第2章 第2节 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019 双选）

第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池 课程标准解读 1．知道化学反应可以实现化学能与其他形式的能量转化。 2．以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 3．从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 4．体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 知识点一　原电池的构造及原理　　　　　　　　　　　　　　　　 1．概念：原电池是一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 2．氢氧燃料电池的工作原理 实验 装置 原电池 原理 还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流 两极 反应 负极 氢气失电子，发生氧化反应 正极 氧气得电子，发生还原反应 电子 转移 电子由负极通过导线流向正极，形成电流 3．原电池的构造(以氢氧燃料电池为例) [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池是将电能转化为化学能的装置。(×) 学生用书第56页 (2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。(×) (3)在锌|稀硫酸|铜原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。(×) (4)原电池中阳离子向正极移动。(√) (5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。(×) (6)氢氧燃料电池的负极发生氧化反应。(√) 某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 实验编号 电极材料 电解质溶液 1 Mg、Al 稀盐酸 2 Al、Cu 稀盐酸 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 根据表中的实验现象回答下列问题： 问题1　实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？ 提示：　不相同，在原电池中，一般相对较活泼的金属材料作负极。在稀盐酸中的活泼性Mg>Al>Cu。在实验1中铝为正极；实验2中铝为负极。 问题2　根据实验3完成下列问题： ①铝作什么极？该电极上发生什么反应？ ②石墨作什么极？该电极上发生什么反应？ ③电池总反应化学方程式如何书写？ 提示：　①该实验中铝为负极，所发生的反应为2Al－6e－===2Al3＋，氧化反应。 ②石墨为正极，发生的反应为6H＋＋6e－===3H2↑，还原反应。 ③该电池的总反应方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。 问题3　实验4中铝作什么极，为什么？该电极上发生什么反应？ 提示：　在NaOH溶液中，Al与NaOH能自发反应，而Mg不能，则Al是负极，Mg是正极。所发生的反应为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－。 原电池的原理及电极的判断 1．原理(以铜—锌原电池为例) 2．正负极的判断 　　 1．下列各装置中的电解质均为稀硫酸，能构成原电池的是(　　) B　[两种电极为同种物质，均可以和电解质溶液发生反应，故不会出现电流，不能构成原电池，A错误；两电极的活动性不同，Fe在电解质溶液中发生反应，两电极相互接触，构成闭合回路，故能构成原电池，B正确；两电极均不和电解质溶液反应，不能构成原电池，C错误；Fe可以和电解质溶液发生反应，但没有构成闭合回路，不能构成原电池，D错误。] 2．如图所组成的原电池装置，下列叙述错误的是(　　) A．a为原电池的正极 B．电子由b极流出 C．溶液中阳离子向a极移动 D．b极发生还原反应 D　[电流是由正极流向负极的，由图可知，a为原电池的正极，A正确；b是负极，电子由负极流出，B正确；a是正极，阳离子移向正极，故C正确；b是负极，负极发生氧化反应，故D错误。] 3．下列有关原电池的说法不正确的是(　　) A．在内电路中，电子由正极流向负极 B．原电池的正、负极材料不一定都参与反应 C．原电池工作时，正极上发生还原反应 D．原电池工作时，可能会伴随着热量变化 A　[原电池中，内电路不存在电子流动，A错误；氢氧燃料电池的正、负极材料都不参与反应，B正确；原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，C正确；原电池工作时，可能会伴随着热量变化，D正确。] 学生用书第57页 知识点二　设计原电池和原电池的分类 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．设计原电池的基本思路 2．设计铜锌原电池 设计依据 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 实验装置图 设计思路 确定负极 负极反应物 锌片 负极材料 锌片 确定正极 正极反应物 氢离子 正极材料 铜片 构成闭 合回路 离子导体 稀硫酸 电子导体 导线 实验现象 电流表指针 指针发生偏转 锌电极 锌片质量减少 铜电极 有气泡冒出 3．常见化学电池 (1