第6章 实验活动6 化学能转化成电能（Word教参）-【优化指导】2020-2021学年新教材高中化学必修第二册(人教版)

实验活动6　化学能转化成电能 [实验基础] (1)原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，故形成原电池的前提是看该氧化还原反应是否能自发进行。 (2)原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 [实验操作] 1．探究原电池的构成 (1)用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片和铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转；用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。 电极材料Ⅰ 电极材料Ⅱ 电流表指针是否发生偏转 解释 锌片 铜片 否 没有电解质溶液，不能形成回路 锌片 石墨棒 否 (2)将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象；再插入铜片，观察现象；取出铜片，插入石墨棒，观察现象。 实验现象 解释 锌片 锌片逐渐溶解表面有大量气泡产生 Zn能与H＋反应生成H2 锌片、 铜片 锌片逐渐溶解，表面有大量气泡产生；铜片表面无明显现象 Zn能与H＋反应生成H2，Cu不能与H＋反应 锌片、 石墨棒 锌片逐渐溶解，表面有大量气泡产生；石墨棒表面无明显现象 Zn能与H＋反应生成H2，石墨不能与H＋反应 2．原电池实验 用导线将电流表分别与电极材料Ⅰ、Ⅱ相连接，并插入盛有下表中溶液的烧杯里(如下图所示)，观察电流表指针偏转情况(指针偏向正极)，记录在下表中。 编号 电极材料Ⅰ 电极材料Ⅱ 电解质溶液 电流表指针偏转方向 ① 锌片 铜片 稀硫酸 偏向铜片 ② 锌片 石墨棒 稀硫酸 偏向石墨棒 ③ 铜片 石墨棒 稀硫酸 不偏转 [问题讨论] 1．根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素。 提示　原电池的工作原理：负极上金属失电子发生氧化反应，电子经导线流向正极，溶液中阳离子在正极得电子被还原；电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，形成电流。原电池的构成要素：①活动性不同的两种金属(或金属与非金属)作电极；②两电极用导线相连并插入连通的电解质溶液(或熔融碳酸盐)中；③形成闭合回路(或在溶液中接触)。 2．能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？ 提示　能。铁的金属性比铜强，且铁可与稀硫酸自发进行氧化还原反应，故能形成原电池。 [实验评价] 1．其中某学习兴趣小组为探究电池的工作原理，组装了以下装置，其中能形成原电池的是(　　) A　[铁作负极，铜作正极，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上铜离子得电子发生还原反应，可构成原电池，A正确；B装置中，两个金属电极相同，不能构成原电池；C装置中，两个金属电极相同，且酒精溶液为非电解质溶液，不能构成原电池；D装置中，两个电极材料均为石墨，且不能进行自发的氧化还原反应，不能构成原电池。] 2．甲、乙两名同学一起做了水果电池实验，测得数据如下表。下列甲提问，乙回答不正确的是(　　) 实验次序 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV 1 锌 铜 菠萝 3 900 2 锌 铜 苹果 3 650 3 锌 铜 柑橘 3 850 4 锌 铜 西红柿 3 750 5 锌 铝 菠萝 3 650 6 锌 铝 苹果 3 450 ①甲：实验 6 中负极的电极反应式如何写？ 乙：铝为负极，负极的电极反应式为Al－3e－＝Al3＋ ②甲：实验 1、5 电流方向为什么相反？ 乙：实验 1 中锌为负极，电子由锌经溶液流向铜；实验 5 中铝为负极，铝失去电子，电流由锌经导线流向铝 ③甲：水果电池的电压与哪些因素有关？ 乙：只跟水果的品种有关 ④甲：水果电池中的铜电极可以用硬币(成分为铜锌合金)代替吗？ 乙：可以 A．③④　 B．②③　　 C．①②③　 D．②③④ B　[实验6中Al比Zn更活泼，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式为Al－3e－＝Al3＋，①正确；实验 1 中锌为负极，电子由锌经导线流向铜，而不是能经电解质溶液流向铜，②错误；分析表中数据可知，水果电池的电压与水果种类、电极材料等因素有关，③错误；硬币的成分为铜锌合金，其金属活动性小于锌，故可以代替铜电极，④正确。] $