221化學能與電能1化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化

1、 化學能與電能（1）第二章 第二節(jié) 化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化 【學習目標】 1.掌握原電池的工作原理、能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。 2.了解常見化學電源的種類及工作原理。 【學習重點】原電池的工作原理。 【學習難點】原電池的工作原理。 【預(yù)備知識】 。 轉(zhuǎn)化為 在化學反應(yīng)中，物質(zhì)中化學能的變化通常表現(xiàn)為的 變化，即 1. 2.金屬活動性順序表 電子，氧化還原反 反應(yīng)，還原劑 3.在氧化還原反應(yīng)中：氧化劑 電子，發(fā)生 。 應(yīng)本質(zhì) 【自主學習】 、 、 、 1.直接從自然界取得的能源稱為 ，如 、 等。 、 如 等。經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為 :來源 化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化2. 間接轉(zhuǎn)化 燃燒

2、 _化學能 我國發(fā)電總量構(gòu)成上，火力發(fā)電居首位。燃煤發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化過程為 發(fā)電機蒸汽 _能。_能 能 直接轉(zhuǎn)化-原電池 原電池是將_能轉(zhuǎn)化為_能的裝置。在原電池中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同的區(qū)域進行，使其間電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，在閉合回路下形成電流，可見原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。 一、原電池及其工作原理 Cu-Zn原電池實驗探究 實驗24 現(xiàn) 象 銅片插入稀硫酸 鋅片插入稀硫酸 銅片和鋅片連接在一起插入稀硫酸 銅片表面 鋅片表面 銅片表面 鋅片表面 電流表指針 鋅片表面 銅片表面 銅片和鋅片之間連一電流表以Cu-Zn原電池為例，分析原電池的工作原理： 電極 電極材料 電極反應(yīng) 反應(yīng)類

3、型 電子流向 電流方向 負極 正極1.原電池是把 轉(zhuǎn)變?yōu)?的裝置。 2.組成原電池的條件：w.w.w.zxxk.c.o.m 思考以下裝置不能形成原電池的是 。 在銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成的原電池中，溶液的PH值如何變化？硫酸根離子的濃度呢？ 3.原電池的電極判斷 _，發(fā)生反應(yīng)；(1)負極總是_電子，化合價_電子，化合價_，發(fā)生正極總是_反應(yīng)。 (2)電子流出的一極是_，電子流入的一極是_； (3)一般活潑的金屬為_，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為_。 4.化學電池的反應(yīng)本質(zhì)： :Zxxk.來源【概括整合】 產(chǎn)生， 電子，沿導(dǎo)線傳遞，有 負極 反應(yīng) 正極 反應(yīng) 電解質(zhì)溶液 【疑點反饋】：（通過本課

4、學習、作業(yè)后你還有哪些沒有搞懂的知識，請記錄下來） 【基礎(chǔ)達標】 1對于原電池的電極名稱敘述有錯誤的是( ) A發(fā)生氧化反應(yīng)的為負極 B正極為電子流入的一極 C比較不活潑的金屬為負極 D電流的方向由正極到負極 2下面是四個化學反應(yīng)，你認為理論上不可用于設(shè)計原電池的化學反應(yīng)是( ) AZnAgOHO=Zn(OH)2Ag 222BPbPbO2HSO=2PbSO2HO 22442CZnCuSO=CuZnSO 44DCCO2CO 23茫茫黑夜中，航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金為電極材料的海水電池。在這種電池中( ) 鋁合金是正極 鋁合金

5、是負極 海水是電解液 鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng) A B C D 4下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是( ) :ZXXK來源5. 如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣 ) ( 泡生成，則以下敘述正確的是 a為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸A b為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液B a為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸C b為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液D 練方法技巧原電池正、負極及電極反應(yīng)的判斷 可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進行：6鎳鎘(NiCd) 充電Cd2Ni(OH)2NiO(OH)2HO C

