实验活动6　化学能转化成电能 -2023-2024学年高一化学同步教学讲与练（人教版2019必修第二册）

实验活动6　化学能转化成电能 【实验目的】 1.理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用，体会化学的价值。 2.认识原电池的构成要素及其作用。 【实验仪器】 烧杯、导线、电流表 【实验药品】 Zn片、Cu片、石墨棒、稀H2SO4 【实验步骤】 (1)按下图用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转；用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。 电极材料 电流表指针是否发生偏转 解释 锌片、铜片 否 没有电解质溶液，不能发生原电池反应 锌片、石墨棒 否 (2)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。 实验装置 实验现象 解释 锌片溶解，表面产生无色气泡 锌的还原性比H2强，溶液中的H＋直接得到Zn失去的电子生成H2 ①锌片溶解，表面产生无色气泡 ②铜片表面无明显变化 铜的还原性比H2弱，不能置换H2，电子不能在溶液中移动，锌的电子不能转移到铜片，H＋只能在锌片表面被还原成H2 ①锌片溶解，表面产生无色气泡 ②石墨棒表面无明显变化 石墨为惰性材料，不能置换H2，电子不能通过溶液转移到石墨棒，H＋只能在锌片表面被还原成H2 (3)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。 实验材料 实验现象 解释 Zn、Cu、H2SO4 ①锌片溶解 ②铜片不溶解，表面产生无色气泡 ③电流表指针偏转 锌失去的电子通过导线转移至铜片表面产生电流，溶液中的H＋在铜片表面获得Zn失去的电子生成H2 Zn、石墨、H2SO4 ①锌片溶解 ②石墨棒表面产生无色气泡 ③电流表指针偏转 锌失去的电子通过导线转移至石墨棒表面产生电流，溶液中的H＋在石墨棒表面获得Zn失去的电子生成H2 Cu、石墨、H2SO4 铜片不溶解，电流表指针不偏转 铜的还原性比H2弱，不能发生氧化还原反应，没有电子转移，因而不能产生电流 【问题讨论】 (1)发生原电池反应的要素有哪些？ (2)写出实验(2)中Zn置换H2的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目：________________ ________________________________________________________。 (3)指出实验(3)锌铜原电池的电极名称，并写出电极反应和电池总反应。 (4)实验(3)，若锌片、铜片接触，插入硫酸溶液，能否观察到电流？ (5)实验(3)中锌、石墨原电池中，锌片换成铁片，能否形成电流？若能产生电流，写出电极反应和电池反应。 1.（2023下·河北省秦皇岛一中高一统考）如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下： ①Cu为负极，Zn为正极 ②Cu电极上有气泡产生，发生还原反应 ③向Cu电极移动 ④若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体 ⑤电子的流向是Cu→Zn ⑥正极反应式为Cu-2e-=Cu2+，发生氧化反应 则卡片上的描述合理的是（    ） A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④⑤ 2.（2023下·北京人大附中高一期末）下列关于原电池的说法中，正确的是（       ） A．任何化学反应上都能设计成原电池 B．原电池工作时，阳离子向负极移动 C．原电池的负极发生氧化反应 D．原电池工作时，电子通过电解质溶液流向正极 3.（2023下·河南省商丘一中高一期末）一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是 A．电池总反应式为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2 B．负极反应式为:Mg－2e-+2OH- = Mg(OH)2 C．活性炭可以加快O2在负极上的反应速率 D．电子的移动方向由a经外电路到b 4.（2023·湖南省娄底一中高一期中）锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大等优点受到重视。某种锂电池的总反应可表示为Li+MnO2=LiMnO2。若该电池中有1mol电子通过，则消耗正极材料的质量为（其他损耗忽略不计）（    ） A．3.5g B．87g C．7g D．43.5g 5.（2023·云南昭通·高一期末）下图是氢氧燃料电池的示意图，按图中提示，下列叙述不正确的是(　　) A．a电极是负极，b电极是正极 B．a电极的电极反应式为H2-2e-=2H+ C．b电极的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑ D．氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内 6．（2023下·安徽黄山·高一期末）如图所示为某铜锌原电池示意图。下列有关该原电池的说法正确的是 A．锌电极为负极，发生还原反应 B．溶液中流向Cu电极 C．电子从锌电极通过电流计流向铜电极 D．铜电极上发生的电极反应为2H＋＋2e