1、第第1課時課時化學能轉化為電能化學能轉化為電能知識鋪墊新知預習自主預測1.一種形式的能量可以轉化成另一種形式的能量,能量轉化過程中要遵循能量守恒定律。2.化學能是能量的一種形式,你知道化學能的轉化形式有熱能、光能、電能等。3.氧化還原反應中氧化劑得到電子,化合價降低,發生還原反應;還原劑失去電子,化合價升高,發生氧化反應。4.氧化還原反應的本質是電子的轉移。寫出鋅和稀硫酸反應的化學方程式,并用雙線橋法標出電子轉移的方向和數目:_。知識鋪墊新知預習自主預測一、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、風力、原煤、 石油、天然氣、天然鈾礦等。2.二次能源:一次能源經過加工、轉

2、換得到的能源,如電力、蒸汽等。其中電能是應用最廣泛、使用最方便、污染最小的二次能源,又稱電力。二、化學能轉化為電能1.間接轉化火力發電(2)燃燒(氧化還原反應)是使化學能轉化為電能的關鍵。知識鋪墊新知預習自主預測2.直接轉化原電池(1)定義:將化學能轉變為電能的裝置。(2)構成條件:知識鋪墊新知預習自主預測(3)工作原理(以鋅銅原電池為例,電解質溶液為稀硫酸):(4)反應本質:氧化還原反應。 知識鋪墊新知預習自主預測1.判斷下列說法是否正確。正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)原電池是一種將電能轉化為化學能的裝置。 ()(2)負極失去電子發生氧化反應。 ()(3)正極是電子流出的一極。 ()(4

3、)用導線連接的銅片和鋅片插入稀硫酸中,鋅片上有大量氣泡產生。 ()解析(1)原電池是將化學能轉化為電能的裝置。(2)負極失去電子,化合價升高,發生氧化反應。(3)負極是失電子,電子流出的一極。(4)鋅銅原電池中,銅片上產生大量氣泡。答案(1)(2)(3)(4)知識鋪墊新知預習自主預測2.下列裝置中,能構成原電池的是() 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成閉合回路,乙裝置兩極材料相同,丁裝置酒精是非電解質,只有丙裝置具備原電池的構成條件。答案C探究一探究二原電池的工作原理原電池的工作原理問題探究按如圖所示裝置進行實驗,回答下列問題:(1)銅片、鋅片上各有什么現象?(2

4、)電流計的指針是否偏轉?電子移動方向與電流方向相反,由此推斷電子在原電池中是如何流動的?溶液中的離子是如何移動的?(3)如果銅片和鋅片之間沒有導線相連,銅片和鋅片上各有何現象?(4)分別改變下列條件,繼續觀察電流計指針是否偏轉。將鋅片換成石墨;將稀硫酸換成乙醇;將銅片換成石墨;一燒杯中放銅片與稀硫酸,另一燒杯中放鋅片與稀硫酸,用導線將鋅片與銅片相連。(5)形成原電池必須滿足哪些條件?探究一探究二探究一探究二思維建模1.原電池的判斷方法探究一探究二2.原電池正、負極判斷的五個依據 探究一探究二設計原電池時,如果給出的是具體的化學反應方程式,電解質溶液是確定的;如果給出的是離子反應方程式如Fe+C

5、u2+=Cu+Fe2+,則電解質溶液不是確定的,只要含有Cu2+的鹽溶液即可,如CuCl2溶液、CuSO4溶液等。探究一探究二素能應用【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:Zn為正極,Cu為負極H+向負極移動電子流動方向,由Zn經外電路流向CuCu極上有H2產生若有1 mol電子流過導線,則產生H2為0.5 mol 正極的電極反應式為Zn-2e-=Zn2+A.B.C.D.探究一探究二解析在該原電池中,Zn比Cu活潑,故Zn作負極,Cu作正極,電子由Zn流出經導線流向Cu,負極反應為Zn-2e-=Zn2+,正