6、d(OH)222 放電 由此可知，該電池放電時的負極材料是( ) ACd(OH) BNi(OH) CCd DNiO(OH) 227據(jù)報道，美國正在研究用鋅電池取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，鋅電池具有容量大、 :ZXXK來源 =2ZnO，其原料為鋅粉、電解液和空氣。則下污染少等優(yōu)點，其電池反應(yīng)為2ZnO2) ( 列敘述正確的是 A鋅為正極，空氣進入負極2 2e=ZnB負極反應(yīng)為Zn C正極發(fā)生氧化反應(yīng) D電解液是酸溶液題 1 2 3 4 5 6 7 答案 K。來源:學?？啤。X。X 【拓展提升】 8有甲、乙兩位學生均想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，兩人均使用鎂片與鋁 11 L6 mol溶液

7、中，片作電極，但甲同學將電極放入6 molL HSO乙同學將電極放入42 NaOH溶液中，如下圖所示。的 (1)寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式： 正極：_。 (2)寫出乙池中負極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式： 負極：_。 總反應(yīng)的離子方程式：_。 (3)如果甲與乙同學均認為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬，則構(gòu)成負極材料的金 屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出_活動性更強，而乙會判斷出 _活動性更強(填寫元素符)。 ) ( 實驗，可得到如下哪些正確結(jié)論？由此(4) A利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動順序時應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì) B鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強 C該實驗說明金屬活動順序表已

8、過時，已沒有實用價值 D該實驗說明化學研究對象復(fù)雜、反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問題具體分析 (5)上述實驗也反過來證明了“直接利用金屬活動順序表判斷原電池中的正負極”這種 做法_(可靠或不可靠)。如不可靠，請你提出另一個判斷原電池正負極的可行實 驗方案_ _ _ (如可靠，此空可不填)。 【參考答案】 1C 原電池中相對活潑的金屬為負極，不活潑的為正極，C項錯誤；負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，A項正確；原電池工作時，外電路中電子由負極流出，由正極流入，電流方向與電子流動方向相反，B、D項正確。 2D D是吸熱的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中吸收能量，不能設(shè)計為原電池。 3A 分析航標燈的電

9、源結(jié)構(gòu)，活潑金屬鋁合金作負極，相對不活潑金屬PtFe合金作正極， 電解液是海水；鋁合金作負極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，故錯誤，正確。 4A 由題給裝置圖知，A、B、C形成原電池，由于金屬活動順序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有氣體產(chǎn)生。 5C Fe、C形成的原電池中，負極鐵失去電子，變成2價的亞鐵離子，由于a極上有大量 為負極，是鐵片；電解為正極，是碳棒；b2e=H，a氣泡生成，所以正極(C)電極反應(yīng)：2H2 質(zhì)溶液為硫酸。 被CdO=Cd(OH)2Ni(OH)，根據(jù)鎳鎘可充電電池放電的反應(yīng)原理Cd2NiO(OH)2H6C 222 NiO(OH)CdNi(OH)，即發(fā)生氧化反應(yīng)，是失去電子的物質(zhì)，氧化生成Cd(OH)，NiO(OH)被還原生成22C為正極，即電池的負極材料是Cd，發(fā)生還原反應(yīng)，是得到電子的物質(zhì)，所以，Cd為負極，NiO(OH) 項正確。2不A=Zn，所以=2ZnOB 根據(jù)電池反應(yīng)2ZnO判斷，鋅為負極，負極反應(yīng)為Zn2e72不正確；電解液若為強酸，將與鋅發(fā)生化學反應(yīng)，而不；正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以C正確，B正確 不正確。是O與鋅反應(yīng)，所以D2 =H2e8(1)2H2O 4H6e8OH(2)2Al=2AlO22 2Al3HO=2AlO2H2OH222(4)AD Al (3)Mg (5)不可靠 將兩種金屬作電極連上電流計后插入電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池