13 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(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课件(鲁科版)

第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 第2章　化学键　化学反应规律 第2节　化学反应与能量转化 必备知识 自主预习 一、原电池的构造及原理 1．初识原电池 (1)原电池：一种利用________反应将化学能直接转化成____的装置。 氧化还原 电能 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) (2)初识氢氧燃料电池 ①实验设计 实验装置 两极 反应 负极 氢气失去电子，发生____反应 正极 氧气得到电子，发生____反应 电子转移 电子由负极通过导线流向正极，形成电流 氧化 还原 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) ②结论：由于在两个石墨电极上有____________不同的物质——氢气和氧气；当形成闭合回路时，便会产生电流。 得失电子能力 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2．原电池的构造 电解质 导线 氧化还原 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 3．原电池的基本工作原理 ______和氧化剂分别在两个不同的区域发生________和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流。 还原剂 氧化反应 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池是把电能转化为化学能的装置。 (　　) (2)在原电池中，正极发生氧化反应。 (　　) (3)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。 (　　) (4)在铜—锌—稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。 (　　) × × × × 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 二、设计原电池及常见化学电源分类 1．设计原电池 (1)原电池设计(以Zn、Cu、稀硫酸原电池为例) 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：____ Zn Zn H＋ Cu 稀硫酸 导线 逐渐溶解 表面有气泡产生 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) (2)装置 Zn－2e－===Zn2+ 2H＋＋2e－===H2↑ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2．常见化学电源的分类 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 关键能力 情境探究 原电池的工作原理及正、负极的判断 在下列两装置中： 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 1．(1)能量转化方式：甲为________，乙为_________。 (2)甲、乙中的反应实质是否相同？ 提示：(1)化学能转化为热能　化学能转化为电能 (2)相同，都是Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 提示：锌为负极，铜为正极。在CuSO4溶液中Cu2+移向铜电极，而移向锌电极。 2．分析装置乙中的电极名称和溶液中的离子移动方向。 3．写出上述乙装置中锌电极上发生的电极反应并判断铜电极上发生反应的类型。 提示：锌电极为电池的负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+；铜电极为电池的正极，发生得电子的还原反应。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 1．原电池工作原理示意图(以铜-锌-CuSO4溶液原电池为例) 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2．正、负极的判断(大多数原电池) 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) √ 1．在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　) A．正极附近的浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) D　[原电池工作时，电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。负极锌片的电极反应为Zn－2e－===Zn2+；正极铜片的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Zn＋2H＋===Zn2+＋移向负极，负极附近的浓度增大。] 2．(双选)干电池反应原理为Zn＋===Zn2+＋2NH3↑＋H2↑，工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．碳棒为电池的正极　 　 B．H2在Zn片上生成 C．电流由Zn片流向碳棒 D．Zn片上发生氧化反应 √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) AD　[放电时，锌元素化合价由0价变为＋2价，氢元素化合价由＋1价变为0价，所以Zn是负极，碳棒是正极，A项正确；Zn片的电极反应式为Zn－2e－===Zn2+，H2在碳棒上生成，B项错误；电流由正极流向负极，应是由碳棒流向Zn片，C项错误；Zn片上失电子发生氧化反应，D项正确。] 原电池原理的应用 用覆铜板制作印刷电路板的原理是，利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后，把覆铜板放到FeCl3溶液中。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 1．写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。 提示：FeCl3溶液腐蚀铜板的离子方程式为2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 提示：氧化反应为Cu－2e－===Cu2+，还原反应为2Fe3+＋2e－===2Fe2+，则设计思路为 ，原电池组成为Cu作负极、石墨作正极、含Fe3+的FeCl3溶液作电解质溶液。 原电池装置图： 正极：2Fe3+＋2e－===2Fe2+，负极：Cu－2e－===Cu2+。 2．若将1中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 原电池原理的应用 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) √ 1．把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时，A为负极；C、D相连时，电流由D→C；A、C相连时，C极上产生大量气泡，B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是(　　) A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>A 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) B　[A、B相连时，A为负极，则活动性顺序：A>B；C、D相连时，电流由D→C，说明C为负极，则活动性顺序：C>D；A、C相连时，C极上产生大量气泡，则C为原电池的正极，活动性顺序：A>C；B、D相连时，D极发生氧化反应，D应为原电池的负极，活动性顺序：D>B；则活动性顺序：A>C>D>B。] 2．(双选)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(　　) A．水既是还原剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成 C．放电时OH－向正极移动 D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) AC　[由题意知此电池名称叫锂水电池，可推测其总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，再依据原电池原理写出其电极反应，负极：2Li－2e－===2Li＋，正极：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。结合选项分析A错误，B、D正确，在原电池内部，放电时OH－向负极移动，故C项错误。] [教材　活动·探究] 根据反应Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，某学生动手设计一个原电池，并证明其产生了电流(物品中包括功能正常的耳机)。 (1)正、负极材料可选用什么物品？ (2)离子导体选用什么物质？ (3)画出装置图，并指出证明有电流产生的现象。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) [答案]　(1)负极材料选用铁片，正极材料可选用石墨棒(或铜片等，合理即可)。 (2)盐酸等。 (3) ，耳机发出“嚓嚓嚓”的声音。 学习效果 随堂评估 2 4 3 题号 1 1．(双选)下列关于原电池的说法不正确的是(　　) A．①②装置都能将化学能转化为电能 B．②中的向负极移动 C．②中的电子由Zn经导线流向Cu D．②中撤掉导线后发生的反应改变 √ √ 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2 4 3 题号 1 AD　[①装置中盛放的乙醇是非电解质，因此该装置不能构成原电池，即不能将化学能转化为电能，②装置符合原电池的构成条件，可以将化学能转化为电能，A错误；②中Zn与稀硫酸反应，Zn发生氧化反应，为负极，Cu为正极，在原电池的电解质溶液中，阴离子向负极移动，电流由正极经导线流向负极，电子流向与电流流向相反，因此B、C正确；②中撤掉导线后发生的反应不改变，D错误。] 2 3 题号 1 4 2．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。] 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2 3 题号 4 1 3．有a、b、c、d四种金属电极，有关实验装置及部分实验现象如图： 实验 装置 部分 实验 现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气泡产生，c极无变化 d极溶解，c极有气泡产生 电流从a极流向d极 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2 3 题号 4 1 由此可判断这四种金属的活动性由大到小的顺序为(　　) A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c √ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2 3 题号 4 1 C　[根据原电池原理可知，负极金属的活动性大于正极金属的活动性，故只要判断出原电池的正、负极就可以比较两种金属的活动性。装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失电子生成阳离子，发生氧化反应作负极，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，由b极有气泡产生，c极无变化可知，b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，知d比c活泼，d比a活泼。 因此这四种金属的活动性由大到小的顺序为d>a>b>c。] 2 4 3 题号 1 4．某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。 (1)断开K，观察到的现象为_____________________________。 锌棒上附着有红色固体 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2 4 3 题号 1 (2)闭合K，观察到的现象是_______________________________ ______________________________________________________。 此电池负极的电极反应为_______________________。 (3)闭合K，溶液中阳离子向________(填“Zn”或“C”)电极移动，外电路中，电子流动方向是__________________________。 锌电极逐渐溶解，碳棒上附着有红 色固体 Zn－2e－===Zn2+ C Zn→C(或负极→正极) 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池(基础课) 2 4 3 题号 1 [解析]　(1)断开K，锌与硫酸铜溶液接触，置换出铜，所以可以看到锌棒上附着有红色固体。(2)闭合K，形成原电池，锌作负极，失电子生成锌离子，可以看到锌电极逐渐溶解；碳作正极，溶液中的铜离子在碳棒上得到电子生成铜，可以看到碳棒上附着有红色固体。负极反应为Zn－2e－===Zn2+。(3)闭合K，溶液中的阳离子向正极移动，即向碳棒移动，电子从锌电极流出经导线流向碳棒。 $$