高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)與能量2.2.1化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能課件新人教版

第二節(jié)化學(xué)能與電能第1課時

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能閱讀思考閱讀求知閱讀檢測一、一次能源和二次能源1.一次能源:直接從自然界取得的能源,如流水、風(fēng)力、煤炭、石油、天然氣等。2.二次能源:一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源,如電力、蒸汽等。其中電能是應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的二次能源。二、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.間接轉(zhuǎn)化——火力發(fā)電(2)燃燒是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。閱讀思考閱讀求知閱讀檢測2.直接轉(zhuǎn)化——原電池(1)定義:將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。(2)構(gòu)成條件:閱讀思考閱讀求知閱讀檢測(3)工作原理:(4)反應(yīng)本質(zhì):氧化還原反應(yīng)。

閱讀思考閱讀求知閱讀檢測什么反應(yīng)的化學(xué)能才能轉(zhuǎn)化成電能?為什么?思考提示:氧化還原反應(yīng),因為只有氧化還原反應(yīng)才有電子的轉(zhuǎn)移。閱讀思考閱讀求知閱讀檢測判斷下列說法是否正確。正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(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稀硫酸中,鋅片上有大量氣泡產(chǎn)生。(

)解析:(1)原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)負(fù)極失去電子,化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)負(fù)極是失電子,電子流出的一極。(4)鋅銅原電池中,銅片上產(chǎn)生大量氣泡。答案:(1)×

(2)√

(3)×

(4)×探究任務(wù)一探究任務(wù)二知識內(nèi)容探究1.在銅鋅原電池中,電子是怎樣移動的?電子能否通過電解質(zhì)溶液?如果不能,電流是如何形成的?探究提示:由于金屬鋅比金屬銅活潑,鋅失去電子,電子通過導(dǎo)線流向銅片。電子不能通過電解質(zhì)溶液,在稀硫酸中H+移向銅片,移向鋅片,陰陽離子定向移動形成電流。探究任務(wù)一探究任務(wù)二2.若將稀硫酸換作硫酸銅溶液,能否產(chǎn)生電流?電極反應(yīng)有何不同?探究任務(wù)一探究任務(wù)二重點(diǎn)考向探究考向1

原電池的工作原理【典例1】如圖是Zn和Cu形成的原電池,某實驗興趣小組做完實驗后,在讀書卡片上記錄如下。在卡片上描述合理的是(

)實驗后的記錄:①Zn為正極,Cu為負(fù)極②H+向負(fù)極移動③電子流動方向,由Zn經(jīng)外電路流向Cu

④Cu極上有H2產(chǎn)生⑤若有1mol電子流過導(dǎo)線,則產(chǎn)生H2為0.5mol

⑥正極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+A.①②③

B.③④⑤C.④⑤⑥

D.②③④探究任務(wù)一探究任務(wù)二答案:B探究任務(wù)一探究任務(wù)二規(guī)律方法點(diǎn)撥

1.原電池的判斷方法

探究任務(wù)一探究任務(wù)二2.原電池正、負(fù)極判斷的五個依據(jù)

探究任務(wù)一探究任務(wù)二設(shè)計原電池時,如果給出的是具體的化學(xué)反應(yīng)方程式,電解質(zhì)溶液是確定的;如果給出的是離子反應(yīng)方程式如Fe+Cu2+Cu+Fe2+,則電解質(zhì)溶液不是確定的,只要含有Cu2+的鹽溶液即可,如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。探究任務(wù)一探究任務(wù)二成功體驗1如圖所示,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時A極質(zhì)量減小,B極上有氣泡產(chǎn)生,C為電解質(zhì)溶液,下列說法錯誤的是(

)A.B極為原電池的正極B.A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)解析:原電池中,負(fù)極金屬失去電子,溶解,質(zhì)量減小,故A極是負(fù)極,B極是正極,根據(jù)構(gòu)成情況判斷A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸,A、B兩項正確;離子移動方向:陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,C項錯誤;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),D項正確。答案:C探究任務(wù)一探究任務(wù)二知識內(nèi)容探究

探究任務(wù)一探究任務(wù)二1.NaOH+HCl NaCl+H2O,能利用這個反應(yīng)設(shè)計成原電池嗎?為什么?探究提示:不能。因為該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。2.鋅與稀硫酸反應(yīng)制H2時向溶液中加少量CuSO4后,為什么反應(yīng)速率加快?探究提示:鋅置換出銅構(gòu)成原電池。探究任務(wù)一探究任務(wù)二重點(diǎn)考向探究考向2

原電池原理的應(yīng)用(1)該電池的負(fù)極材料是

,正極材料是

,電解質(zhì)溶液是

。

(2)在外電路中,電流方向是從

極到

極。

(3)正極反應(yīng)的產(chǎn)物為

,正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是

;

負(fù)極反應(yīng)的產(chǎn)物為

,負(fù)極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是

。

探究任務(wù)一探究任務(wù)二解析:反應(yīng)Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+中Cu被氧化,Ag+被還原,所以需用Cu棒作負(fù)極,正極材料可選用活潑性比Cu弱的金屬,如Ag等,正極也可選用石墨電極;電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。電流從正極流向負(fù)極,正極發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)物為Ag,電極變粗;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)物為Cu2+,負(fù)極Cu棒溶解。答案:(1)Cu石墨(或Ag)

AgNO3溶液(2)正負(fù)(3)Ag電極變粗Cu2+

Cu棒溶解探究任務(wù)一探究任務(wù)二規(guī)律方法點(diǎn)撥

1.比較金屬的活動性強(qiáng)弱(1)依據(jù):原電池中,一般活動性強(qiáng)的金屬為負(fù)極,活動性弱的金屬為正極。(2)應(yīng)用:如有兩種金屬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,金屬活動性A>B。2.加快氧化還原反應(yīng)速率如實驗室用Zn和稀硫酸反應(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、稀硫酸形成原電池,加快了鋅的腐蝕,使產(chǎn)生H2的速率加快;如加入CuSO4溶液,Zn置換出Cu,附著在鋅片上形成原電池也可以加快反應(yīng)速率。探究任務(wù)一探究任務(wù)二3.設(shè)計原電池(1)依據(jù):已知一個氧化還原反應(yīng),首先通過分析找出氧化劑、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。探究任務(wù)一探究任務(wù)二探究任務(wù)一探究任務(wù)二成功體驗2有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下:探究任務(wù)一探究任務(wù)二由此可判斷這四種金屬的活動性順序是(

)A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c解析:裝置一是原電池,a極質(zhì)量減小,說明a極金屬易失去電子形成離子,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位于金屬活動性順序中氫的后面;裝置三和四均形成原電池,易知d比c活潑,d比a活潑。因此四種金屬的活動性順序為d>a>b>c。答案:C123451.下列敘述正確的是(

)A.原電池的負(fù)極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)B.原電池中較活潑的金屬作正極C.原電池中的電極一定要由兩種不同的金屬組成D.原電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極解析:原電池的兩極可以是兩種活動性不同的金屬,也可以是由金屬與非金屬(例如石墨)組成,原電池的負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),故A、B、C三項錯誤;只有D項正確。答案:D123452.下列裝置中,能構(gòu)成原電池的是(

)A.只有甲 B.只有乙C.只有丙 D.除乙均可以解析:甲裝置不能構(gòu)成閉合回路,乙裝置兩極材料相同,丁裝置酒精是非電解質(zhì),只有丙裝置具備原電池的構(gòu)成條件。答案:C123453.能源可分為一次能源和二次能源,自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一次能源,需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二次能源。據(jù)此判斷,下列敘述正確的是(

)A.天然氣是二次能源 B.石油是二次能源C.電能是一次能源 D.水流是一次能源解析:根據(jù)定義,天然氣、石油、水流是自然界中存在的,都是一次能源,電能由其他能轉(zhuǎn)化而來,是二次能源。答案:D123454.A、B、C都是金屬,把A浸入C的硝酸鹽溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液組成原電池時,B為電池的負(fù)極。A、B、C三種金屬的活動性順序為(

)A.A>B>C B.A>C>BC.B>A>C D.B>C>A解析:A能從C的鹽溶液中置換出C金屬,金屬活動性:A>C。A與B組成原電池時,B為負(fù)極,則金屬活動性:B>A。答案:C123455.(1)把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里,可觀察到鋅片上有氣泡,再平行插入一塊銅片,可觀察到銅片

(填“有”或“沒有”)氣泡產(chǎn)生。再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(見圖A),組成一個原電池,負(fù)極為

,正極的電極反應(yīng)式為

。

(2)如果燒杯中最初裝入的是2mol·L-1500mL的稀硫酸,構(gòu)成銅鋅原電池(見圖B,假設(shè)產(chǎn)生的氣體沒有損失),當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收