第6章 实验活动6 化学能转化成电能（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中化学必修第二册（人教版2019）

实验活动6　化学能转化成电能 【实验目的】 1．理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用，体会化学的价值。 2．认识原电池的构成要素及其原理、作用。 【实验仪器】 烧杯、导线、电流表。 【实验药品】 锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。 【实验步骤】 电极材料的实验 (1)按如图1用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，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。 图1 电极材料 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，不能发生原电池反应 锌片、石墨棒 否 (2)将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，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。记录实验现象并解释原因。 实验装置 实验现象 解释 锌片溶解，表面产生无色气泡 锌片与稀硫酸反应产生H2 ①锌片溶解，表面产生无色气泡 ②铜片表面无明显变化 锌片与稀硫酸反应产生H2，铜与稀硫酸不反应 ①锌片溶解，表面产生无色气泡 ②石墨棒表面无明显变化 锌片与稀硫酸反应产生H2，石墨棒与稀硫酸不反应 (3)按如图所示的装置实验，选择不同的电极材料组装原电池，试验其能否产生电流，记录实验现象并解释原因。 实验材料 实验现象 解释 Zn、Cu、H2SO4 ①锌片溶解 ②铜片不溶解，表面产生无色气泡 ③电流表指针偏转 Zn、Cu、稀H2SO4构成原电池，Zn作负极，Cu作正极。Zn失电子转化为Zn2＋，电子通过导线转移至铜片表面，H＋在铜片表面得电子生成H2 Zn、石墨、H2SO4 ①锌片溶解 ②石墨棒表面产生无色气泡 ③电流表指针偏转 Zn、石墨、稀H2SO4构成原电池，Zn作负极，石墨棒作正极，Zn失电子转化为Zn2＋，电子通过导线转移至石墨棒表面，H＋在石墨棒表面获得电子生成H2 Cu、石墨、H2SO4 无明显现象 铜、石墨均不与稀硫酸反应，无法构成原电池，因而不能产生电流 【问题讨论】 1．发生原电池反应的要素有哪些？ 化学反应：______________________。 装置条件：①________，②____________，③___________。 答案 自发的氧化还原反应　①活动性不同的电极　②电解质溶液　③形成闭合回路 2．指出实验(3)锌铜原电池的电极名称，并写出电极反应方程式及反应类型、电池总反应。 锌片：___________________________________________________； 铜片：___________________________________________________； 电池反应：_______________________________________________。 答案 负极，Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应 正极，2H＋＋2e－===H2↑，还原反应 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 3．实验(3)中锌、石墨原电池中，锌片换成铁片，能否产生电流？若能产生电流，写出电极反应和电池总反应。 答案 能产生电流。 负极：Fe－2e－===Fe2＋ 正极：2H＋＋2e－===H2↑ 电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 【例题】 如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读数卡上的记录如下： ①Cu为负极，Zn为正极 ②Cu电极上有气泡产生，发生还原反应 ③SO向Cu电极移动 ④若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体 ⑤电子的流向是Cu→Zn ⑥正极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，发生氧化反应 则卡片上的描述合理的是(　　) A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④⑤ 答案　B 解析　该原电池中，Zn为负极，Cu为正极，①错误；铜电极上电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，发生还原反应，②正确；SO＝0.25 mol，④正确；电子由Zn(负)电极流向Cu(正)电极，⑤错误；正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，发生还原反应，⑥错误。故选B项。向负极锌片移动，③错误；若有0.5 mol电子流经导线，则产生气体的物质的量为 【变式】 下列原电池在工作时，铜电极有电流流入的是(　　) 答案　B 解析　原电池中电流是由正极经导线流向负极。由于锌比铜活泼，故锌是负极，铜是正极，则电流由铜电极经导线流向锌电极，A项错误；由于铜比银活泼，故铜是负极，银是正极，则电流由银电极经导线流向铜电极，B项正确；由于锌比铜活泼，故锌是负极，铜是正极，则电流由铜电极经导线流向锌电极，C项错误；由于镁比铜活泼，故镁是负极，铜是正极，则电流由铜电极经导线流向镁电极，D项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $