第6章 第1节 第2课时 化学反应与电能（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中化学必修第二册【精讲精练】人教版

第2课时　化学反应与电能 [学习目标] 1．认识化学能与电能之间转化的实质。 2．了解原电池的概念及工作原理。 3．能列举化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素。 4．了解生活中常用的化学电池，能列举说明化学电源对提高生活质量的重要意义。 知识点一　原电池的工作原理 1．化学能间接转化为电能——火力发电 过程 化石燃料燃烧→加热水蒸气→推动蒸汽机→带动发电机 能量转换 化学能→热能→机械能→__电__能 关键 化石燃料的__燃烧__(氧化还原反应) 2.化学能直接转化为电能——原电池 (1)概念：把__化学__能转变为__电__能的装置。 (2)工作原理(以Cu­Zn­H2SO4原电池为例) 负极 正极 电池反应：　Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　。 (3)电子的流向：电子由__负__极经导线流向__正__极。 (4)反应本质：原电池反应的本质是__氧化还原__反应。 [思考探究] 1．实验活动：化学能转化成电能。 装置 实验现象 实验结论 ① 铜片上无气泡 铜与稀硫酸不反应 ② 锌片上有气泡 锌与稀硫酸反应 ③ 铜片上有气泡，锌片溶解，电流表指针偏转 该装置将化学能转化为电能 ④ 铜片、锌片均无现象发生，电流表指针不偏转 该装置不能将化学能转化成电能 (1)上述探究实验③中，用石墨代替铜片作电极，电流表的指针是否发生偏转？若两电极均用铁片替代，电流表的指针是否发生偏转？ 提示　若用石墨代替铜片作电极，因石墨电极也能导电，同样能形成原电池，故指针发生偏转。若两电极均用铁片代替，则两极的金属活泼性相同，不能形成原电池，故电流表指针不发生偏转。 (2)通过上述实验探究，总结归纳构成原电池的条件有哪些？ 提示　原电池的构成条件是——“两极一液一线一反应” 2．原电池工作时，线路中电子和溶液中离子是如何移动的？ 提示　电子的流向：由负极移向正极。 离子的流向：电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极。 [归纳提升] 1．原电池工作原理 (1)反应类型 负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (2)电子的移动方向 从负极流出，经导线流向正极。 (3)离子的移动方向 阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 2．原电池正负极的判断 电极材料 化合价变化　 电极反应 电子流向 电极现象 正极 较不活泼金属 或导电非金属 降低 还原 反应 流入 增重或 产生气体 负极 较活泼金属 升高 氧化 反应 流出 不断 溶解 1．下列关于原电池的叙述，正确的是(　　) A．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活泼性不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 解析　构成原电池的正极和负极材料可以是两种活泼性不同的金属，也可以是导电的非金属(如石墨棒)和金属，A项错误；原电池是将化学能转变为电能的装置，B项正确；在原电池中，负极上发生失去电子的氧化反应，正极上发生得到电子的还原反应，所以电子从负极沿导线流向正极，负极上参与反应的物质被氧化，C项错误；原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，则电流的方向是从正极到负极，D项错误。 答案　B 2．如下图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是____________(填字母)。 解析　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；故A、B、C、D都不符合原电池的构成条件，不能产生电流。 答案　EF 知识点二　原电池原理的应用 设计原电池 1．依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。 2．步骤：以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例。 步骤 实例 将反应拆分 为电极反应 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋ 正极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 选择电 极材料 负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属 Fe 正极：活泼性弱于负极材料的金属或石墨 Cu或C 选择电解质 一般为与负极反应的电解质 CuSO4溶液 画出装置图 [思考探究] 1．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，能利用这一反应设计成原电池吗？为什么？ 提示　不能；因为该反应不是氧化还原反应。 2．锌与稀硫酸反应制取H2时，向溶液中滴入几滴CuSO4溶液的目的是什么？ 提示　加快反应速率；原因是Zn置换出铜，附着在锌片上形成原电池而加快反应速率。 3．利用原电池原理，设计实验比较铁铜金属性的强弱。 提示　将铜片、铁片用导线相连浸入稀硫酸中，铁片逐渐溶解，作原电池的负极，铜片表面有