第2課時化學反應與電能1.了解化學電源在實際生活中的應用及廢舊電池的處理和利用，培養科學態度與社會責任的學科核心素養。2.掌握構成原電池裝置的條件，培養科學探究與創新意識的學科核心素養。知識點一、原電池工作原理1.火力發電——燃煤發電的能量轉化過程（1）在電力中占較大比重的火電的能量轉化過程：化學能能能電能（2）上述轉化過程的關鍵是，燃燒一定是氧化還原反應(本質是)。2.原電池（1）概念：把能轉變為能的裝置。（2）工作原理(以銅-鋅-稀硫酸原電池為例)電極材料電極名稱電子轉移電極反應式反應類型鋅負極..反應銅正極..反應總反應.（3）電子的流向：電子由極經導線流向極。（4）反應本質：原電池反應的本質是自發進行的反應。知識點二、化學電源1．鋅錳干電池——一次電池（1）構造示意圖（2）特點：放電之后不能充電。2．充電電池——二次電池（1）特點：放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以進行，使電池恢復到放電前的狀態。（2）實例：電池、電池、電池等。（3）應用：、筆記本式計算機、照相機和攝像機等所用電池大多為電池。3．燃料電池（1）概念：將燃料(如氫氣、甲烷、乙醇)和氧化劑(如氧氣)的化學能直接轉化為電能的電化學反應裝置。（2）特點：①清潔、安全、高效；②反應物不是儲存在電池內部，而是由外部提供；③供電量易于調節，能適應用電器負載的變化，且充電時間較短。探究任務一原電池的工作原理1.原電池構成條件2.原電池的工作原理3.多角度判斷原電池的正、負極4.判斷原電池正負極的注意事項一般是較活潑金屬作負極，較不活潑金屬作正極，但也要注意電解質溶液的性質。（1）鎂鋁用導線連接插入稀硫酸中，鎂作負極，鋁作正極；若電解質是氫氧化鈉，則鎂作正極，鋁作負極。（2）銅鋁用導線連接插入稀硫酸中，鋁作負極，銅作正極；若插入濃硝酸中，鋁作正極，銅作負極。【典例1】下列各裝置能構成原電池的是()【變式訓練1】如圖所示，電流計指針發生偏轉，同時A極質量減少，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極發生氧化反應探究任務二原電池原理的應用1.比較金屬活動性原電池中，做負極的金屬活動性一般比做正極的金屬活動性強。2.改變化學反應速率如在Zn和稀硫酸反應時，滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅構成原電池的正負極，從而加快Zn與稀硫酸反應的速率。3.設計原電池如把Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋設計成原電池，可用Fe做負極，石墨做正極，FeCl3溶液做電解質溶液。【規律方法】原電池的設計方法（1）找：找一個能夠自發進行的氧化還原反應，只有自發進行的氧化還原反應才能被設計成原電池。（2）拆：將氧化還原反應拆分為氧化反應和還原反應兩個半反應，分別作為負極和正極的電極反應，還原劑－ne－=氧化產物(負極電極反應)；氧化劑＋ne－=還原產物(正極電極反應)。（3）定：根據氧化還原反應中的還原劑和氧化劑確定原電池的負極和電解質溶液，正極一般選擇比負極活潑性差的金屬或能導電的非金屬。（4）畫：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。【典例2】已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、稀硫酸。按要求回答下列問題：（1）電工操作上規定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。原因是___________________________。（2）若電極材料選銅和石墨，電解質溶液選Fe2(SO4)3溶液，外加導線，________(填“能”或“不能”)構成原電池。若能，寫出電極反應，負極：________________，正極__________________(若不能，后兩空不填)。（3）設計一種以鐵和稀硫酸反應為原理的原電池，要求畫出裝置圖(需標明電極材料及電池的正、負極)。【變式訓練2】(2024·岳陽高一檢測)把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H2SO4中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若A、B相連時，A為負極；C、D相連時，D上有氣泡逸出；A、C相連時，A極減輕；B、D相連時，B為正極。則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為 ()A.A>C>D>B B.A>C>B>DC.B>D>C>A D.A>B>C>D1．（2023·河北正定中學高一月考）以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質溶液組成原電池，當導線中通過2mol電子時，下列說法正確的是()A．鋅片溶解了1mol，銅片上有1molH2生成B．兩極上溶解和析出的物質的質量相等C．鋅片溶解了31g，銅片上有1gH2生成D．鋅片溶解了1mol，消耗了1molH＋2.如圖為某興趣小組制作的番茄電池，下列說法正確的是()A．電子由銅電極通過導線流向鋅電極B．該裝置是將電能轉化為化學能的裝置C．鋅電極發生氧化反應D．電流由鋅電極通過導線流向銅電極3．下列關于化學電源的說法正確的是()A.干電池放電之后還能再充電B.充電電池在放電和充電時都將化學能轉化為電能C.充電電池可以無限制地反復放電、充電D.氫氧燃料電池是一種環境友好電池4.燃料電池是一種新型電池，它主要利用燃料燃燒原理把化學能直接轉化為電能，氫氧燃料電池的基本反應是X極：eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)＋2e－=2OH－；Y極：H2(g)＋2OH－－2e－=2H2O(l)。下列說法正確的是()A．X是負極 B．Y是正極C．Y極上發生還原反應 D．Y極上發生氧化反應5．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：實驗裝置部分實驗現象a極質量減小，b極質量增大b極有氣體產生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產生電流從a極流向d極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>c6.某同學為了探究原電池產生電流的過程，設計了如圖實驗。請回答下列問題：（1）打開K，觀察到的現象為_______________________________________。（2）關閉K，觀察到的現象為______________________________________。此電池的負極的電極反應式為_____________________________________。（3）關閉K，溶液中陽離子向________(填“Zn”或“C”)極移動，外電路中，電子流動方向是________。1．下列設備工作時，將化學能轉化為電能的是()ABCD鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶硅太陽能電池2．如圖所示各裝置中，不能構成原電池的是(燒杯中所盛液體都是稀硫酸)()3．鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池可以發生如下反應：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，該電池的負極材料是()A．Cd B．NiO(OH)C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)24．實驗室制取氫氣最好的方法是()A．純鋅與稀硫酸反應B．純鋅與濃硫酸反應C．純鋅與稀鹽酸反應D．粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應5．下列有關鋅錳干電池的說法中正確的是()A．鋅筒是負極，石墨棒是正極B．在外電路中電子從石墨棒流向鋅筒C．電流從鋅筒流向石墨棒D．在電池內部陽離子從石墨棒向鋅筒移動6.根據國外媒體報道，某公司將推出一種全新的銀鋅電池，這種銀鋅電池的續航能力要比鋰離子電池強，有望取代鋰離子電池。其放電過程可表示為Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag，此電池放電時，有關說法正確的是()A．電能轉化為化學能B．電解質溶液是稀硫酸C．電子通過外電路從Ag2O極流向Zn極D．Zn做負極被氧化7.氫氣是未來最理想的能源之一，科學家最近研制出利用太陽能產生激光，并在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術:2H2O2H2↑+O2↑。制得的氫氣可用于燃料電池。試回答下列問題:（1）海水分解生成的氫氣用于燃料電池時，實現________能轉變為________能。水分解時，斷裂的化學鍵為________鍵，分解海水的反應屬于________反應(填“放熱”或“吸熱”)。（2）氫氧燃料電池已用于航天飛機。以30%KOH溶液為電解質溶液的這種電池在使用時的電極反應如下:2H2+4OH4e==4H2O，O2+2H2O+4e==4OH，據此作出判斷，下列說法中錯誤的是________。

