专题6 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-【高考领航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步核心辅导与测评（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 学业要求解读 活动探究建议 1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池原理。 2．能正确书写原电池电极方程式、判断正负极。 1.宏观辨识与微观探析：了解化学能转化为电能的过程与原理，从微观上认识原电池。 2．证据推理与模型认知：能正确书写原电池电极方程式、判断正负极。 3．科学态度与社会责任：了解钢铁的腐蚀与暖贴的工作原理，运用化学知识造福社会。 学习任务　化学能转化为电能 1．化学能间接转化为电能——火力发电 (1)过程：化学能热能机械能电能 (2)缺点：转换环节多、效率低、能源浪费多、环境污染严重。 2．化学能直接转化为电能——原电池 (1)实验探究 实验装置 实验现象 实验结论 Zn片上有气泡，Cu片逐渐溶解，表面无气泡 锌与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应 Zn片逐渐溶解，表面无气泡，Cu片上有气泡 产生H2(还原反应)的位置发生了改变 Zn片逐渐溶解，Cu片上有气泡，电流计指针偏转 该装置将化学能转化为电能 (2)原电池 a．定义：将化学能转变为电能的装置。 b．工作原理： 电极材料 电子得失 电极反应式 反应类型 Zn 失电子 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 Cu 得电子 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 原电池总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 盐酸与氢氧化钠溶液反应也放热，此反应能设计成原电池吗？ 提示：不能。因为该反应不是氧化还原反应。 铜—锌—稀硫酸原电池中，铜换成石墨棒也能产生电流吗？如将稀H2SO4改成酒精呢？ 提示：能。反应原理相同。改成酒精不可以，因为酒精不是电解质溶液，没有离子导体。 构成原电池的两电极材料一定都是金属吗？ 提示：不一定。构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应，两极也可都不是金属。 相对活泼的金属一定作原电池的负极吗？ 提示：不一定。在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼性的强弱也要考虑电解质溶液性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。 探究点一　原电池工作原理 1．原电池工作原理 2．原电池正负极的判断方法 　如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下，其中描述合理的是(　　) 实验后的记录： ①Zn为正极，Cu为负极。 ②H＋向负极移动。 ③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu。 ④Cu极上有H2产生。 ⑤Zn极上发生氧化反应。 ⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ A．①②③　　　　 B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ [思路点拨]　 【解析】　在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，发生氧化反应；Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，在溶液中H＋向正极移动，SO向负极移动。 【答案】　B 该电池中电流的方向，是从________电极(填材料名称，下同)经外电路流向________电极。 提示：铜　锌。电流的方向和电子移动的方向相反。 该电池中，每有1 mol电子流过导线，负极减少____g，正极产生________mol H2。 提示：32.5　0.5。根据负极电极反应Zn－2e－===Zn2＋，故每转移1 mol电子时，Zn溶解0.5 mol，质量为32.5 g。正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故每转移1 mol电子时，产生H2 0.5 mol。 1.如图装置，电流计指针发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可能是下列各组中的(　　) A．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液 B．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液 C．a是Zn、b是Cu、c为稀硫酸 D．a是Cu、b是Zn、c为稀硫酸 解析：选A。原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子而溶解，是负极，a极上金属离子得电子，是正极，电解质溶液中应含有该金属离子，根据上述分析应选A。 2.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，电极反应式为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：选A。a和b用导线连接时，构成原电池，电子由Zn经导线流向Cu，电子不会通过溶液传递，