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第2課時化學反應為人類提供能量 目標導航 預習導引 目標導航 預習導引 1 化學能轉化為電能 1 觀察下圖 完成表格 目標導航 預習導引 目標導航 預習導引 2 以銅鋅原電池為例 分析原電池的工作原理 完成下表 3 常見電池 干電池 又稱一次電池 蓄電池 又稱二次電池 燃料電池 其能量轉化率高 對環(huán)境無污染 目標導航 預習導引 預習交流干電池是我們生活中常用的電池 你知道它的正 負極分別是什么嗎 答案 正極為碳棒 石墨 負極為鋅筒 目標導航 預習導引 2 化學能與其他形式的能之間的轉化 2 物質燃燒發(fā)光放熱是化學能轉化為光能和熱能 植物的光合作用是光能轉化為化學能 3 人生命活動所需能量是營養(yǎng)物質在體內(nèi)發(fā)生各種化學反應釋放出來的 問題導學 即時檢測 一 二 一 原電池形成的條件及工作原理活動與探究探索構成原電池的條件 完成下列結論 問題一 下列圖示的裝置可以產(chǎn)生電流的是 結論一 形成原電池的條件之一是 活動性不同的兩個電極 問題導學 即時檢測 一 二 問題二 下列圖示的裝置可以產(chǎn)生電流的是 結論二 形成原電池的條件之二是 電極需插進電解質溶液中 問題導學 即時檢測 一 二 問題三 下列圖示的裝置可以產(chǎn)生電流的是 結論三 形成原電池的條件之三是 必須形成閉合回路 思考 通過上述分析 你能總結出原電池形成的條件嗎 結論 1 2 溶液 3 形成 導線連接或直接接觸且電極插入電解質溶液 4 自發(fā)的氧化還原反應 本質條件 活動性不同的兩電極 電解質 閉合回路 問題導學 即時檢測 一 二 遷移與應用例1下列各裝置能組成原電池的是 解析 A中兩個電極都是Zn 活動性相同 無法形成原電池 B中滿足原電池的形成條件 可形成原電池 C中酒精是非電解質 在其中不存在自由移動的離子 也不能形成原電池 D中沒有形成閉合回路 也不能形成原電池 答案 B 問題導學 即時檢測 一 二 遷移訓練1下列有關原電池的敘述正確的是 A 把電能轉變?yōu)榛瘜W能 發(fā)生氧化還原反應B 電子從活潑金屬流向不活潑金屬 不活潑金屬為負極C 外電路中電子從負極流向正極D 正極發(fā)生氧化反應答案 C解析 原電池是化學能轉化為電能的裝置 故A錯誤 原電池中一般活潑金屬作負極 失電子 電子沿導線流向正極 負極發(fā)生氧化反應 正極發(fā)生還原反應 故B D錯誤 C正確 問題導學 即時檢測 一 二 1 原電池工作原理 以鋅銅原電池為例 問題導學 即時檢測 一 二 2 原電池正 負極的判斷 1 依據(jù)原電池兩極材料一般 較活潑的金屬作負極 K Ca Na太活潑 不能作電極 較不活潑的金屬或可導電的非金屬 石墨等 作正極 2 根據(jù)電流方向或電子流向外電路中 電流由原電池的正極流向負極 電子則由原電池的負極流向正極 3 根據(jù)內(nèi)電路離子遷移方向陽離子移向原電池正極 陰離子移向原電池負極 4 根據(jù)原電池中反應類型得電子 發(fā)生還原反應的反應物在正極 失電子 發(fā)生氧化反應的是負極 問題導學 即時檢測 一 二 5 根據(jù)有關現(xiàn)象變粗 有金屬析出 或冒氣泡 如H2 的電極是正極 電極本身被消耗或質量減小的是負極 特別注意根據(jù)電極材料判斷正 負極的時候要牢記該結論具有一定的局限性 例如Mg Al和NaOH溶液構成的原電池 卻是相對不活潑的Al作負極 較活潑的Mg作正極 原因是Mg與NaOH溶液不反應 而Al與NaOH溶液反應 再如Cu Fe和濃硝酸構成的原電池 相對不活潑的Cu作負極 較活潑的Fe作正極 原因是常溫下Fe在濃硝酸中鈍化 而Cu可與濃硝酸反應 問題導學 即時檢測 一 二 二 原電池原理在化學 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用活動與探究 1 實驗室制取H2 用純鋅還是用粗鋅 為什么 答案 用粗鋅 因為粗鋅制取H2的速率比純鋅快 原因是粗鋅中的雜質和鋅 稀硫酸 或鹽酸 形成原電池 加快了鋅的腐蝕 使產(chǎn)生H2的速率加快 2 利用Cu 2FeCl32FeCl2 CuCl2能否設計成原電池 若能 請畫出圖示 標出電極材料名稱 正負極 電子的流向及電解質溶液 若不能說明理由 答案 能 如右圖 問題導學 即時檢測 一 二 3 談一談你還知道原電池的原理有哪些應用 答案 比較金屬的活動性順序 金屬防護 制造化學電源等等 問題導學 即時檢測 一 二 遷移與應用例2有A B C D四塊金屬片 進行如下實驗 A B用導線相連后 同時浸入稀硫酸中 A極為負極 C D用導線相連后 同時浸入稀硫酸中 電流由D 導線 C B C相連后 同時浸入稀硫酸中 C極產(chǎn)生大量氣泡 B D相連后 同時浸入稀硫酸中 D極產(chǎn)生大量氣泡 據(jù)此 判斷四種金屬的活動性順序是 A A B C DB A C D BC C A B DD B D C A解析 A B形成原電池 A為負極 活動性 A B C D形成原電池 電流由D 導線 C 活動性 C D B C形成原電池 C極產(chǎn)生大量氣泡 活動性 B C 綜上可知活動性 A