云南省保山市腾冲县第八中学高中化学 第二章 第二节 化学能与电能学案 新人教版必修2Word下载.docx
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锌片:
解释实验现象
[探究实验二]
将锌片和铜片用导线连接,中间接入一个电流表,平行插入盛有稀H2SO4的烧杯中,观察现象。
电流表指针偏转方向
⑴原电池定义:
将____能转变成___能的装置。
⑵原理及结构示意图(以Zn-Cu-稀H2SO4原电池为例)
铜片和锌片作电极,稀硫酸做电解质溶液。
Zn片为原电池的_____极,其电极反应式为_______
发生______反应(填“氧化”或“还原”);
Cu片为原电池
的____极,其电极反应式__________,发生______反应。
该原电池的总反应式为______________________,电解质溶液的pH_____
注意:
在同一个电池中两极反应时,“失去电子数”与“得到电子数”要相同。
⑶原电池工作时电子、离子运动方向。
①外电路(导线):
电子从____极经导线流向____极
②原电池内电解质溶液中:
____离子流向负极,____离子流向正极
如图所示:
⑷原电池的反应本质是____________反应,即化学能电能
⑸构成原电池的条件
①溶液:
____________________________
②电极:
A________________________________________
B________________________________________
C________________________________________
③形成________________________________________回路
④在一定条件下存在______________________反应
【目标检测】A
1.A、B、C都是金属,A与C组成原电池时,A为负极;
A与B组成原电池时,A为正极。
则A、B、C三种金属的活动性顺序为()
A、A>B>CB、A>C>BC、B>A>CD、B>C>A
2.下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是()
A.在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多;
B.同价态阳离子,甲比乙的氧化性强;
C.甲、乙能跟稀盐酸反应放出氢气,而甲方出的比乙多;
D.将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极
3.对于原电池的有关叙述错误的是()
A、发生氧化反应的一极为负极B、发生氧化反应的一极为正极
C、比较不活泼的金属为负极D、电流是从原电池的正极流向负极
4.某原电池的离子反应是:
Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该电池的正确组成是()
A.Cu为正极,Zn为负极,NaOH为电解质溶液;
B.Zn为正极,Cu为负极,CuSO4为电解质溶液;
C.Cu为正极,Zn为负极,CuSO4为电解质溶液;
D.Cu为正极,Zn为负极,ZnCl2为电解质溶液
5.原电池产生电流的本质原因是()
A.原电池中电解质能电离出自由移动的电子
B.有导线将两个活动性不同的电极连接
C.金属易失电子
D.原电池中发生了氧化还原反应
6.“自由女神”—美国的象征,百年来一直矗立在纽约港,经历着大西洋海风的洗礼,自由女神的外壳材料是铜质,支撑整个雕像的支架是铁质。
近些年女神生病了,她的铁骨一层层的被锈蚀,蓬松氧化铁架体积膨胀,铆固的支脚被撑断,有专家指出自由女神生病的原因是发生了原电池反应,下面有关叙述正确的是()
A.“自由女神”的铜外壳是原电池的负极
B.铁甲作正极,发生还原反应
C.该原电池电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D.该原电池反应过程中,电子从铁架转移到铜壳
7.实验室中欲制氢气,能较快的制备氢气的方法是()
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
10.等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4,同时向a中加少量的CuSO4溶液,下列图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是()
VVVV
b
abbaaba
0t0t0t0t
ABCD
8.锌片和铜片及稀硫酸组成的原电池装置工作一段时间后,下列说法正确的是
A锌片是正极,铜片上有气泡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
9.有四种金属a、b、c、d当他们两两组成原电池时,金属a都是正极;
在这四种金属组成的混合物中,加入足量的盐酸,可使金属b和c溶解;
过滤后,在滤液中加入过量NaOH溶液,得到c离子形成的沉淀。
由此可知这四种金属的活动性由强到弱的正确顺序可能是下列中的()
A.a、c、b、dB.c、b、d、aC.b、c、d、aD.a、b、c、d
11埋在地下的输油铸铁管道,在下列各种情况下被腐蚀的速率最慢的是()
A.在含铁元素较多的酸性土壤中B.在潮湿、疏松、透气的土壤中
C.在干燥、质密、不透气的土壤中D.在含炭粒较多,潮湿透气的中性土壤中
12.下列各变化,属于原电池反应的是()
A.在空气中金属铝表面迅速氧化成保护层
B.白铁表面有划损时,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的保护层
D.铁与稀H2SO4反应时,加入少量CuSO4溶液,可使反应加速
【目标检测】B
13.请利用氧化还原反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2设计一个原电池(用图表示并注明正、负极及电子流动方向)
