专题6 第3单元 第1课时 化学能转化为电能-2021-2022学年新教材高中化学必修第二册【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第三单元　化学能与电能的转化 第1课时　化学能转化为电能 发 展 目 标 体 系 构 建 1.通过实验探究认识化学能可以转化为电能。 2.从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。 3.形成化学有助于提高人类生活质量的观念。 一、原电池 1．化学能转化为电能的实验探究 [实验1]把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。 [实验2]把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。 实验1、2现象：实验1、2中现象相同，均为锌片周围有气泡产生，铜片周围无明显现象。 实验结论：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换酸中的氢；铜在金属活动性顺序中位于氢后面，不能置换酸中的氢。 [实验3]用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，观察实验现象。 [实验4]在实验3的导线中间连接一个灵敏电流计，观察实验现象。 实验3、4现象：锌片周围无气泡产生，铜片周围有气泡产生；电流计指针发生偏转。 实验结论：锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有电流产生。 　将铁片、镁片用导线连接插入稀硫酸中，则铁片上发生什么反应，电极反应式如何书写？ [提示]　镁比铁活泼，镁作负极，铁作正极，铁电极上发生还原反应，电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。 2．原电池 (1)概念：是将化学能转变为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。 (2)原电池的工作原理 原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (3)能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转变为电能。 　在铜锌原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？如果不能，电流是如何形成的？ [提示]　由于金属锌比金属铜活泼，锌失去电子，电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液，在稀硫酸中H＋移向铜片，SO移向锌片，阴阳离子定向移动形成电流。 二、原电池原理的应用 1．钢铁的电化学腐蚀 (1)电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，较活泼的金属失去电子被氧化的腐蚀。 (2)钢铁的电化学腐蚀 电解质溶液 钢铁表面水膜中含有H＋和OH－，还溶有O2等气体 电极 负极 材料：Fe，电极反应：2Fe－4e－===2Fe2＋ 正极 材料：C，电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，进一步被氧化，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3易脱水生成铁锈(Fe2O3·xH2O) 2.金属活动性强弱的判断 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 (1)装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。 (2)装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。 (3)四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。 　锌与稀硫酸反应时，若滴几滴硫酸铜溶液，反应速率会加快，试分析其原因。 [提示]　滴加硫酸铜溶液后，会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜，生成的铜与锌分别作为两个电极而形成原电池，从而加快锌与稀硫酸的反应。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)火力发电是化学能间接转化为电能的过程。 (√) (2)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池。 (×) (3)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。 (×) (4)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。 (×) 2．将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　) A．两个装置都构成了原电池 B．甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池 C．两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生 D．产生气泡的速率甲比乙慢 B　[甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；铜作正极，氢离子在铜极上得电子，生成氢气；总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。乙装置没有构成原电池，因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成氢气的速率加快。] 3．如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是________。 EF　[A项中两个电极相同；B项中蔗糖是非电解质；C、D项没有形成闭合回路，因此A、B、C、D都不符合原电池的构成条件，不能产生电流。] 探究原电池的构成与工作原理 (素养养成——宏观辨识与微观探析) 1786年，意大利解剖学和医学教授伽伐尼在一次解剖青蛙的实验中意外发现，当用两种不同金属材质的解剖刀同时触碰青蛙腿时，蛙腿会发生痉挛。此后伽伐尼变换各种条件， 重复这个实验。最后他得出猜想：动物体内存在生物电流。当时很多人赞同