第六章 实验活动6 化学能转化成电能-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（人教版 多选）

本高中化学讲义聚焦化学能转化为电能的核心知识点，通过电极材料（锌片、铜片、石墨棒）与稀硫酸的反应现象对比，引导学生从氧化还原反应本质理解原电池工作原理，构建“电极材料-电解质溶液-闭合回路”的原电池构成要素认知支架。 该资料以实验探究为主线，设计锌铜、锌石墨等电极组合的对比实验，培养学生科学探究与实践能力，通过现象分析与原理解释发展科学思维（证据推理、模型建构）。课中辅助教师引导学生自主发现规律，课后跟踪训练题帮助学生巩固原电池构成条件等知识，查漏补缺。

实验活动6　化学能转化成电能 [对应学生用书P60] 【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。 【实验用品】 器材：烧杯、导线、电流表。 试剂：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。 【实验步骤】 1．电极材料的实验 (1)用导线将电流表分别与两个电极相连接，使两个电极接触。 实验操作 电极材料 电流表指针 解释 锌片、铜片 __不偏转__ __没有电解质溶液，不发生氧化还原反应__ 锌片、石墨棒 不偏转 (2)将电极插入盛有稀硫酸的烧杯中。 实验操作 实验现象 解释 __锌片上有气泡__ __锌与稀硫酸反应生成氢气__ __锌片上有气泡，铜片上无气泡__ __锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应__ 锌片上有气泡，石墨棒上无气泡 __锌与稀硫酸反应生成氢气，石墨棒与稀硫酸不反应__ 2．原电池实验 选择不同的电极材料，以及稀硫酸、导线和电流表，组装原电池，如图： 实验其能否产生电流，并作出解释。 编号 电极材料 实验现象 解释 ① 锌片、铜片 锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转 __构成原电池，将化学能转化为电能__ ② 锌片、石墨棒 锌片上无气泡，石墨棒上__有气泡__，电流表指针__偏转__ __构成原电池，将化学能转化为电能__ ③ 铜片、石墨棒 无明显现象 __无氧化还原反应发生，不能构成原电池__ 【实验探究】 1．根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素，以及组装原电池的操作注意事项。 提示　构成原电池的条件有：①两种活泼性不同的金属(或金属和非金属)作电极；②电解质溶液；③形成闭合回路；④有一个能自发进行的氧化还原反应。原电池是将氧化反应和还原反应分别在不同的区域发生，使电子在导线中转移，产生电流。 2．能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？ 提示　铁片代替锌片后，铁能够与稀硫酸反应，仍然具备构成原电池的条件，仍然有电流产生。 3．若将稀硫酸换为硫酸铜溶液，①～③能否构成原电池？ 提示　由于锌能与硫酸铜发生氧化还原反应，故①②仍然构成原电池，③不能。 【跟踪训练】 1．某同学用如图所示实验来探究构成原电池的一般条件，下列说法正确的是(提示：苯是非电解质)(　　) A．左瓶的灯泡发光 B．右瓶的铜棒变粗 C．右瓶中铁棒为正极 D．左瓶：Fe－2e－===Fe2+ 解析　苯是非电解质，不能导电，Fe和Cu相连插入苯中，不能形成原电池，故左瓶的灯泡不发光，A、D错误；右瓶中Fe和Cu相连插入CuSO4溶液中，形成原电池，Fe是负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，Cu是正极，电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，故右瓶的铜棒变粗，B正确，C错误。 答案　B 2．(2025·北京海淀段考)用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积，记录实验数据如下表，下列说法不正确的是(　　) 　　实验 数据　　 ① ② 气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 22.0 8.5 30 24.8 50 23.8 10.5 50 26.0 － － A．两个装置中反应均为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ B．0～8.5 min内，生成气体的平均速率：①<② C．时间相同时，对比溶液温度，说明反应释放的总能量：①>② D．生成气体体积相同时，对比溶液温度，说明②中反应的化学能部分转化为电能 解析　装置①中为Zn和H2SO4溶液的化学反应，②为Cu­Zn­H2SO4原电池反应，两反应均为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，A正确；0～8.5 min内，装置①中生成气体没有装置②中生成气体多，所以生成气体的平均速率：①＜②，B正确；反应释放的总能量与生成的气体的量成正比，由表中数据可知时间相同时，装置①中生成气体没有装置②中生成气体多，所以反应释放的总能量：①＜②，对比两装置的溶液温度，说明装置①中把化学能转化为热能比装置②中的多，C错误；生成气体体积相同时两反应释放的总能量相等，两装置的溶液温度：①＞②，说明装置②中是把化学能部分转化为电能，D正确。 答案　C 3．(1)将反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2+设计成原电池，写出正、负极材料，电极反应式及反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)，电解质溶液名称。 负极：__________，__________________________，____________________。 正极：__________，__________________________，____________________。 电解质溶液：_______________________________________。 (2)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。 O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是____________________，溶液中的H＋向________移动；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)根据Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2+可知，Cu应为负极，失电子被氧化，正极可为石墨棒、Ag等，正极上Ag＋得电子生成Ag，电解质溶液为AgNO3溶液。 (2)正极上NO得电子发生还原反应，故电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O；由图2可知t1时刻电流方向改变，说明原电池的正、负极发生变化，Al因为在浓硝酸中发生钝化不能进一步发生反应，则t1时刻后Cu片与浓HNO3反应，Cu片作负极，Al片作正极。 答案　(1)Cu　Cu－2e－===Cu2+　氧化反应　石墨棒(或Ag、铂、金等，任选一种)　Ag＋＋e－===Ag　还原反应　硝酸银溶液 (2)2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O　正极　Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应 学科网（北京）股份有限公司 $