6.1.2 化学反应与电能-【巅峰课堂】2023-2024学年高一化学同步精品讲义+分层练习（人教版2019必修第二册）

第2课时 化学反应与电能 1.了解化学电源在实际生活中的应用及废旧电池的处理和利用，培养科学态度与社会责任的学科核心素养。 2.掌握构成原电池装置的条件，培养科学探究与创新意识的学科核心素养。 知识点一、原电池工作原理 1.火力发电——燃煤发电的能量转化过程 （1）在电力中占较大比重的火电的能量转化过程： 化学能 能 能电能 （2）上述转化过程的关键是 ，燃烧一定是氧化还原反应(本质是 )。 2.原电池 （1）概念：把 能转变为 能的装置。 （2）工作原理(以铜­锌­稀硫酸原电池为例) 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 负极 . . 反应 铜 正极 . . 反应 总反应 . （3）电子的流向：电子由 极经导线流向 极。 （4）反应本质：原电池反应的本质是自发进行的 反应。 知识点二、化学电源 1．锌锰干电池——一次电池 （1）构造示意图 （2）特点：放电之后不能充电。 2．充电电池——二次电池 （1）特点：放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以 进行，使电池恢复到放电前的状态。 （2）实例： 电池、 电池、 电池等。 （3）应用：手机、笔记本式计算机、照相机和摄像机等所用电池大多为 电池。 3．燃料电池 （1）概念：将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 （2）特点：①清洁、安全、高效；②反应物不是储存在电池内部，而是由外部提供；③供电量易于调节，能适应用电器负载的变化，且充电时间较短。 探究任务一 原电池的工作原理 1. 原电池构成条件 2.原电池的工作原理 3. 多角度判断原电池的正、负极 4.判断原电池正负极的注意事项 一般是较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，但也要注意电解质溶液的性质。 （1）镁铝用导线连接插入稀硫酸中，镁作负极，铝作正极；若电解质是氢氧化钠，则镁作正极，铝作负极。 （2）铜铝用导线连接插入稀硫酸中，铝作负极，铜作正极；若插入浓硝酸中，铝作正极，铜作负极。 【典例1】下列各装置能构成原电池的是(　　) 【变式训练1】如图所示，电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是(　　) A．B极为原电池的正极 B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应 探究任务二 原电池原理的应用 1.比较金属活动性 原电池中，做负极的金属活动性一般比做正极的金属活动性强。 2.改变化学反应速率 如在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率。 3.设计原电池 如把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋设计成原电池，可用Fe做负极，石墨做正极，FeCl3溶液做电解质溶液。 【规律方法】原电池的设计方法 （1）找：找一个能够自发进行的氧化还原反应，只有自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池。 （2）拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 （3）定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。 （4）画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 【典例2】已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、稀硫酸。按要求回答下列问题： （1）电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。原因是___________________________。 （2）若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选Fe2(SO4)3溶液，外加导线，________(填“能”或“不能”)构成原电池。若能，写出电极反应，