6.1.2化學(xué)反應(yīng)與電能高一化學(xué)教學(xué)講與練（人教版2019）(原卷版)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第2課時化學(xué)反應(yīng)與電能課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.以原電池為例認(rèn)識化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計實驗認(rèn)識構(gòu)成原電池形成的條件。2.理解原電池的概念及工作原理，能正確判斷原電池的正負(fù)極。從氧化還原反應(yīng)的角度初步認(rèn)識原電池的工作原理。1．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過實驗認(rèn)識原電池條件，能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。2．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過小組探究實驗活動，培養(yǎng)學(xué)生自主探索創(chuàng)新精神和同學(xué)間的交流合作學(xué)習(xí)的協(xié)作精神，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維與探究能力。一、火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能1.我國目前電能主要來自發(fā)電，其次來自發(fā)電。2.火力發(fā)電的原理首先通過化石燃料燃燒，使能轉(zhuǎn)變?yōu)槟?，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機(jī)，然后帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。3.能量轉(zhuǎn)換過程化學(xué)能eq\o(→,\s\up7(燃料燃燒))熱能eq\o(→,\s\up7(蒸汽輪機(jī)))機(jī)械能eq\o(→,\s\up7(發(fā)電機(jī)))電能二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1.實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象原因解釋Zn片：Cu片：反應(yīng)的離子方程式：Cu片表面無明顯變化的原因：Zn片是否溶解：Cu片上是否有氣泡：電流表指針偏轉(zhuǎn)說明：Cu片上有氣泡說明：2.原電池的概念原電池是把能轉(zhuǎn)化為能的裝置；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是反應(yīng)。3.原電池的工作原理(1)電極反應(yīng)負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，發(fā)生反應(yīng)。正極：Cu2＋＋2e－=Cu，發(fā)生反應(yīng)?？偡磻?yīng)：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋。(2)三方向：①電流方向：正極→負(fù)極；②電子流動方向(導(dǎo)線中)：負(fù)極→正極；③陰、陽離子移動方向(電解質(zhì)溶液中)；陽離子：負(fù)極→正極；陰離子：正極→負(fù)極。(3)鹽橋的組成和作用①鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊膠。②鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。③鹽橋中離子移向：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極。4.原電池的構(gòu)成條件理論上，放熱的反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。裝置條件：(1)具有的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。(2)溶液：兩電極均插入溶液中。(3)導(dǎo)線：兩電極用導(dǎo)線相連，形成?！痉椒记伞吭姵氐呐卸ǚ椒ㄒ豢捶磻?yīng)原理(能否自發(fā)地進(jìn)行氧化還原反應(yīng))；二看構(gòu)成條件(兩極一液成回路：兩個活潑性不同的電極，插入電解質(zhì)溶液中，裝置形成閉合回路)。5．原電池工作原理的簡單應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率在原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶液中粒子運動相互間的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。(2)比較金屬的活動性強(qiáng)弱原電池中，一般活動性強(qiáng)的金屬為，活動性弱的金屬為。【歸納提升】(1)電極名稱的判斷方法(2)原電池中電子、離子的移動規(guī)律在原電池中，電子在導(dǎo)線中定向移動(由負(fù)極流出，流入正極)，離子在溶液中定向移動(陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極)，即“電子不下水，離子不上岸”或“電子走陸路，離子走水路”，它們共同組成了一個完整的閉合回路。探究一判斷原電池電極的方法魚雷是一種水中兵器。它可從艦艇、飛機(jī)上發(fā)射，它發(fā)射后可自己控制航行方向和深度，遇到艦船，只要一接觸就可以爆炸。用于攻擊敵方水面艦船和潛艇，也可以用于封鎖港口和狹窄水道。魚雷采用AlAg2O動力電池，以溶有氫氧化鉀的流動海水為電解液，電池反應(yīng)為2Al+3Ag2O+2KOH=6Ag+2KAlO2+H2O，下列說法錯誤的是() A．Ag2O為電池的正極B．Al在電池反應(yīng)中被氧化C．電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Al極D．溶液中的OH向Al極遷移1.通過反應(yīng)類型判斷①失去電子的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；②得到電子的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。2.通過電子定向移動方向和電流方向判斷①電子流出的電極為負(fù)極，電子經(jīng)外電路流入正極；②電流流出的電極為正極，電流經(jīng)外電路流入負(fù)極。3.根據(jù)離子移動方向判斷陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動。4.根據(jù)電極現(xiàn)象判斷一般不斷溶解、質(zhì)量減輕的電極為負(fù)極；有固體析出、質(zhì)量增加或不變或有氣體產(chǎn)生的電極為正極?！咎貏e提醒】確定原電池正、負(fù)極應(yīng)注意的問題(1)構(gòu)成原電池的兩電極材料不一定都是金屬，兩極材料可以為導(dǎo)電的非金屬，例如石墨。兩極材料可能參與反應(yīng)，也可能不參與反應(yīng)。(2)兩個活潑性不同的金屬電極用導(dǎo)線連接，共同插入電解質(zhì)溶液中不一定構(gòu)成原電池，必須有一個能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(3)在判斷原電池正、負(fù)極時，既要考慮金屬的活潑性強(qiáng)弱也要考慮電解質(zhì)溶液性質(zhì)。如Mg—Al—HCl溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Al，正極為Mg。