氧化性的物质得到电子发生还原反应,氧化反应和还原反应不断发生,负极失去的电子通过导线不断地流向正极,电解质溶液中的阳离子不断地从负极移向正极,这样就形成了闭合回路,实现化学能向电能的转化。原电池的构成要素:a.电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成;b.电解质溶液:作反应介质,参与氧化还原反应,在溶液中构成闭合回路,起导电的作用;c.两电极之间有导线连接或直接接触,形成闭合回路;d.发生的反应是自发的氧化还原反应。组装原电池的操作注意事项:a.选择合适的电极材料;b.能发生自发的氧化还原反应;c.整个装置能形成闭合回路。四、问题与讨论四、问题与讨论能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片?为什么?提示:可以用铁片代替锌片,因为铁比铜活泼,且能够与稀硫酸发生自发的氧化还原反应。负极:Fe-2e-=Fe2+;正极:2H++2e-=H2↑;电池总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑。某兴趣小组设计如图所示的装置进行原电池原理的探究。下列叙述错误的是(

)A.a和b不连接时,锌片上有气体生成,该装置不能形成原电池B.a和b用导线连接时锌片为负极,发生的反应式为:Zn-2e-=Zn2+C.a和b用导线连接时,电子由Zn经导线流向Cu,再经稀硫酸流回ZnD.无论a和b是否连接,稀硫酸均参与反应CZn+2H+=Zn2++H2↑小试牛刀如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请根据原电池原理回答问题:若电极a为Zn、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液,该原电池工作时,负极的电极反应式为

,SO42-向

极(填a或b)移动②

若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为浓硝酸,则Ag为

,(填正极或负极)外电路中电子流动方向

。(用Fe、Ag表示)③

用Cu+2FeC

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