实验活动+化学能转化为电能 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

6.6实验活动6化学能转化成电能学习目标1.通过实验感受化学能转化成电能的过程。2.认识形成原电池的条件。3.总结原电池构成要素，促进深度思维发展养成良好实验素养。【思考1】日常生活离不开电，那么同学们你们能想象一下没有电后的生活吗？【回顾】上节课我们学过化学能可以转化为电能，目前我国用的最多的是火力发电。大家思考一下，火力发电都有哪些弊端？探究任务一、原电池的构成要素及工作原理【问题引领】

1.原电池构成条件“三看”。(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活动性强的金属与电解质溶液的反应)。(2)二看两电极:一般是活动性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路通常需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接接触或有导线连接;③两电极插入电解质溶液中。例如,在上页原电池实验①和②中,发生的原电池反应为Zn+2H+══Zn2++H2↑;在原电池实验③中,发生的原电池反应为2Cu+O2+4H+══2Cu2++2H2O。2.原电池的工作原理。以上页原电池实验①为例分析。负极:锌片,Zn失电子,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-══Zn2+;正极:铜片,H+得电子,发生还原反应,电极反应为2H++2e-══H2↑。【问题讨论】1.在原电池实验①中,若用铁片代替铜片,能否构成原电池?为什么?提示:能;符合构成原电池的条件,锌比铁活泼,锌作负极,铁作正极。2.在组装原电池的操作中要注意哪些问题?提示:①先将电极用导线与电流表的接线柱连好,再将正极放入电解质溶液中,然后小心地将负极放入电解质溶液中,若电流表偏转幅度过大或过小,要适时地调整。②不要让两个电极在溶液中接触,以免损坏电流表。在分析构成原电池的因素时,不能只根据电极是否能与电解质溶液发生反应进行判断,还要考虑空气是否参与正极的电极反应。如上页原电池实验③就属于这种情况。【实验步骤】1.电极材料的实验。(1)验证电极材料本身是否产生电流。用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接,并使锌片与铜片接触,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。(2)观察电极材料在稀硫酸中的变化。将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象;再将铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中(与锌片不接触),观察现象;取出铜片,插入石墨棒(与锌片不接触),观察现象。2.原电池实验。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。1、原电池定义:把化学能直接转化为电能的装置。原电池的原理：氧化还原反应2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+正极：负极：（氧化反应）（还原反应）总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）二、电池Zn、石墨、H2SO4①锌片溶解②石墨棒表面产生无色气泡③电流表指针偏转锌失去的电子通过导线转移至石墨棒表面产生电流，溶液中的H＋在石墨棒表面获得Zn失去的电子生成H2Cu、石墨、H2SO4铜片不溶解，电流表指针不偏转铜的还原性比H2弱，不能发生氧化还原反应，没有电子转移，因而不能产生电流实验目的：两电极之间距离对原电池电流大小的影响自变量：两电极之间距离

因变量：原电池电流大小实验观测量：电流的读数（最好动态的图像和曲线）实验固定量：两电极的材料；电解质溶液的类型；电解质溶液的浓度；电极材料与电解质溶液接触的表面积。

探究类实验设计思路每一次实验探究过程中，自变量只能是单一的。实验编号两电极间距离电极材料电解质溶液的类型电解质溶液的浓度电极与电解液接触面积电流大小①不同相同相同相同相同不同②不同相同相同相同相同不同③不同相同相同相同相同不同两电极之间距离对原电池电流大小的影响实验目的实验固定量自变量因变量两电极之间距离对原电池电流大小的影响实验目的

自变量两电极间距离因变量电流大小

如何实现动态连续曲线的绘制呢？我们可以采用手持技术数字化实验来实现这一目的。什么是手持技术数字化实验？随着科学技术的进步，中学化学实验也引进现代化的测试方法，例如：手持数字化技术，又称为掌上实验，是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段，主要包括：数据采集器、传感器、计算机及配套软件三个部分组成。工作流程：实验用品：计算机、原电池实验器、连接线、USB数据线、数据采集器、锌电极、铜电极、多量程电流传感器解析:①中只有一个电极,不能形成原电池;②、⑥中两电极未相连,没有形成闭合回路,不能形成原电池;③、⑧中电极相同,而且没有形成闭合回路,不能形成原电池;⑤中酒精不是电解质溶液,没有形成闭合回路,不能形成原电池。1.在如图所示的8个装置中,属于原电池的是()A练一练2.下列叙述中正确的是()A.原电池的负极得到电子,发生还原反应B.原电池中较活泼的金属作正极C.原电池中的电极一定是两种不同的金属D.原电池中发生氧化反应的电极是负极D解析:原电池的负极失去电子,发生氧化反应,故A错误,D正确;在原电池中,一般是较活泼的金属作负极,故B错误;原电池的两个电极可以是两种不同的金属,也可以是金属和导电的非金属,故C错误。C选项正极负极电解质溶液AZnCuCuCl2溶液BZnCuZnCl2溶液CCuZnCuSO4溶液DCuZnZnSO4溶液3.一个原电池的总反应的离子方程式是

Zn＋Cu2+===Zn2＋＋Cu,

利用该反应设计成的原电池的正