導學案：化學能與電能

第二節(jié)化學能與電能(原電池)課標要求知識與技能：1．獲得化學能與電能轉(zhuǎn)化的化學實驗的基礎(chǔ)知識和基本技能，并完成化學能與電能轉(zhuǎn)化的化學實驗。2．形成原電池的概念，探究構(gòu)成原電池的條件。過程與方法：1．經(jīng)歷對化學能與電能轉(zhuǎn)化的化學實驗探究的過程，進一步理解探究的意義，學習科學探究的基本方法，提高科學探究的能力。2．能對自己的探究原電池概念及形成條件的學習過程進行計劃、反思、評價、和調(diào)控，提高自主學習化學的能力。情感態(tài)度價值觀：發(fā)展學習化學的興趣，樂于探究化學能轉(zhuǎn)化成電能的奧秘。教學重點初步認識原電池概念、原理、構(gòu)成及應(yīng)用教學難點通過對原電池實驗的探究，引導學生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。教學過程設(shè)計第一課時【資料卡片】熱電廠生產(chǎn)的過程利用煤、石油、天然氣等自然界蘊藏量極其豐富的化石燃料發(fā)電稱為火力發(fā)電。燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽沖動汽輪機，再由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。中國煤炭的44％用來發(fā)電。中國煤炭特點是高硫、高灰分且難洗選煤的比重較大，從1980年到1996年，煙塵排放量基本持平，SO2排放量呈上升的趨勢，氮氧化物排放總量得到一定的控制。火電廠沖灰水、灰渣排放量現(xiàn)已徹底解決?！締栴}探究】火電站中，從開始到結(jié)束能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？火力發(fā)電利與弊？能否將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能？【歸納小結(jié)】1、火力發(fā)電的優(yōu)點：①我國煤炭資源豐富,廉價方便.②電能清潔安全,又快捷方便.2、火力發(fā)電的缺點：①排出大量的溫室效應(yīng)氣體；②有廢氣可能導致酸雨；③廢料廢水；④儲量有限；⑤能量轉(zhuǎn)換效率低。3、火力發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化：化學能→熱能→機械能→電能【問題探究】能否設(shè)計一個裝置，直接將化學能轉(zhuǎn)化為電能呢？可以設(shè)計一個裝置使一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別發(fā)生?！景鍟O(shè)計】一、化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的原理與裝置：【實驗探究】探究Cu-Zn原電池原理實驗：實驗現(xiàn)象①Cu、Zn分別插入稀硫酸中②Cu、Zn同時插入稀硫酸中，但不接觸③將Cu、Zn用導線連接起來④在Cu、Zn導線之間接電流表⑤將Cu、Zn導線互換再接電流表【實驗結(jié)論】將Cu、Zn用導線連接起來同時插入稀硫酸中，Cu極上會產(chǎn)生氣泡，電路中有電流通過?！練w納小結(jié)】⑴原電池的定義：將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。⑵Cu-Zn原電池電極反應(yīng)式的書寫（以銅、鋅和稀硫酸組成的原電池為例）：負極(鋅片)：Zn－2e－==Zn2＋（發(fā)生反應(yīng)）正極(銅片)：2H＋＋2e－==H2↑（發(fā)生反應(yīng)）總的離子反應(yīng)：⑶原電池原理：較活潑的金屬，發(fā)生反應(yīng)，從較活潑的金屬通過外電路流向?！緦嶒炋骄俊刻骄吭姵貥?gòu)成條件實驗一：可以可以可以不可以【歸納小結(jié)】形成條件一：活潑性不同的兩個電極。實驗二：可以不可以【歸納小結(jié)】形成條件二：電極需插進電解質(zhì)溶液中。實驗三：可以不可以【歸納小結(jié)】形成條件三：必須形成閉合回路?！緦W生實驗】實驗序號電極材料溶液現(xiàn)象1Zn-Zn稀硫酸2Cu-C3Zn-C4Fe-Zn5Cu-Zn乙醇6Cu－Zn1個西紅柿72個西紅柿【歸納總結(jié)】1、原電池構(gòu)成的條件①有一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)；②_______________________________________________；③_______________________________________________；④_______________________________________________。2、判斷原電池正、負極的方法:①由組成原電池的兩極材料判斷：一般是活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。②根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷：電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。③根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：④根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液中離子的定向流動方向判斷：原電池里電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；