對于Cu—Fe(或Al)—濃硝酸構(gòu)成的原電池中，負(fù)極為Cu?！纠?】(2023·湖南省永州一中高一質(zhì)檢)分別按下圖A、B、C所示裝置進(jìn)行實驗，圖中三個燒杯里的溶液為同濃度的稀硫酸。以下錯誤的是（）A．B中鐵片是負(fù)極，C中鐵片是正極B．三個燒杯中鐵片表面均無氣泡產(chǎn)生C．產(chǎn)生氣泡的速率A中比B中慢D．B溶液中SO42向鐵片電極移動1.(2023·河南省開封一中高一期中)某些電子手表安裝的紐扣電池由鋅和氧化銀、KOH溶液構(gòu)成。放電時，電極反應(yīng)分別為Zn＋2OH－－2e=Zn(OH)2；Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。下列說法中正確的是()A．鋅為正極，電極上發(fā)生了氧化反應(yīng)B．放電過程中，電解質(zhì)溶液的酸堿性基本保持不變C．溶液中的OH－向正極移動，K＋和H＋向負(fù)極移動D．常溫下，該電池總反應(yīng)為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)1．（2023下·安徽渦陽四中高一期中）下列設(shè)備工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是ABCD鋰離子電池太陽能集熱器燃?xì)庠罟杼柲茈姵?．（2023下·云南昆明·高一期中）下列裝置可以形成原電池的是A． B． C．D．3．（2023下·江蘇徐州·高一期中）下列裝置中，能形成原電池的是A．B．C． D．4．（2023下·江西吉安·高一校聯(lián)考）如圖為某鋅－銅原電池示意圖。下列說法正確的是A．電子由銅片通過導(dǎo)線流向鋅片B．溶液中的Cu2+向鋅電極移動C．正極電極反應(yīng)式：Zn+2e=Zn2+D．電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上電解質(zhì)溶液的質(zhì)量增加0.5g5．（2023下·河北衡水中學(xué)高一期中）鋼鐵不是純凈的鐵，通常含有少量的碳，在潮濕的空氣中易形成原電池而腐蝕，下列說法正確的是A．鐵為正極，發(fā)生還原反應(yīng) B．鐵為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．碳為正極，發(fā)生氧化反應(yīng) D．碳為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)6．（2023下·北京東城·高一統(tǒng)考期末）原電池原理的發(fā)現(xiàn)和各種電池裝置的發(fā)明，改變了人們的生活方式。對如圖所示的甲、乙兩裝置，下列分析正確的是A．甲、乙均能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．甲、乙中銅片上均有氣泡產(chǎn)生C．甲、乙中銅片上均發(fā)生氧化反應(yīng)D．甲、乙中均能發(fā)生的反應(yīng)是Zn+2H+=Zn2++H2↑7．（2023下·黑龍江大慶實驗中學(xué)高一期末）實驗探究是提高學(xué)習(xí)效果的有力手段。某同學(xué)用如圖所示裝置研究原電池原理，下列說法錯誤的是A．若將圖1裝置的Zn、Cu下端接觸，Zn片逐漸溶解，Cu片上能看到氣泡產(chǎn)生B．圖2中H＋向Zn片移動C．若將圖2中的Zn片改為Mg片，Cu片上產(chǎn)生氣泡的速率加快D．圖2與圖3中，Zn片減輕的質(zhì)量相等時，正極產(chǎn)物的質(zhì)量比為1∶328．（2023·北京101中學(xué)高一統(tǒng)考期中）裝置如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸吊在盛水的燒杯中，使之平衡。小心地向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B．保持平衡狀況C．鐵圈向下傾斜 D．銀圈向下傾斜9．（2023下·遼寧沈陽·高一校聯(lián)考期末）如圖，在盛有稀的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法正確的是A．外電路的電流方向為外電路B．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D．若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為10．（2023下·浙江諸暨中學(xué)高一期末）某同學(xué)按如圖所示的裝置做實驗，并把實驗情況歸納成幾條，你認(rèn)為敘述合理的是①鋅為正極，銅為負(fù)極②電解質(zhì)溶液的pH值不變③電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)④銅極上有氣泡產(chǎn)生⑤溶液中的正離子向負(fù)極移動⑥電流方向是由銅極經(jīng)導(dǎo)線流向鋅極A．①③⑥ B．②④⑤ C．③④⑥ D．①③⑤11．（2023下·遼寧葫蘆島高級中學(xué)高一期末）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(fù)極C．兩燒杯中溶液的c(H＋)均減小 D．產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢12．（2023下·福建寧德·高一校聯(lián)考期中）如圖所示裝置中觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，指針指向M，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的組合是MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸溶液C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液13．（2023下·江蘇連云港·高一期中）火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極。放電時，下列說法正確的是A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng) B．CO2在正極上失電子C．工作時電子由碳納米管經(jīng)外電路流向金屬鈉 D．將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能14．（2023下·福建南平·高一期中）一種簡單的原電池裝置如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是A．鋅作電池的負(fù)極，銅作正極B．電子從鋅片流向銅片C．用石墨電極代替銅片后，石墨電極無明顯現(xiàn)象D．用稀H2SO4代替CuSO4溶液，電流計指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)15．（2023下·陜西漢中·高一統(tǒng)考期中）由W、X、Y、Z四種金屬按下列裝置進(jìn)行實驗。下列說法不正確的是裝置現(xiàn)象金屬W不斷溶解Y的質(zhì)量增加W上有氣體產(chǎn)生A．裝置甲中W作原電池負(fù)極B．裝置乙中Y電極上的反應(yīng)式為C．裝置丙中電流由Z流向WD．四種金屬的活動性強(qiáng)弱順序為16．（2023下·江西臨川一中高一統(tǒng)考）科學(xué)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列有關(guān)說法正確的是A．正極反應(yīng)式：Age+Cl=AgClB．AgCl是還原產(chǎn)物C．Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動D．生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mo