14.用铜、银与硝酸银设计一个原电池,此电池的负极是___;
负极的电极反应是。
用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,工作一段时间后,锌片的质量减少了3.25g,铜片表面析出氢气L(标准状况),导线中通过mol电子。
第二节化学能与电能(第一课时)答案
【知识回顾】1、直接从自然界取得的能源;
一次能源经加工转换得到的能源
2、电离自由移动阴阳离子浓度所带电荷的多少能电离不能电离
【教学过程】一、1.广泛方便小二火力
2.化石燃料化学热汽化为蒸汽发电机热机械电
3、[探究实验一]:
无变化溶解、表面产生气泡Zn与H2SO4发生置换反应
[探究实验二]:
表面产生气泡溶解电流从铜片沿导线流向锌片
Zn失电子,电子沿导线流入Cu片,H+在铜片表面得电子,产生氢气
化学能转换为电能
⑴化学电
⑵负Zn-2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑还原
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑升高
⑶①负正②阴阳
⑷氧化还原
⑸①电解质溶液
②两种活泼性不同的金属或较活泼金属和非金属导体(C)
或较活泼金属和金属氧化物
③闭合④自发氧化还原反应
1.C2.D3.BC4.C5.D6.D7.D10.D8.C9.BC
11.C12.BD
13.负极:
Cu正极:
C用导线连接两极,电解质溶液:
FeCl3溶液(其它设计合理也正确)
14.铜Cu–2e-=Cu2+1.12L0.1mol
第二节化学能与电能(第二课时)
知识技能:
学习有关原电池的相关知识
1、引导学生自主学习,了解有关原电池的相关知识
2、培养和训练思维能力和判断能力
培养学生形成一定的逻辑思维和一定的推理能力
1.原电池:
______________________________________________
2.原电池的电极反应
负极发生__________反应,在这一过程中______________________电子
正极发生__________反应,在这一过程中______________________电子。
3.判断下列组合能否形成原电池,并写出电极反应
铁、碳、盐酸
负极()____________________正极()__________________
破损的白铁(Fe—Zn)浸泡在硫酸溶液中
破损的马口铁(Fe—Sn)浸泡在盐酸溶液中
⑹原电池的正负极的判断方法
微观判断:
根据电子流动方向
电子流出的极:
_____极电子流入的极:
_____极
结论:
一般情况下,两种金属电极,较活泼的为负极,较不活泼的为正极。
Mg—Al—HCl
其它情况:
如Mg—Al—NaOH
⑺原电池原理的应用:
1判断金属活动性的强弱
2加快氧化还原反应的速率
③金属防腐
④设计电池
二.发展中的化学电源
1.干电池
最早使用的化学电池是_______,即大家所熟系的_______。
它是一种_____电池,放电之后不能_______(内部的氧化还原反应是不可逆的)。
电池在使用过程中,____会逐渐溶解,负极反应为:
__________________;
使用后锌外壳逐渐变_______,最后内部糊状的________会泄漏出来,腐蚀电器。
后来人们采用在外壳套上______________或____________的方法改造成了防漏电池。
为了延长电池______和提高其________,将内部的电解质NH4Cl换成__________,并在结构上作了改进,制成__________电池,现在各类碱性电池已经占有了越来越大的市场份额。
2.充电电池
充电电池又称为_______电池。
它在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时又可_______进行,使_______恢复原状,如此充、放电可循环进行,至一定周期后终止。
工作原理:
放电时(接用电器)电池内进行氧化还原反应:
______能→______能(释放)
充电时(接直流电源)电池内逆向进行氧化化原反应:
______能→______能(储存)
最早使用的充电电池:
_______电池,正极_____,负极______,电解质_______。
现代社会又研制出新型的封闭式体积小的_______电池,正极_____,负极______,电解质_______,其寿命比铅蓄电池长(可充电超过500次)。
_____离子是新一代可充电的绿色电池,成为手机、摄像机等低功耗电器的主流电源。
3.燃料电池
利用原电池的工作原理将燃料(还原剂)和氧气(氧化剂)反应所放出的_______直接转化为_______能的装置,称为燃料电池。
例如:
氢氧燃料电池工作原理(惰性材料作电极浸在电解质溶液中,从两极分别通入氢气和氧气)
酸性电解质溶液中电极反应:
负极:
______________________正极:
______________________
总反应:
________________________________
碱性电解质溶液中电极反应:
负极:
_____________________正极:
_______________________
总反应:
___________________________________
燃料电池是一种______、___________的发电装置。
燃料电池的能量转化率理论上可高达_______________(现在时机已达到40%~60%)。
燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于___________________________________
______________________等,这时电池起着类似试管、烧杯的作用。
【目标检测】A组