A.供電時的總反應是2H2+O2==2H2OB.產物為無污染的水，屬于環境友好型電池C.燃料電池的能量轉化率可達100%D.H2在負極發生氧化反應（3）有人以化學反應:2Zn+O2+4H+==2Zn2++2H2O為基礎設計出一種原電池，移入人體內作為心臟起搏器的能源，它靠人體內血液中溶有一定濃度的O2、H+進行工作。則原電池的負極材料是________，負極上發生反應的電極反應式為______________________________________。

8.由A、B、C、D四種金屬按表中裝置進行實驗。裝置現象二價金屬A不斷溶解C的質量增加A上有氣體產生根據實驗現象回答下列問題:（1）裝置甲中負極的電極反應式是____________。

（2）裝置乙中正極的電極反應式是____________。

（3）裝置丙中溶液的酸性____________(填“增強”“減弱”或“不變”)。

（4）四種金屬活潑性由強到弱的順序是_______________________。

9．微型紐扣電池在現代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH溶液，電極反應式為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－，總反應式為Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag。根據反應式回答下列問題：（1）________是負極，Ag2O發生______反應。（2）電流由________極流向________極(填“Zn”或“Ag2O”)，當有1mol電子通過電路時，負極消耗物質的質量是________g。（3）在使用過程中，電解質溶液中KOH的物質的量________(填“增大”“減小”或“不變”)。10.如圖所示，a在金屬活動性順序中排在氫之前，b為碳棒，下列說法中不正確的是()A．a極上發生還原反應，b極上發生氧化反應B．碳棒上有氣體逸出C．導線上有電流，電子移動方向為a→bD．反應后a極質量減小11.某原電池的離子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是()選項正極負極電解質溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl212．（2023·廣東六校高一聯考）二氧化硫空氣質子交換膜燃料電池實現了制硫酸、發電、環保二位一體的結合，可以解決酸雨等環境污染問題，原理如圖所示。下列說法正確的是（）A．該電池放電時電子流向：電極→負載→電極→質子交換膜→電極B．電極附近發生的反應：C．放電過程中若消耗(標準狀況)，理論上可以消除D．移向電極，導致電極附近減小13．將兩極質量相同的銅棒和鋅棒，用導線相連接后插入CuSO4溶液中，經過一段時間后，取出洗凈后干燥并稱重，兩棒質量相差6.45g，導線中通過的電子的物質的量為()A．0.1mol B．0.2molC．0.3mol D．0.4mol14.實驗探究是提高學習效果的有力手段。陳穎同學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片上產生氣泡的速率加快D.圖2與圖3中，Zn片減輕的質量相等時，正極產物的質量比為1∶3215.(2023·廣東揭陽高一檢測)某化學興趣小組的同學為了探究鋁電極在電池中的作用，設計并進行了以下一系列實驗，實驗結果記錄如下:編號電極材料電解質溶液電流計指針偏轉方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Mg、Al氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試根據表中的實驗現象回答下列問題:（1）實驗1、2中Al所作的電極(正極或負極)__________(填“相同”或“不相同”)。（2）對實驗3完成下列填空:①鋁為__________極，電極反應式: