第二节（第1课时　化学能转化为电能）-【讲练好帮手】2020-2021学年高一化学人教版必修2提升

第二节　化学能与电能 第1课时　化学能转化为电能 【学习目标】 1.通过铜锌原电池的实验探究，初步了解原电池原理。 2.了解化学电源的原理与应用。 3.了解钢铁的电化学腐蚀。 一 原电池及其工作原理 1.实验探究 实验步骤 现象 解释或说明 锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡 锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能 锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡 锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生 锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流计指针发生偏转 锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流产生 2.原电池 (1)概念：将化学能转化成电能的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是氧化还原反应。 (2)工作原理： (以Zn－H2SO4－Cu原电池为例) 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 外电路电子流向 由锌片沿导线流向铜片 内电路离子移向 溶液中H＋向正极移动，在铜片上被还原为H2 原电池总反应 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (3)原电池的构成条件 理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。 具体条件是： ①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)； ②溶液：两电极均插入电解质溶液中； ③导线：两极用导线相连，形成闭合回路。 (4)原电池的工作原理 ①原电池的工作原理(以铜锌原电池为例) ②能量转化过程：原电池在工作时，负极失去电子，电子通过导线流向正极，溶液中氧化性物质得到电子，发生还原反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，闭合回路中不断有电子流产生，也就形成了电流，即化学能转变为电能。 (5)原电池工作原理的应用 ①比较金属活动性 作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱； ②改变化学反应速率 如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率； ③设计原电池 如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，可用Fe作负极，铜(或石墨)作正极，FeCl3溶液作电解质溶液； ④保护金属设备 如：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn)，则构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。 课堂练01 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)原电池是一种电能转化为化学能的装置。(　　) (2)负极失去电子发生氧化反应。(　　) (3)正极是电子流出极。(　　) (4)用导线连接的铜片和锌片插入稀H2SO4中，铜片上有大量气泡产生。(　　) (5)在铜－锌－稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。(　　) (6)原电池中阳离子向正极移动。(　　) 答案： (1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 2.下列说法正确的是(　　) A.原电池是把电能转变成化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C.原电池两极板一定分别发生氧化反应和还原反应 D.原电池内部的阳离子向正极移动 答案：　D 【解析】原电池中的电子移动方向是：负极→外电路→正极，可见B选项错；阳离子向正极移动，得电子，发生还原反应，D项正确；在原电池中两个电极板不一定发生氧化还原反应，也可能是通入两个电极的其他物质发生氧化还原反应，如氢氧燃料电池，C项错。 3.在如图所示的8个装置中，属于原电池的是 。 答案：DFG 【解析】图中A、B都只有一个电极，C中是两个活泼性相同的电极，E中酒精不是电解质溶液，H不能形成闭合回路，它们不属于原电池，属于原电池的只有D、F、G。 4.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题： (1)装置甲中负极的电极反应式是 。 (2)装置乙中正极的电极反应式是 。 (3)装置丙中溶液的pH变化是 。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是 。 答案：(1)A－2e－===A2＋　(2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)增大　(4)D>A>B>C 【解析】据装置甲知活动性：A>B，A作负极，电极反应式为A－2e－===A2＋；据装置乙知活动性：B>C，正极反应式为Cu2＋