6.3.1 化学能转化为电能-【导与练】2022-2023学年新教材高中化学必修第二册同步全程学习全书word（苏教版2019）

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 学习目标 课程标准 学业评价 1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 2.从氧化还原反应角度初步认识原电池的工作原理。 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.会书写简单的原电池电极反应式及电池总反应式。 素养解读:(教师备用) 1.宏观辨识与微观探析:通过原电池的工作原理,从微观理解原电池可将化学能转化为电能。 2.证据推理与模型认知:通过建立原电池相关知识应用的思维模型,能用模型解决实际问题。 3.科学探究与创新意识:通过探究原电池的工作原理、形成条件,培养学生的科学探究精神与创新意识。 知识点一　化学能转化为电能 1.实验探究电流的产生 实验装置 实验现象 实验结论 锌片:逐渐溶解,有气泡产生; 铜片:没有变化 锌与稀硫酸反应生成氢气,铜与稀硫酸不反应 锌片:逐渐溶解,有气泡产生; 铜片:没有变化 锌与稀硫酸反应生成氢气,铜与稀硫酸不反应 锌片:逐渐溶解; 铜片:有气泡产生 锌与稀硫酸发生反应,铜片上产生H2 锌片:逐渐溶解; 铜片:有气泡产生; 电流计:指针发生偏转 在物质发生化学反应的同时产生了电流,即化学能转化为电能 2.原电池 (1)概念:将化学能转变为电能的装置。 (2)工作原理(以锌—铜—稀H2SO4原电池为例)。 (3)构成条件。 (4)原电池的电极反应。 负极→流出电子→发生氧化反应; 正极→流入电子→发生还原反应。 [想一想1] 原电池的电极材料都必须是金属吗? 提示:原电池的电极材料可以是两种活泼性不同的金属,也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨),在燃料电池中,电极本身均不发生反应,故两极均可用惰性材料。 [想一想2] 原电池内部阴、阳离子是如何移动的? 提示:阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。 1.构成原电池的必要条件 (1)具有活泼性不同的两个电极或者是金属与惰性材料(如石墨)构成的两个电极,而且要求其中较活泼的金属能与电解质溶液发生氧化还原反应。 (2)电解质溶液:根据电极的性质选择合适的酸、碱或者盐作为电解质溶液,以利于电极发生化学反应。电解质溶液的作用一是参与氧化还原反应,二是在溶液中构成闭合回路,起到导电的作用。 (3)形成闭合回路:外电路有导线导电,内电路有电解质溶液和电极导电(有时两个电极直接接触可以省略外部导线)。 2.原电池正、负极的判断 3.原电池正、负极材料与正、负极反应物的区别 原电池的正极是导体,它不参与化学反应;负极反应不一定是负极材料本身的反应,有的原电池的负极既是导体又是负极反应物(如铜锌原电池),有的原电池负极的作用是导体(如H2、O2燃料电池),它不参与化学反应。 题点一　原电池的构成条件及工作原理 (以下选择题有1～2个选项符合题意) 1.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,下列叙述正确的是(　D　) A.装置甲中铜片表面产生气泡 B.装置乙中S向铜片移动 C.装置乙中电子从铜片经导线流向锌片 D.装置乙中正极的电极反应式:2H++2e-H2↑ 解析:装置甲没有形成原电池,铜不与稀硫酸反应,甲装置中铜片表面没有气泡产生,故A错误;乙装置形成了原电池,锌为负极,铜为正极,原电池工作时阴离子向负极移动,故B错误;装置乙中,锌为负极,电子从锌片经导线流向铜片,故C错误;装置乙中,正极上氢离子得到电子被还原生成氢气,故D正确。 2.(2022·山西阳泉月考)某兴趣小组设计如图所示装置进行原电池原理的探究,下列叙述错误的是(　A　) A.a和b用导线连接时,电子由Zn经导线流向Cu,再经稀硫酸流回Zn B.a和b用导线连接时铜片为正极,发生的反应为2H++2e-H2↑ C.a和b不连接时,锌片上有气体生成,该装置不能形成原电池 D.无论a和b是否连接,稀硫酸均参与反应 解析:a和b用导线连接时,构成原电池,电子由Zn经导线流向Cu,电子不会通过电解质溶液传递,A错误;导线连接后,构成原电池,锌比铜活泼,锌作负极,铜片为正极,铜片上发生的反应为2H++2e-H2↑,B正确;a和b不连接时,没有形成闭合回路,不能构成原电池,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,C正确;根据以上分析,无论a和b是否连接,稀硫酸均参与反应,D正确。 3.某原电池结构如图所示,下列有关该原电池的说法正确的是(　AD　) A.电池总反应为Mg+2H+Mg2++H2↑ B.镁棒发生还原反应 C.电子从铜棒经外电路流向镁棒 D.铜棒为正极 解析:A.镁比铜活泼,镁作负极,电池总反应为Mg+2H+Mg2++H2↑,正确;B.镁失去电子,化合价升高,被氧化,发生氧化反应,错误;C.根据原电池