化學(xué)劉老師QQ:5576347913546362715【新編導(dǎo)學(xué)案】高中化學(xué)人教版必修2：2.2.1化學(xué)能與電能（1）化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化第二章 第二節(jié) 化學(xué)能與電能（1） 化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握原電池的工作原理、能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及工作原理。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】原電池的工作原理。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】原電池的工作原理。【預(yù)備知識(shí)】1.在化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)中化學(xué)能的變化通常表現(xiàn)為的 變化，即 轉(zhuǎn)化為 。2.金屬活動(dòng)性順序表 3.在氧化還原反應(yīng)中：氧化劑 電子，發(fā)生 反應(yīng)，還原劑 電子，氧化還原反應(yīng)本質(zhì) 。【自主學(xué)習(xí)】1.直接從自然界取得的能源稱為 ，如 、 、 、 、 等。經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為 如 、 等。2.化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化間接轉(zhuǎn)化我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成上，火力發(fā)電居首位。燃煤發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化過程為 化學(xué)能 燃燒 _能 蒸汽 _能 發(fā)電機(jī) _能。直接轉(zhuǎn)化-原電池原電池是將_能轉(zhuǎn)化為_能的裝置。在原電池中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，使其間電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，在閉合回路下形成電流，可見原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。一、原電池及其工作原理 Cu-Zn原電池實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)24 現(xiàn) 象銅片插入稀硫酸 銅片表面 鋅片插入稀硫酸 鋅片表面 銅片和鋅片連接在一起插入稀硫酸銅片表面 鋅片表面 銅片和鋅片之間連一電流表銅片表面 鋅片表面 電流表指針 以Cu-Zn原電池為例，分析原電池的工作原理：電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型電子流向電流方向負(fù)極正極1.原電池是把 轉(zhuǎn)變?yōu)?的裝置。2.組成原電池的條件：w.w.w.c.o.m 思考以下裝置不能形成原電池的是 。 在銅、鋅和稀硫酸構(gòu)成的原電池中，溶液的PH值如何變化？硫酸根離子的濃度呢？3.原電池的電極判斷(1)負(fù)極總是_電子，化合價(jià)_，發(fā)生_反應(yīng)；正極總是_電子，化合價(jià)_，發(fā)生_反應(yīng)。(2)電子流出的一極是_，電子流入的一極是_；(3)一般活潑的金屬為_，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為_。4.化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)： 離子 離子 反應(yīng)正極負(fù)極 電子，沿導(dǎo)線傳遞，有 產(chǎn)生，電解質(zhì)溶液 反應(yīng)【概括整合】【疑點(diǎn)反饋】：（通過本課學(xué)習(xí)、作業(yè)后你還有哪些沒有搞懂的知識(shí)，請(qǐng)記錄下來） 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1對(duì)于原電池的電極名稱敘述有錯(cuò)誤的是()A發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極B正極為電子流入的一極C比較不活潑的金屬為負(fù)極D電流的方向由正極到負(fù)極2下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)，你認(rèn)為理論上不可用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是()AZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgBPbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OCZnCuSO4=CuZnSO4DCCO22CO3茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中()鋁合金是正極鋁合金是負(fù)極海水是電解液鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)A B C D4下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是()5.如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是() Aa為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸Bb為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液Ca為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸Db為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液練方法技巧原電池正、負(fù)極及電極反應(yīng)的判斷6鎳鎘(NiCd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd(OH)22Ni(OH)2充電放電Cd2NiO(OH)2H2O由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是()ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)7據(jù)報(bào)道，美國(guó)正在研究用鋅電池取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，鋅電池具有容量大、污染少等優(yōu)點(diǎn)，其電池反應(yīng)為2ZnO2=2ZnO，其原料為鋅粉、電解液和空氣。則下列敘述正確的是()A鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極B負(fù)極反應(yīng)為Zn2e=Zn2C正極發(fā)生氧化反應(yīng)D電解液是酸溶液題號(hào)1234567答案【拓展提升】8有甲、乙兩位學(xué)生均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6 molL1 H2SO4溶液中，乙同學(xué)將電極放入6 molL1的NaOH溶液中，如下圖所示。(1)寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式：正極：_。(2)寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式：負(fù)極：_。總反應(yīng)的離子方程式：_。(3)如果甲與乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出_活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出_活動(dòng)性更強(qiáng)(填寫元素符號(hào))。(4)由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些正確結(jié)論？()A利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)B鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)C該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)順序表已過時(shí)，已沒有實(shí)用價(jià)值D該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜、反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問題具體分析(5)上述實(shí)驗(yàn)也反過來證明了“直接利用金屬活動(dòng)順序表判斷原電池中的正負(fù)極”這種做法_(可靠或不可靠)。如不可靠，請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正負(fù)極的可行實(shí)驗(yàn)方案_(如可靠，此空可不填)?！緟⒖即鸢浮?C原電池中相對(duì)活潑的金屬為負(fù)極，不活潑的為正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極流出，由正極流入，電流方向與電子流動(dòng)方向相反，B、D項(xiàng)正確。2DD是吸熱的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中吸收能量，不能設(shè)計(jì)為原電池。3A分析航標(biāo)燈的電源結(jié)構(gòu)，活潑金屬鋁合金作負(fù)極，相對(duì)不活潑金屬PtFe合金作正極，電解液是海水；鋁合金作負(fù)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，故錯(cuò)誤，正確。4A由題給裝置圖知，A、B、C形成原電池，由于金屬活動(dòng)順序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有氣體產(chǎn)生。5CFe、C形成的原電池中，負(fù)極鐵失去電子，變成2價(jià)的亞鐵離子，由于a極上有大量氣泡生成，所以正極(C)電極反應(yīng)：2H2e=H2，a為正極，是碳棒；b為負(fù)極，是鐵片；電解質(zhì)溶液為硫酸。6C根據(jù)鎳鎘可充電電池放電的反應(yīng)原理Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被還原生成Ni(OH)2，即Cd發(fā)生氧化反應(yīng)，是失去電子的物質(zhì)，NiO(OH)發(fā)生還原反應(yīng)，是得到電子的物質(zhì)，所以，Cd為負(fù)極，NiO(OH)為正極，即電池的負(fù)極材料是Cd，C項(xiàng)正確。7B根據(jù)電池反應(yīng)2ZnO2=2ZnO判斷，鋅為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Zn2e=Zn2，所以A不正確，B正確；正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以C不正確；電解液若為強(qiáng)酸，將與鋅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而不是O2與鋅反應(yīng)，所以D不正確。8(1)2H2e=H2(2)2Al8OH6e=2AlO4H2O2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)MgAl(4)AD(5)不可靠將兩種金屬作電極連上電流計(jì)后插入電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池。利用電流計(jì)測(cè)定電流的方向，從而判斷電子流動(dòng)方向，再確定原電池正負(fù)極解析甲同學(xué)依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是MgH2SO4=MgSO4H2，乙同學(xué)依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。但是由于Al與堿的反應(yīng)是一特例，不可作為判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)。所以判斷一個(gè)原電池的正負(fù)極應(yīng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)。