必修二第三单元 化学能与电能的转化学案

课时15 化学能转化为电能

班级_______学号_______姓名______________

学习目标]

1、初步认识原电池的原理和一般构成条件；

2、培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和创造性思维和探究能力，以及提出问题、分析问题和解决问题的能力；

3、应用辩证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。通过实验不断体现出由实践—认识—再实践—再认识的认知过程。

 [课前准备]

           生活中常用到电池，电池怎样把化学能转化为电能呢？

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一、化学能转化为电能

（一）原电池原理探究

分组进行下列实验并完成表格

实验1、将一块锌片和一块铜片分别插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

实验2、将一块锌片和一块铜片同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

实验3、用导线把锌片和铜片连接，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

实验4、在锌片和铜片之间连接一个电流计后，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

1、原电池的定义：我们称__________________________的装置为原电池

（二）原电池工作原理:以Zn、Cu原电池为例

（三）原电池的构成条件

1、必须是_______________溶液；

2、两个电极，其中一个相对较___________的金属为负极，另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中去。

3、能自发地发生_____________反应。

4、形成闭合回路。

说明：①构成原电池的四个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地理解，在四个基本条件当中，氧化还原反应是核心；

②判断某装置是否为原电池，要以构成原电池的基本条件为判断标准，不能仅凭装置的外形下结论；

③构成原电池的基本条件是进行原电池设计的基本依据。

①下列哪些装置可以构成原电池？并写出电池总反应。

__________________________________________

逐一分析不能构成原电池的装置的原因。 

②把a、b、c、d 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d极上产生大量气泡；a、c相连时，电流由c经导线流向a；b、d相连电子由d经导线流向b，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为        （    ）

A．a＞b＞c＞d     B．a＞c＞d＞b   C．c＞a＞b＞d       D． b＞d＞c＞a

③在伦敦上流社会，有一位贵族夫人格林太太，幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来，她又因为车祸掉了一颗牙，为了显示她的富有，她装了一颗黄金假牙。自此以后，她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是，众多的医学专家为她检查后，都找不到病因。格林太太的病因到底是什么呢？你能用今天所学的知识帮她解决吗？

（四）原电池原理的应用--金属的腐蚀及防护

铁锈的形成： Fe(OH)2     Fe(OH)3    Fe2O3

 [学业测试]

一、   选择题

1．下列说法正确的是                                                    （    ）

A．原电池是把电能转化为化学能的装置

B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应

C．原电池中的阳离子向正极移动

D．原电池两极均发生氧化还原反应

2．下列反应，在理论上可设计成原电池的是                                （    ）

A．C(s)+H2O(g) ==CO(g)+H2(g)；△H>0

B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)== BaCl2(aq)+2NH3·H2O(l)+8H2O (l)；△H>0

C．CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH)2(aq)；△H<0

D．CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2 H2O (l)；△H<0

3．关于铜—锌—稀硫酸构成的原电池的有关叙述错误的是                    （    ）

A．锌为负极，锌发生氧化反应

B．铜为正极，铜不易失去电子而受到保护

C．负极发生还原反应，正极发生氧化反应

D．外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极

4．将锌片和铜片用导线连接平行插入同一稀硫酸溶液中，下列叙述正确的是    （    ）

A．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大     B．负极附近硫酸根离子浓度逐渐增大

C．正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变   D．正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减小

5．某原电池总反应是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该原电池组成及判断正确的是        （    ）

6．A、B、C都是金属，把A浸入C的硝酸盐溶液中，A的表面有C析出，A与B和酸溶液组成原电池时，B为电池的负极。A、B、C三种金属的活动性顺序为     （    ）

A．A>B>C      B．A>C>B      C．B>A>C      D．B>C>A

7．下列各装置能构成原电池的是                                          （    ）

     A              B               C          D

8．如右图所示，如果电流计偏转，a变粗，b变细，符合这种情况的是            (    )

A．a是锌，b是铜，c是硫酸溶液

B．a是铁，b是银，c是硝酸银溶液

C．a是银，b是铁，c是硝酸银溶液

D．a是铁，b是碳，c是氯化铜溶液

9．下列关于实验现象的描述不正确的是                                    （    ）

A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

B．把铝片和镁片紧靠在一起浸入NaOH溶液中，镁片表面出现气泡

C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁

D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快

10．对于Zn(s)+H2SO4(l)==ZnSO4+H2(g)；△H<0的化学反应，下列叙述正确的是   （    ）

A．反应过程中能量关系如右图所示

B．1mol锌的所含能量高于1molH2所含的能量

C．若将该反应设计成原电池，锌为正极

D．若将其设计为原电池，当有32.5g锌溶解时，

正极放出气体一定为11. 2L

二、填空题

11．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

根据实验现象回答下列问题：

（1）装置甲中负极的电极反应式是                                           。

（2）装置乙中正极的电极反应式是                                          。

（3）装置丙中溶液的c(H+)               （填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）四种金属活泼性由强到弱的顺序是                                       。

12．某学生用0.1×10×25㎜3，质量分数≥99.5%的铝片和酸反应制取H2，实验现象见下表： 

（1）写出铝片与酸反应的离子方程式                                   。

（2）反应1—15min内，铝与盐酸的反应速率逐渐加快，其原因是           

                                                              。

（3）根据铝片与盐酸和硫酸反应现象的差异，深入思考，可作出如下猜想：

  猜想一：                                                           。

  猜想二：                                                           。

13．（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。

锌片上发生的电极反应式：                                                ；

银片上发生的电极反应式：                                                。

（2）若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：

①产生氢气的体积（标准状况）；

②通过导线的电子的物质的量。

参考答案：

11．（1）A-2e-=A2+

   （2）Cu2++2e-=Cu

   （3）变小

   （4）D>A>B>C

12．（1）2Al+6H+==2Al3++3H2↑

   （2）反应放热，使反应体系温度升高，速率加快

   （3）猜想一：Cl-对此反应有促进作用

        猜想二：SO42-对此反应有抑制作用

13．（1）Zn-2e-=Zn2+

        2H++2e-==H2↑

   （2）①4.48L；②0.4mol