⑤根據(jù)現(xiàn)象判斷：溶解的一極為負極，增重或有氣泡產(chǎn)生的一極為正極?！疽徽n一練】1．下列說法中正確的是()A.原電池是把電能轉(zhuǎn)為化學能的裝置B.原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.原電池兩極均發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.原電池中的陽離子向正極移動2．某金屬能和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，則該金屬是（）A．鋁B．銅C．錫D．硅3．實驗室中制取氫氣，最好的方法是()A．純鋅與稀硫酸反應(yīng)B．純鋅與濃硫酸反應(yīng)C．純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D．粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應(yīng)4．某金屬能和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，該金屬可能為()A．鋁B．銅C．錫D．硅5．將鋅片和銅片用導線連接于同一稀硫酸溶液中。下列敘述正確的是()A．正極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大B．負極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大C．正極、負極硫酸根離子的濃度基本不變D．正極附近硫酸根離子的濃度逐漸減少6．鐵在下列情況下腐蝕最快的是（）A.鐵放入海水中B.將鐵和鋅連接后放入到海水中C.將鐵和鋅連接后放入到淡水中D.將鐵和錫連接后放入到海水中7．表明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強的敘述正確的是()A．在氧化還原反應(yīng)中，甲失電子比乙失電子多B．甲比乙同價態(tài)的陽離子的氧化性強C．甲能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣而乙不能D．將甲與乙組成原電池時，甲為正極8．X，Y，Z都是金屬，把X浸AZ的硝酸溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y為負極。X，Y，Z三種金屬的活動性順序為()A．X>Y>ZB．X>Z>YC．Y>X>ZD．Y>Z>X9．對于鋅一銅一稀硫酸組成的原電池裝置中，當導線中有1mol電子通過時，理論上的兩極變化是()①鋅片溶解了g②鋅片增重g③銅片上析出lgH2④銅片上析出1molH2A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④10．將鋅片和銅片用導線連接于同一稀硫酸溶液中。下列敘述正確的是（）A.正極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大B.負極附近硫酸根離子的濃度逐漸增大C.正極、負極硫酸根離子的濃度基本不變D.正極附近硫酸根離子的濃度逐漸減少11．有A，B，C，D四種金屬。將A與B用導線連接起來浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕，將A，D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈，將銅浸入B的鹽溶液中，無明顯變化，若將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此判斷這四種金屬的活動性由強到弱的順序是()A．D>C>A>BB．D>A>B>CC．D>B>A>CD．B>A>D>C12．將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢13．我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為：4A1+3O2+6H2O==4A1（OH）3，下列說法不正確的是()A．正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e==40H-B．電池工作時，電流由鋁電極沿導線流向鉑電極C．以網(wǎng)狀的鉑為正極，可增大與氧氣的接觸面積D．該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用14．1958年世界上第一個心臟起搏器在瑞典植入人體成功，使用壽命長達10年之久。這種能源起搏器中安裝壽命最長、可靠性最高的鋰一碳電池，這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在～℃溫度范圍內(nèi)正常工作?，F(xiàn)已在火箭、移動電話、筆記本電腦中廣泛使用。它采用鋰和石墨作電極，四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯中(SOCl2)組成電解質(zhì)溶液。電池總反應(yīng)為：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。(1)此電池中作負極，電極反應(yīng)為，作正極；(2)該電池用于心臟起搏器時，在生理上的作用是。15、根據(jù)下列事實：①X＋Y2+＝X2+＋Y；②Z＋H2O（冷）＝Z(OH)2＋H2↑；③Z2+氧化性比X2+弱；④由Y、W電極組成的電池，電極反應(yīng)為W2+＋2e-＝W、Y－2e-＝Y(jié)2+，可知X、Y、Z、W的還原性由強到弱的順序為16.如圖所示裝置：⑴若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象為。兩極反應(yīng)式為：正極；負極。該裝置將能轉(zhuǎn)化為能。⑵若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為，總反應(yīng)方程為。17.有A、B兩種金屬分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的速率相近。怎樣設(shè)計一個實驗證明A、B兩種金屬的活動性？（畫出實驗裝置圖）18、（1）下列裝置能否組成原電池？并判斷正負極。19、在由銅片、鋅片和200mL稀硫酸組成的原電池中，若鋅片只發(fā)生電化學腐蝕，當在銅片上放出L（標準狀況）的H2時，硫酸恰好用完，則：①產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅的質(zhì)量是多少？②通過導線的電子的物質(zhì)的量是多少？③原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少？【一課一練】參考答案6、D14．(1)LiLi-e-=Li+石墨(2)起搏器遵循天然心臟的工作原理通過向心臟發(fā)送電脈沖以控制心臟的跳動15、Z>X>