化学能与电能的转化.doc

扬中市第二高级中学 高一化学备课组 备课时间：2014.4.28
《化学能与电能的转化》
第一课时 化学能转化为电能
【学习目标】
1. 初步认识原电池的原理和一般构成条件；
2. 培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和创造性思维和探究能力，以及提出问题、分析问题和解决问题的能力；
3. 应用辩证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。通过实验不断体现出由实践—认识—再实践—再认识的认知过程。
【学习过程】
一、化学能转化为电能[来源:学*科*网]
原电池原理探究
【活动探究】分组进行下列实验并完成表格
【实验1】将一块锌片和一块铜片分别插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察现象。
【实验2】将一块锌片和一块铜片同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察现象。[来源:Zxxk.Com]
【实验3】用导线把锌片和铜片连接，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察现象。
【实验4】在锌片和铜片之间连接一个电流计后，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察现象。

实验现象
结论
实验1
锌片上 。
铜片上 。
化学方程式： ，
说明金属活动性性： Zn Cu。
实验2
锌片上 。
铜片上 。

实验3
铜片上 。

实验4
电流计指针 。
产生了 。
【问题】
①电流表指针为何会发生偏转？
②电子从何而来？
③铜片上产生的气泡是如何形成的呢？
1、原电池的定义：我们称__________________________的装置为原电池
2、原电池工作原理[来源:学&科&网]
以Zn、Cu原电池为例
锌 电子，作 极，发生的反应为： ，
反应类型： ；
电子通过导线流向铜片，溶液中的 在Cu片上
电子生成 ，铜片作 ，
发生的反应为 ，反应类型： 。

3、原电池反应的本质是 。
4、原电池的构成条件
（1）两个电极，其中一个相对较___________的金属为负极，另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中去。
（2）必须是_______________溶液；
（3）能自发地发生_____________反应。[来源:Zxxk.Com]
（4）形成闭合回路。
【练一练】类比铜锌原电池的电池反应和电极反应，根据装置图完成下列问题：
(1)实验现象：铜棒 ，锌棒 。
(2) 电极反应：负极：_______________，反应类型： ；
正极：_______________，反应类型： 。
(3) 电池总反应： 。
（4）电子流向： ，Cu2+移向 极。
二、原电池原理的应用
1、设计各种实用电池,使其具有节约能源、方便、环保等优点以满足人类需要及可持续发展的要求【活动探究】
在一块表面无锈的铁片上滴上一大滴含酚酞的食盐水后可以看到液滴逐渐呈现红色，并慢慢形成褐色的锈斑。这是为什么？试说明产生此现象的原因？
2、金属的腐蚀及防护

吸氧腐蚀
析氢腐蚀
负极反应

正极反应
[来源:学.科.网]

总反应

铁锈的形成： Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3
【典型例题】
1. 在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的是 A．锌片是正极，铜片上有气泡产生 B．电流方向是从锌片流向铜片
C．溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D．电解质溶液的pH保持不变
2. 把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时， c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序为
A．a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a
4、实验室中欲制氢气最好的方法是
A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
5、下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是
A．2Al＋2NaOH＋2H2O = 2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O2 = 2H2O
C．Zn＋CuSO4 = Cu＋ZnSO4 D．C＋CO2 2CO
6、下列事实不能用电化学理论解释的是
A．轮船触水线以下的般壳上装一定数量的锌块
B．铝片不用特殊方法保存
C．切咸菜后的菜刀不刷易生锈
D．镀锌铁板比镀锡铁板耐用
【随堂检测】
1、下列关于原电池的叙述,错误的是 （ ）
A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
2、下列关于实验现象的描述不正确的是 （ ）
A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜
B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快
3、下列变化中属于原电池的是 （ ）
A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速
4、铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成 （ ）
A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.锌铆钉 D.锡铆钉
5、由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化 （ ）
A．不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小
6、对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是
①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
7、 X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为 （ ）
A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X
8、将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述正确的是 （ ）
A.该装置能形成原电池，其中铝是负极 B．该装置能形成原电池，其中铜是负极[来源:Zxxk.Com]
C．该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确
9、微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源，这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是 （ ）
A．正极反应：2Li - 2e- = 2Li+ B．负极反应：I2 + 2e- = 2I-
C．总反应是：2Li + I2 = 2LiI D．金属锂作正极
10、茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt­Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中
①铝合金是阳极　②铝合金是负极　③海水是电解液　④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④ C．①② D．①④
11、市场上出售的“热敷袋”主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。在“热敷袋”使用前，用塑料袋使之与空气隔绝；使用时打开塑料袋轻轻揉搓，就会放出热量；使用后你会发现有大量的铁锈存在。
（1）“热敷袋”放出的热量是利用铁发生了__________反应放出热量。
（2）炭粉的主要作用是____________。（3）氯化钠的主要作用是__________。
（4）写出有关的电极反应式：正极： ；
负极： 。
12、A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)B中Sn极为 极，电极反应式为 ；Sn极附近溶液的酸性 (填“增大” 、“ 减小” 或“ 不变”) 。B中Fe极为 极，电极反应式为 ，
(3)C中被腐蚀的金属是 ，总反应式为 ，
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是 。