2.2 课时2 化学反应能量转化的重要应用——化学电池 学案 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

2.2 课时2　化学反应能量转化的重要应用——化学电池 【学习目标】 1.能分析原电池的工作原理,能书写简单的电极反应。 2.能辨识简单原电池的构成要素。 3.能举出化学能转化为电能的实例。 4.能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。 【自主预习】 一、原电池的构造 1.原电池 一种利用　　　　　　将　　　　直接转化成电能的装置。 2.初识氢氧燃料电池 负极反应:　　　　　　　　　　。 正极反应:　　　　　　　　　　。 总反应:　　　　　　　　　　。 此装置中的能量变化:　　　　能转化为　　　　能。 稀硫酸的作用:　　　　。导线的作用:　　　　。 3.原电池的构造 二、设计原电池(以Zn+2H+Zn2++H2↑为例) 1.基本思路 2.实例 (1)原电池设计 依据 Zn+2H+Zn2++H2↑ 实验现象 确定负极 选择负极反应物:　　 锌片　　　　;正极材料　　　　　 选择负极材料:　　 确定正极 选择正极反应物:　　 选择正极材料:　　 构成闭 合回路 选择离子导体:　　　 选择电子导体:　　　 (2)装置 【微点拨】 正极材料最好选择不与正极反应物和离子导体发生反应且能导电的固体。 三、常见化学电池分类 【微点拨】 (1)原电池中电极不一定参加化学反应,如氢氧燃料电池中电极不参加反应。 (2)金属K、Na、Ca活泼性强,一般不作原电池电极。 【答案】一、1.氧化还原反应　化学能 2.2H2-4e-4H+　O2+4e-+4H+2H2O 2H2+O22H2O　化学　电　传导电荷　传导电子 3.导电的固体　导线　氧化还原 二、2.(1)Zn　Zn　H+　Cu　稀H2SO4　导线　逐渐溶解　表面有气泡产生 (2)Zn-2e-Zn2+　2H++2e-H2↑ 【效果检测】 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)原电池是电能转化为化学能的装置。 (　　) (2)铅蓄电池是常见的二次电池。 (　　) (3)锌、铜、稀硫酸组成的原电池中,溶液中的Zn2+、H+均向正极移动。 (　　) (4)构成原电池的两个电极必须是活动性不同的两种金属。 (　　) (5)把铜片插入氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁。 (　　) (6)把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出的速率增大。 (　　) (7)镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池。 (　　) (8)燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池。 (　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)× 2.水果电池的示意图如图所示,判断负极材料、电子流向和能量转化形式。 【答案】锌片作负极,电子由锌片沿导线流向铜片,该装置能将化学能转化为电能。 3.现有如下两个反应: ①KOH+HNO3KNO3+H2O　②H2SO4+ZnZnSO4+H2↑。 (1)根据两个反应的本质判断其能否设计成原电池: ①　　　　,②　　　　。 (2)如果不能,说明其原因:　。 (3)如果可以,则写出作原电池正极的材料名称:　　　　。负极反应:　　　　　　　　　;正极反应:　　　　　　　　　。 【答案】(1)不能　能 (2)反应①是非氧化还原反应,没有电子转移 (3)石墨或铜片(合理即可)　Zn-2e-Zn2+　2H++2e-H2↑ 【合作探究】 任务1　原电池的原理及形成条件 情境导入　冰心的《小桔灯》里曾有一句话:“天黑了,路滑,这盏小桔灯照你上山吧!”文章里的小桔灯(下图左)是用蜡烛放在桔皮里做成的。你知道吗?利用化学知识可以用桔子来制作真正的“小桔灯”(下图右)。原理很简单:把一个桔子的桔瓣并联,将镀锌铁钉、铜线插到桔瓣上,并与放在中心的LED灯珠相连接,就制成了一个真正的小桔灯,据说这盏小桔灯亮了14个小时。 问题生成 1.“小桔灯”中,桔瓣里的桔子汁的作用是什么? 【答案】桔子汁的作用是作电解质溶液。 2.镀锌铁钉、铜线在“小桔灯”工作中起到什么作用? 【答案】镀锌铁钉作负极,铜线作正极。 3.请分析“小桔灯”中能量转化形式。 【答案】化学能转化为电能。 4.如果将镀锌铁钉、铜线分开插入两瓣桔子中,LED灯珠能否被点亮?为什么? 【答案】不能被点亮,因为没有形成闭合回路。 5.若将问题4中两瓣桔子紧贴在一起,LED灯珠能否被点亮?请归纳原电池的构成条件。 【答案】能被点亮,因为两瓣桔子中间的膜能让离子通过,离子定向移动构成了闭合回路。原电池构成的条件:①有活泼性不同的两个电极;②有电解质溶液;③形成闭合回路;④能自发进行的氧化还原反应。 6.原电池的电极材料都必须是金属吗? 【答案】原电池的电极材料可以是两种金属活动性不同的金属,也可以是一种金属与一种可导电的惰