2019-2020學(xué)年第二學(xué)期同步導(dǎo)學(xué)提分教程（人教必修2）：2.2化學(xué)能與電能【要點(diǎn)透析、提升訓(xùn)練】

1、知識(shí)像燭光，能照亮一個(gè)人，也能照亮無數(shù)的人。-培根化學(xué)能與電能一、1一次能源和二次能源2.化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能火力發(fā)電過程能量轉(zhuǎn)換化學(xué)能熱能機(jī)械能電能關(guān)鍵化石燃料的燃燒(氧化還原反應(yīng))3化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能原電池(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論銅片：有氣泡產(chǎn)生鋅片：溶解電流表：指針偏轉(zhuǎn)有電流產(chǎn)生，裝置中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(2)概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。(3)工作原理負(fù)極正極電池反應(yīng)：Zn2H=Zn2H2(4)電子的流向：電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(5)反應(yīng)本質(zhì)：原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。特別提醒原電池工作時(shí)電子的流向與電流的方向相反，即電子由負(fù)極流向正極，而電流是由正極流向負(fù)極。1

2、下列裝置中，哪些能構(gòu)成原電池？其他不能構(gòu)成原電池的原因是什么？提示：裝置D能構(gòu)成原電池；裝置A不能構(gòu)成原電池，原因是酒精為非電解質(zhì)；裝置B不能構(gòu)成原電池，原因是沒有形成閉合回路；裝置C不能構(gòu)成原電池，原因是兩個(gè)電極的金屬活潑性相同。2原電池工作時(shí)，電子和離子分別怎樣移動(dòng)？提示：電子是從負(fù)極經(jīng)過導(dǎo)線移向正極；在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。1構(gòu)成原電池的條件(1)具有活潑性不同的兩個(gè)電極；(2)兩電極插入電解質(zhì)溶液中；(3)形成閉合回路；(4)能自發(fā)地發(fā)生放熱的氧化還原反應(yīng)。2原電池的工作原理(1)反應(yīng)類型：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電子的移動(dòng)方向：從負(fù)極流

3、出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(3)離子的移動(dòng)方向：陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。3原電池正、負(fù)極的判斷4電極反應(yīng)式的書寫(1)負(fù)極反應(yīng)式的書寫活潑金屬作負(fù)極時(shí)，電極本身被氧化：a若生成的陽離子不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，其產(chǎn)物可直接寫為金屬陽離子，如：Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2。b若生成的金屬陽離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為兩反應(yīng)合并后的反應(yīng)式。如MgAl(KOH)原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Al3e4OH=AlO2H2O；鉛蓄電池負(fù)極反應(yīng)式：Pb2eSO=PbSO4。負(fù)極本身不反應(yīng)時(shí)，常見書寫方法為：氫氧(酸性)燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為H22e=2H。氫氧(堿性)燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為H22e2O

4、H=2H2O。(2)正極反應(yīng)式的書寫首先根據(jù)化合價(jià)變化或氧化性強(qiáng)弱判斷得電子的微粒；其次確定該微粒得電子后變成哪種形式。如氫氧(酸性)燃料電池，正極反應(yīng)式為O24H4e=2H2O。氫氧(堿性)燃料電池，正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。鉛蓄電池正極反應(yīng)式：PbO22e4HSO=PbSO42H2O。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)原電池是一種電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置()(2)負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)()(3)正極是電子流出極()(4)用導(dǎo)線連接的銅片和鋅片插入到稀H2SO4中，鋅片上有大量氣泡產(chǎn)生()2(1)下列裝置屬于原電池的是_。(2)在選出的原電池中，_是負(fù)極，發(fā)生_反應(yīng)