B C D 答案 A 問題導學 即時檢測 一 二 遷移訓練2將金屬A和金屬B分別放入稀硫酸中都有氫氣生成 若將金屬A和金屬B相連后投入稀硫酸中發(fā)現(xiàn)A被腐蝕 B未被腐蝕 關于A B的敘述正確的是 A 金屬活動性 AAC 在后者裝置中金屬A發(fā)生還原反應 金屬B發(fā)生氧化反應D 金屬B的表面有明顯氣泡產(chǎn)生 金屬A溶解答案 D解析 金屬A和金屬B相連投入稀硫酸中 形成原電池 A被腐蝕說明A失去電子 被氧化 作負極 則A比B的金屬活動性強 還原性A強于B 故A B C錯誤 原電池中 H 在正極B上得到電子 生成H2 B的表面有明顯氣泡產(chǎn)生 A溶解 故D正確 問題導學 即時檢測 一 二 1 原電池原理常見應用的考查 1 加快氧化還原反應速率 如實驗室用粗鋅粒和稀硫酸反應制H2 2 比較金屬的活動性強弱 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(chǎn)生 金屬活動性 A B 3 保護金屬 將被保護的金屬與比其活潑的金屬相連 形成原電池后該金屬作正極被保護 如將鋅塊鑲嵌在輪船甲板上 4 制造化學電源 如原電池的設計 問題導學 即時檢測 一 二 2 原電池的設計思路 1 以自發(fā)進行的氧化還原反應為基礎 2 分析氧化還原反應從中找出氧化劑和還原劑 并把氧化還原反應分解為氧化反應和還原反應兩個半反應 從而確定電極反應 3 以電極反應為依據(jù) 根據(jù)原電池的工作原理確定電極材料和電解質溶液 通常 還原劑為負極材料 氧化劑為電解質溶液中的某種陽離子 正極材料比負極材料的活動性弱或選石墨作電極 4 畫出原電池的裝置簡圖 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 1 將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間 以下敘述不正確的是 A 兩燒杯中鋅片均部分溶解B 甲中銅片是正極 乙中鋅片是負極C 兩燒杯中溶液的pH均增大D 產(chǎn)生氣泡的速率乙比甲慢答案 B解析 本題考查對原電池的形成條件 正 負極 電極反應和反應現(xiàn)象的判斷 乙中未形成閉合電路 不能構成原電池 只是鋅直接與稀硫酸反應 而甲中構成了原電池 銅為正極 鋅為負極 產(chǎn)生H2的速率比乙中的快 因此A C D正確 B錯誤 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 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(xiàn)象如下 由此可判斷這四種金屬的活動性順序是 A a b c dB b c d aC d a b cD a b d c 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 答案 C解析 裝置一是原電池 a極質量減小 說明a極金屬失電子形成離子 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 因此這四種金屬的活動性順序為d a b c 選C 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 3 鋅銅原電池裝置如圖所示 其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 下列有關敘述正確的是 A 銅電極上發(fā)生氧化反應B 電池工作一段時間后 甲池的c 減小C 電池工作一段時間后 乙池溶液的總質量增加D 陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動 保持溶液中電荷平衡答案 C 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 4 利用生活或實驗室中常用物品 根據(jù)氧化還原反應知識和電學知識 自己動手設計一個原電池 填寫下列空白 2 實驗用品 電極 稀硫酸 填寫所缺的實驗用品 耳機 或者電流計 3 實驗裝置 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 4 原理分析 按如圖所示連接好實驗儀器 注意觀察 耳朵聽 耳機是否有聲音發(fā)出 如果沒有 可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極 注意 接觸的同時耳機的另一個極是連接在原電池的另一個電極上的 這時可以聽見耳機發(fā)出 嚓嚓嚓 聲音 其原因是 在原電池中 由化學能轉化為 如果將裝置中的耳機改為電流計 則鐵釘應該接電流計的極 電極反應 另一極應該接電流計的極 電極發(fā)生了反應 問題導學 即時檢測 1 2 3 4 答案 2 鐵釘或鐵條銅釘 其他的惰性電極如鉛筆芯 鉑等都正確 燒杯導線解析 原電池的構成條件是電極 導線 電解質溶液 負極應用鐵釘或鐵條 正極可選銅棒 銅釘或石墨 如鉛筆芯 等 電解質溶液盛放在燒杯中 原電池是將化學能轉化為電能的裝置 電流計的負極應與電源負極相連 負極發(fā)生氧化反應 正極發(fā)生還原反應