6、極反應為2H+2e-=H2,故每轉移1 mol電子時,產生H2 0.5 mol,在溶液中H+向正極移動, 向負極移動,故錯誤,正確。答案B探究一探究二提能訓練提能訓練1如圖所示,電流計指針發生偏轉,同時A極質量減小,B極上有氣泡產生,C為電解質溶液,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極發生氧化反應解析原電池中,負極金屬失去電子,溶解,質量減小,故A極是負極,B極是正極,根據構成情況判斷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,陰離子向負極移動,C項錯誤;負極發生氧化反應

7、,正極發生還原反應,D項正確。答案C探究一探究二原電池原理的應用原電池原理的應用問題探究 1.NaOH+HCl=NaCl+H2O,能利用這個反應設計成原電池嗎?為什么?答案不能。因為該反應不是氧化還原反應。2.鋅與稀硫酸反應制H2時向溶液中加少量CuSO4固體后,為什么反應速率加快?答案鋅置換出銅構成原電池。探究一探究二思維建模1.比較金屬的活動性強弱(1)依據:原電池中,一般活動性強的金屬為負極,活動性弱的金屬為正極。(2)應用:如有兩種金屬A和B,用導線連接后插入到稀硫酸中,觀察到A極溶解,B極上有氣泡產生,由原電池原理可知,金屬活動性:AB。2.加快氧化還原反應速率如實驗室用Zn和稀硫酸

8、反應制H2,常用粗鋅,它產生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質和鋅、稀硫酸形成原電池,加快了鋅的腐蝕,使產生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速率。探究一探究二3.設計原電池(1)依據:已知一個氧化還原反應,首先通過分析找出氧化劑、還原劑,一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化),氧化劑(電解質溶液中的陽離子)在正極上被還原。(2)實例:以Zn+H2SO4=ZnSO4+H2為例探究一探究二素能應用【典例2】 某原電池總反應離子方程式為2Fe3+Fe=3Fe2+,不能實現該反應的原電池是()A.正極為Cu,負極為Fe,電解質溶液為FeCl3溶

9、液B.正極為C,負極為Fe,電解質溶液為Fe(NO3)3溶液C.正極為Ag,負極為Fe,電解質溶液為Fe2(SO4)3溶液D.正極為Ag,負極為Fe,電解質溶液為CuSO4溶液解析由2Fe3+Fe=3Fe2+得出負極反應式為Fe-2e-=Fe2+,正極反應式為2Fe3+2e-=2Fe2+,可知負極材料為鐵,正極材料為比鐵不活潑的導體,電解質溶液中必須有Fe3+。答案D探究一探究二提能訓練提能訓練2有a、b、c、d四個金屬電極,有關的實驗裝置及部分實驗現象如下:由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A.abcdB.bcdaC.dabcD.abdc探究一探究二解析裝置一是原電池,a極質量減小,說明

10、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dabc。答案C123451.下列敘述正確的是()A.原電池的負極發生得電子的還原反應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.原電池中發生氧化反應的電極是負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,原電池的負極失去電子發生氧化反應,故A、B、C三項錯誤;只有D項正確。答案D123452.根據Zn+Cu2+=Zn2

11、+Cu的反應原理設計一個原電池,當Zn為負極時,正極可以選用的金屬材料是()A.鎂B.石墨C.鋁D.鉛答案D123453.已知空氣鋅電池的電極反應式為鋅片:Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O,碳棒: O2+H2O+2e-=2OH-。據此判斷,鋅片為()A.正極,被還原 B.正極,被氧化C.負極,被還原 D.負極,被氧化解析Zn失去電子發生氧化反應,作負極。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為電池的負極。A、B、C三種金屬的活動性順序為()A.ABCB.ACBC.BACD.BCA解析A能從C的鹽溶液中置換出C金屬,金屬活動性:AC。A與B組成原電池時,B為負極,則金屬活動性:BA。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”)氣泡產生。再用導線把鋅片和銅片連接起來(見圖A),組成一個原電池,負極為,正極的電極反應式為。 (2)如果燒杯中最初裝入的是2 molL-1 500 mL的稀硫酸,構成銅鋅原電池(見圖B,假設產生的氣體沒有損失),當在標準狀況下收集到11.2 L的氫氣時,則此時燒杯內溶液中硫酸的物質的量濃