第6章 实验活动6 化学能转化成电能-【优学精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册教用课件（人教版）

该高中化学课件聚焦“化学能转化成电能”核心知识点，通过电极材料实验到原电池组装的递进式设计，搭建从氧化还原反应原理到电能转化应用的学习支架，帮助学生理解原电池构成要素及工作原理。 其亮点在于以科学探究与实践为主线，通过锌铜、锌石墨等不同电极组合的对比实验，结合问题讨论和迁移应用题，培养学生证据推理的科学思维，深化物质变化与能量转化的化学观念，助力学生直观建构知识，教师可依托结构化内容提升教学效率。

实验活动6 化学能转化成电能 2026/1/22 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【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。 化学·必修第二册 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 ⁠ ⁠ ⁠ 锌片、石墨 棒 不偏转 不偏转 没有电解质溶液，不发生氧 化还原反应 【实验过程和结论】 化学·必修第二册 （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 化学·必修第二册 实验操作 实验现象 解释 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 化学·必修第二册 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： 试验其能否产生电流，并作出解释。 化学·必修第二册 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 ⁠ ⁠ ② 锌片、 石墨棒 锌片上无气泡，石 墨棒上 ⁠ ，电流表指针 ⁠ ⁠ ⁠ ③ 铜片、 石墨棒 无明显现象 ⁠ ⁠ 构成原电池，将化学能转化为 电能 ​　有气 泡　 ​　 偏转　 构成原电池，将化学能转化为 电能 无氧化还原反应发生，不能构 成原电池 化学·必修第二册 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。 化学·必修第二册 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。 化学·必修第二册 【迁移应用】 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＋ 化学·必修第二册 解析： 　苯是非电解质，不能导电，用导线将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 用导线将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。 化学·必修第二册 2. 原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方 式。下列关于如图所示原电池装置的说法不正确的是（　　） A. Zn为原电池的负极 B. Zn电极质量减小65 g时，产生 1 mol 气体 C. 外电路电流从Zn经导线流向Cu D. Cu上发生的反应为2H＋＋2e－ H2↑ 化学·必修第二册 解析： 　锌的活泼性强于铜，Zn为原电池的负极，A正确；电池 总反应为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑，Zn极减少65 g即1 mol，产生1 mol H2，B正确；Zn为原电池的负极，Cu为原电池的正极，外电路 电流从Cu经导线流向Zn，C错误；Cu为原电池正极，Cu上氢离子 得电子生成氢气，发生的反应为2H＋＋2e－ H2↑，D正确。 化学·必修第二册 3. 为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其 装置如图： 化学·必修第二册 （1）根据原电池原理填写下表： 装置 序号 正极 负极反应式 阳离子移 动方向 甲 Al Mg－2e－ Mg2＋ 铝极 乙 Pt Fe－2e－ Fe2＋ 铂极 丙 Mg Al－3e－＋4OH－ [Al（OH）4]－ 镁极 丁 Al Cu－2e－ Cu2＋ 铝极 戊 石墨 CH4－8e－＋10OH－ C ＋H2O 石墨 Al Mg－2e－ Mg2＋ 铝极 Pt Fe－2e－ Fe2＋ 铂极 Mg Al－3e－＋4OH－ [Al（OH）4]－ 镁极 Al Cu－2e－ Cu2＋ 铝极 石墨 CH4－8e－＋10OH－ C ＋7H2O 石墨 回答下列问题： 化学·必修第二册 解析： 甲电池：在稀硫酸中，镁比铝活泼，镁为负极，发生氧化反应，铝为正极，H＋在铝极上发生还原反应；乙电池：铁比铂活泼，铁为负极；丙电池：在氢氧化钠溶液中，铝与NaOH溶液反应，铝失去电子，发生氧化反应，铝离子与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸根离子；丁电池：常温下，浓硝酸使铝钝化，铜溶解，铜为负极；戊装置：碱性甲烷燃烧电池中，甲烷所在的铂极为负极，空气所在的石墨电极为正极。 化学·必修第二册 （2）电极类型除与电极材料的性质有关外，还与 ⁠ 有关。 解析： 通过比较甲、丙电池可知，电极都是铝、镁，由 于电解质溶液不同，故电极类型不同，即电极类型与电极材 料、电解质溶液都有关。 ​　电解质溶液的性 质　 化学·必修第二册 （3）根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？ ⁠ （填“是”“否”或“不一定”），请举例说明： ⁠ ⁠ ⁠。 解析： 大多数电池的负极材料参与反应发生氧化反应， 燃料电池的负极材料不参与反应，可燃物如氢气、一氧化 碳、甲烷、乙醇等在负极区发生氧化反应。 ​　不一 定　 ​　上述 五个原电池中，戊装置的负极材料没有参与反应，其他电池 的负极发生了氧化反应　 化学·必修第二册 （4）指出下列电池的放电过程中，电解质溶液酸碱性的变化：甲 酸性 ，丙碱性 ⁠。 解析：根据溶液中离子参加反应情况判断溶液酸碱性的变化。 ​　减弱　 ​　减弱　 化学·必修第二册 $