1.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速度甲比乙慢
2.对于锌—铜—稀硫酸组成的原电池装置中,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32.5g②锌片增重32.5g③铜片上析出lgH2④铜片上析出1molH2
A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④
3.如下图所示,电流表G发生偏转,同时A极质量增加,B极质量减少,C为电解质溶液。
则A、B、C分别为()
A.A是Zn,B是Cu,C是稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C是稀硫酸
C.A是Fe,B是Ag,C是稀AgNO3溶液
D.A是Ag,B是Fe,C是稀AgNO3溶液
4.有A,B,C,D四种金属。
将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中,B不易腐蚀,将A,D分别投入等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈,将铜浸入B的盐溶液中,无明显变化,若将铜浸入C的盐溶液中,有金属C析出。
据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是()
A.D>
C>
A>
BB.D>
B>
CC.D>
CD.B>
D>
C
5.实验室中制取氢气,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(含铜、银)与稀硫酸反应
6.锌电池可望代替铅蓄电池,它的构成材料是锌、空气、和某种电解质溶液,发生的总反应是:
2Zn+O2==2ZnO。
下列有关它的说法正确的是()
A.锌为电池负极,发生还原反应B.电解质溶液用酸性溶液
C.电池工作时,氧气与锌直接化合,生成氧化锌
D.该电池负极的反应物为锌,发生氧化反应
7.日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2做电解质(其中加入MnO2吸收H2)电极反应可简化为:
Zn–2e-==Zn2+
2NH4++2e-==2NH3↑+H2↑(NH3与Zn2+能生成一种稳定的物质)。
根据上述判断,下列结论正确的是()
A.Zn为正极,碳为负极B.Zn为负极,碳为正极
C.工作时,电子由碳极经过电路流向Zn极
D.长时间连续使用时,内装糊状物可能流出腐蚀用电器
8.某原电池的总反应是:
Zn+Cu2+==Zn2++Cu,该原电池的正确组成是()
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
负极
电解质溶液
CuCl2
ZnCl2
9.下列容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()
Fe
(1)
(2)(3)
A.
(2)>
(1)>
(3)B.
(1)>
(2)>
(3)C.
(2)>
(3)>
(1)D.(3)>
(1)
【目标检测】B组
10、下列装置能否组成原电池?
并判断正负极。
11.1991年我国首创海水电池,以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光,其总反应式为:
4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,则该电源的负极材料为:
________,正极材料为:
________,负极电极反应为:
_________________.正极反应式_________________________
12、现有如下两个反应:
(A)NaOH+HCl=NaCl+H2O、(B)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池
(2)如果不能,说明其原因
(3)如果可以,则写出正、负极材料及其电极反应式,电解质溶液名称
。
第二节化学能与电能(第二课时)答案
1.将化学能转变为电能的装置
2.氧化一般为负极材料失电子还原一般为电解质溶液中阳离子或O2得电子
负极(铁)Fe-2e-=Fe2+正极(碳)2H++2e-=H2↑
负极(Zn)Zn-2e-=Zn2+正极(Fe)2H++2e-=H2↑
负极(Fe)Fe-2e-=Fe2+正极(Sn)2H++2e-=H2↑
一、⑹负正
二.1、锌锰电池干电池一次充电锌Zn-2e-=Zn2+薄电解质防腐金属筒塑料筒寿命性能湿的KOH碱性锌锰
2、二次逆向电池化学电电化学铅蓄PbO2PbH2SO4镍镉NiO(OH)CdKOH锂
3、化学电
酸性电解质负极:
2H2-4e-=4H+正极:
O2+4e-+4H+=2H2O
2H2+O2=2H2O
碱性电解质负极:
2H2-4e-+4OH-=4H2O正极:
O2+4e-+2H2O=4OH-
2H2+O2=2H2O
高效环境友好85%-90%
反应物不储存在电池内部,而是由外设备提供燃料和氧化剂
【目标检测】
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
D
B
BD
10、I能,Fe为负极,Cu为正极;
II不能;
III能,Fe为负极,C为正极;
IV能,Fe为负极,C为正极;
V不能。
11.Al石墨负极反应;
4Al–12e-=4Al3+
正极反应:
3O2+12e-+6H2O=12OH-
12、13、
(1)(A)不能,(B)可以(各1分)
(2)(A)的反应非氧化还原反应,没有电子转移
(3)负极:
铜,Cu—2e-=Cu2+正极:
碳棒,2Fe3++2e-=2Fe2+
电解质溶液:
氯化铁溶液
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