5、，_是正極，該極的現(xiàn)象是_；(3)此原電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。解析：(1)依據(jù)構(gòu)成原電池的條件判斷，只有符合。(2)在裝置中，較為活潑的金屬鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe2e=Fe2；不活潑的金屬銅作正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)：2H2e=H2 ，所以看到的現(xiàn)象是正極產(chǎn)生氣泡。(3)由上述分析，可確定此原電池的電池總反應(yīng)是FeH2SO4=FeSO4H2。答案：(1)(2)Fe氧化Cu電極上產(chǎn)生氣泡(3)FeH2SO4=FeSO4H2二、1加快氧化還原反應(yīng)的速率(1)原理：在原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶液中粒子運(yùn)動(dòng)相互間的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。(2)應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2

6、SO4(或稀鹽酸)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。2比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱(1)原理：原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性弱的金屬為正極。(2)應(yīng)用：有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性AB。3設(shè)計(jì)原電池(1)依據(jù)：已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。(2)實(shí)例：以FeCuSO4=FeSO4Cu為例裝置材料選擇電極反應(yīng)負(fù)極：

7、Fe正極：Cu或C等(活潑性比Fe差的金屬或?qū)щ姷氖艟?電解質(zhì)溶液：CuSO4溶液負(fù)極：Fe2e=Fe2正極：Cu22e=Cu1有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：實(shí)驗(yàn)裝置部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增大b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是()AabcdBbcdaCdabc Dabdc解析：選C裝置一是原電池，a極質(zhì)量減小，說明a極金屬失電子形成離子，故a極金屬比b極金屬活潑；裝置二沒有形成原電池，可知b比c活潑，且c位于金屬活動(dòng)性順序表中氫的后面；裝置三形成原電池，易知d比c活潑；裝置四

8、中，電流從a極流向d極，則電子是從d極流向a極，知d比a活潑。因此四種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閐abc。2鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：_。(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)：_；負(fù)極反應(yīng)：_。解析：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為2Fe32e=2Fe2。負(fù)極：Cu；正極：C或鉑；電解質(zhì)溶液：FeCl3溶液。答案：(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)裝置圖正極反應(yīng)：2Fe32e=2Fe2

9、負(fù)極反應(yīng)：Cu2e=Cu2三、1干電池(1)鋅錳電池 (2)堿性鋅錳電池將鋅錳干電池中的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的KOH，并在構(gòu)造上作了改進(jìn)。2充電電池充電電池又稱二次電池，它在放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。(1)鉛蓄電池 (2)鎳鎘電池正極材料為NiO(OH)，負(fù)極材料為Cd，電解質(zhì)為KOH。(3)鋰離子電池新一代可充電的綠色電池，低功耗電器的主流電源。3燃料電池(1)原理利用原電池的工作原理將燃料和氧化劑反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。(2)與其他電池的區(qū)別反應(yīng)物由外設(shè)裝備提供，如燃料和氧化劑等。1相對(duì)于普通鋅錳電池來講，堿性鋅錳電池有什么優(yōu)點(diǎn)

10、？提示：堿性鋅錳電池是將普通鋅錳電池中的NH4Cl換成濕的KOH，這樣可延長電池的壽命和提高其性能。2寫出氫氧燃料電池反應(yīng)的化學(xué)方程式，由此分析兩極反應(yīng)物分別是什么？提示：在2H2O2=2H2O反應(yīng)中，化合價(jià)變化H2H2O，氫由01，O2H2O，氧由02，H2發(fā)生氧化反應(yīng)，O2發(fā)生還原反應(yīng)，H2為負(fù)極反應(yīng)物，O2為正極反應(yīng)物。1廢舊電池中的鎘、鎳、汞、鉛等重金屬陽離子會(huì)對(duì)土壤和水造成污染，因此，要回收處理。2二次電池可循環(huán)使用，但充、放電次數(shù)仍有限制，有一定的使用壽命。3燃料電池的燃料可隨時(shí)添加，電池可持續(xù)放電，這是其他電池?zé)o法比擬的。4氫氧燃料電池：酸性電池堿性電池負(fù)極2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正極O24H4e=2H2OO24e2H2O=4OH電池總反應(yīng)2H2O2=2H2O1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池()(2)鋅錳干電池中，鋅電極是正極()(3)甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)()(4)廢舊電池需回收集中處理