第二節(jié) 實驗活動6 化學能轉化成電能 【人教版高中化學 必修第二冊 】

1、實驗活動6化學能轉化成電能實驗目的1.理解氧化還原反應在化學能轉化成電能過程中的作用，體會化學的價值。2.認識原電池的構成要素及其作用。實驗步驟1.電極材料的實驗(1)用導線將電流表分別與鋅片、銅片相連接，使鋅片與銅片接觸，觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉；用石墨棒代替銅片進行上述實驗。解釋所觀察到的現(xiàn)象。電極材料電流表指針是否發(fā)生偏轉解釋鋅片、銅片否沒有電解質溶液，不能發(fā)生原電池反應鋅片、石墨棒否(2)按如圖所示的裝置實驗，記錄實驗現(xiàn)象并解釋原因。實驗裝置實驗現(xiàn)象解釋鋅片溶解，表面產(chǎn)生無色氣泡鋅的還原性比H2強，溶液中的H直接得到Zn失去的電子生成H2鋅片溶解，表面產(chǎn)生無色氣泡；銅片表面無明顯現(xiàn)象

2、銅的還原性比H2弱，不能置換出H2，H在鋅片表面被還原成H2鋅片溶解，表面產(chǎn)生無色氣泡；石墨棒表面無明顯現(xiàn)象石墨為惰性材料，不能置換出H2，H在鋅片表面被還原成H22.原電池實驗按如圖所示的裝置實驗，記錄實驗現(xiàn)象并解釋原因。實驗材料實驗現(xiàn)象解釋Zn、Cu、H2SO4鋅片溶解；銅片不溶解，表面產(chǎn)生無色氣泡；電流表指針偏轉鋅失去的電子通過導線轉移至銅片表面產(chǎn)生電流，溶液中的H在銅片表面獲得電子生成H2Zn、石墨、H2SO4鋅片溶解；石墨棒表面產(chǎn)生無色氣泡；電流表指針偏轉鋅失去的電子通過導線轉移至石墨棒表面產(chǎn)生電流，溶液中的H在石墨棒表面獲得電子生成H2Cu、石墨、H2SO4銅片不溶解，電流表指針不

3、偏轉銅的還原性比H2弱，不能發(fā)生氧化還原反應，沒有電子轉移，因而不能產(chǎn)生電流問題討論1.根據(jù)以上實驗，說明原電池的工作原理和構成要素。提示(1)工作原理：負極失去電子發(fā)生氧化反應，電子通過導線流入正極，溶液中的離子在正極上得到電子發(fā)生還原反應。(2)構成要素：化學反應：自發(fā)進行的氧化還原反應。裝置條件：a.活潑性不同的電極，b.電解質溶液，c.形成閉合回路。2.指出原電池實驗中銅鋅原電池的電極名稱，并寫出電極反應和電池總反應。提示Zn：負極，Zn2e=Zn2；Cu：正極，2H2e=H2；電池總反應：Zn2H=Zn2H2。3.在原電池實驗中，若鋅片、銅片接觸，插入硫酸溶液，能否觀察到電流？提示不

4、能。4.將原電池實驗中鋅石墨原電池中的鋅片換成鐵片，能否形成電流？若能產(chǎn)生電流，寫出電極反應和電池總反應。提示能產(chǎn)生電流。負極：Fe2e=Fe2；正極：2H2e=H2；電池總反應：Fe2H=Fe2H2。1.某小組為研究原電池原理，設計了如圖所示裝置。下列敘述正確的是()A.a和b不連接時，鐵片上會有H2產(chǎn)生B.a和b用導線連接時，鐵片上發(fā)生的反應為Cu22e=CuC.a和b用導線連接時，電子由a流向bD.無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色答案D解析a和b不連接時，鐵片直接在溶液中與硫酸銅發(fā)生反應，不會產(chǎn)生氫氣，A項錯誤；a和b用導線連接時，構成原電池，鐵比銅活潑，鐵為負

5、極，則電子由b流向a，鐵片上發(fā)生的反應為Fe2e=Fe2，B、C項錯誤；無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，都生成Fe2，溶液由藍色逐漸變?yōu)闇\綠色，D項正確。2.現(xiàn)有兩個反應：a.NaOHHCl=NaClH2Ob.Cu2Ag=2AgCu2(1)根據(jù)兩反應本質，判斷它們能否設計成原電池：_。如果不能，說明其原因：_。(2)如果可以，則寫出正、負極材料，電極反應式及反應類型(“氧化反應”或“還原反應”)，電解質溶液名稱。負極：_，_，_。正極：_，_，_。電解質溶液：_。.常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1)，測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示

6、。反應過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。Ot1時，原電池的負極是Al片，此時，正極的電極反應式是_，溶液中的H向_移動；t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是_。答案.(1)a不能，b可以a是非氧化還原反應，沒有電子轉移(2)CuCu2e=Cu2氧化反應石墨棒(或Ag、鉑、金等，任選一種)2Ag2e=2Ag還原反應硝酸銀溶液.2HNOe=NO2H2O正極Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，形成的氧化膜阻止了Al進一步反應解析.(1)能設計成原電池的化學反應必須是自發(fā)進行的氧化還原反應，否則不能設計成原電池。(2)根據(jù)Cu2Ag=2AgCu2可知，Cu應為負極，失電子被氧化，正極可為石墨棒、Ag等，正極上Ag得電子生成Ag，電解質溶液為AgNO3溶液。.正極上NO得電子發(fā)生還原反應，故電極反應式為