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1、2022秋高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2.2.1 化學(xué)能與電能學(xué)案 新人教版必修2
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.初步認(rèn)識原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。
2.通過對原電池實(shí)驗(yàn)的探究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。
自主學(xué)習(xí)
1.火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系:
火電(火力發(fā)電)是通過化石燃料(如 )燃燒,使 轉(zhuǎn)化為熱能,加熱水使之汽化,以推動(dòng)蒸汽輪機(jī),然后帶發(fā)電機(jī)發(fā)電。該過程可表示為: ?熱能 ?電能。?
2.原電池:把 能直接轉(zhuǎn)變?yōu)椤 ∧艿难b置。?
3.原電池構(gòu)成條件:
(1) 。
2、?
(2)兩個(gè)電極均插入 中。?
(3)兩極和溶液相連形成 。?
(4) 。?
4.原電池反應(yīng)原理:較活潑金屬(負(fù)極) (填“得”或“失”)電子,發(fā)生 反應(yīng),電子從 流出,通過外電路流向 ,正極上得電子,發(fā)生 反應(yīng)。?
課內(nèi)探究
1.原電池原理
定義
將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置?
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
上有氣泡產(chǎn)生, 逐漸溶解,電流表指針發(fā)生 ?
工作原理
原電池
構(gòu)成條件
① ;?
② ;?
③ ;?
④ 。?
電子流向
? ?
實(shí)質(zhì)
是氧化還原反應(yīng)
3、, 能 能?
2.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),提出以下問題,師生共同探討。
問題
結(jié)論及解釋(寫出相關(guān)的化學(xué)方程式)
銅片上為什么有氣泡產(chǎn)生?
鋅片質(zhì)量有無變化?
溶液內(nèi)氫離子濃度有無變化?
鋅片和銅片各為什么電極,為什么?
兩極各發(fā)生什么反應(yīng)?
負(fù)極: 反應(yīng)?
正極: 反應(yīng)?
總反應(yīng)方程式怎么寫?
從能量變化觀點(diǎn)分析是什么裝置?
把 能直接轉(zhuǎn)變?yōu)椤 ∧艿难b置?
3.原電池的設(shè)計(jì)
【例題】能否利用氧化還原反應(yīng)Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池?如果可以,畫出裝置示意圖。
隨堂檢測
1
4、.鐵制品上的鉚釘應(yīng)該選用下列哪些材料制成( )
A.鋁鉚釘 B.銅鉚釘 C.鋅鉚釘 D.錫鉚釘
2.由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí),電解質(zhì)溶液的pH怎樣變化( )
A.不變 B.先變小后變大 C.逐漸變大 D.逐漸變小
3.對銅鋅稀硫酸構(gòu)成的原電池,當(dāng)導(dǎo)線中有2 mol電子通過時(shí),理論上的兩極變化是( )
①鋅片溶解了65 g?、阡\片增重了32.5 g?、坫~片上析出1 g H2?、茔~片上析出1 mol H2
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
4.X、Y、Z都是金屬,把X浸入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有
5、Z析出,X與Y組成原電池時(shí),Y為電池的負(fù)極,則X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)? )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>X>Z D.Y>Z>X
5.將銅棒和鋁棒用導(dǎo)線連接后插入濃硝酸溶液中,下列敘述正確的是( )
A.該裝置能形成原電池,其中鋁是負(fù)極
B.該裝置能形成原電池,其中銅是負(fù)極
C.該裝置不能形成原電池
D.以上說法均不正確
6.微型鋰電池可作植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起搏器所用的電源,這種電池中的電解質(zhì)是固體電解質(zhì)LiI,其中的導(dǎo)電離子是I-。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.正極反應(yīng):2Li-2e-2Li+
B.負(fù)極反應(yīng):I2+2e-2I-
C.總
6、反應(yīng)是:2Li+I22LiI
D.金屬鋰作正極
7.某原電池總反應(yīng)離子方程式為2Fe3++Fe3Fe2+,能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是( )
A.正極為銅,負(fù)極為鐵,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液
B.正極為銅,負(fù)極為鐵,電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)2溶液
C.正極為鐵,負(fù)極為鋅,電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3
D.正極為銀,負(fù)極為鐵,電解質(zhì)溶液為CuSO4
8.鋅錳干電池在放電時(shí),電池總反應(yīng)方程式可以表示為:
Zn+2MnO2+2NZn2++Mn2O3+2NH3+H2O
在此電池放電時(shí),正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是( )
A.Zn B.碳棒
C.MnO2和N D.Zn2+和
7、N
參考答案
自主學(xué)習(xí)
1.煤 化學(xué)能 化學(xué)能 機(jī)械能
2.化學(xué) 電
3.(1)活潑性不同的兩個(gè)電極
(2)電解質(zhì)溶液
(3)閉合電路
(4)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
4.失 氧化 負(fù)極 正極 還原
課內(nèi)探究
1.化學(xué) 電 銅電極 鋅電極 偏轉(zhuǎn) 氧化 Zn-2e-Zn2+ 失去 電流 陽 還原 2H++2e-H2↑
①要有活潑性不同的兩個(gè)電極
②要有電解質(zhì)溶液
③形成閉合回路
④自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
負(fù)極 正極 化學(xué) 電
2.鋅片失去的電子轉(zhuǎn)移到銅片表面被H+得到:2H++2e-H2↑
質(zhì)量減小:Zn-2e-Zn2+
濃度減小:2H++2e-H2↑
鋅片為負(fù)極,電子流出的一極,銅片為正極,電子流入的一極
氧化 還原
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
化學(xué) 電
3.【例題】答案:化學(xué)反應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。該氧化還原反應(yīng)可拆分為如下兩個(gè)半反應(yīng):
氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng)):Cu-2e-Cu2+
還原反應(yīng)(正極反應(yīng)):2Fe3++2e-2Fe2+
結(jié)合原電池構(gòu)成的條件而定,負(fù)極材料為銅,正極材料選用金屬性弱于銅的導(dǎo)體石墨,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。
隨堂檢測
1.AC 2.C 3.B 4.C 5.B 6.C 7.A 8.C