1、第二节化学能与电能(第1课时)内容标准活动与探究建议1.能举例说明化学能转化成电能的实例并了解其应用。2理解原电池工作原理及构成条件。实验：用生活中的材料制作简易电池。图中的小灯泡为什么会发光？提示：锌片、铜片和橘瓣构成了原电池。一、一次能源和二次能源1一次能源：_从自然界取得的能源，如_等。2二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，如_等。其中_是应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。二、化学能与电能的相互转化1燃煤发电的能量转化(1)过程：_。(2)_是使化学能转化为电能的关键。2原电池(1)实验：实验装置实验现象铜片：_锌片：_电流表：_结论有_产生，该装置能将_转化为_(2)
2、概念：把_的装置。(3)工作原理：工作原理(4)反应本质：_。自主思考：从上述实验装置推测，构成原电池应具备什么条件？答案：一、1.直接流水、风力、煤炭、石油、天然气2电力、蒸汽电能二、1.(1)化学能热能机械能电能(2)燃烧2(1)有气泡产生不断溶解指针发生偏转电流化学能电能(2)化学能转变为电能(3)Zn失去氧化反应Zn2e=Zn2Cu得到还原反应(4)氧化还原反应自主思考提示：(1)具有活动性不同的两电极。(2)具有电解质溶液。(3)形成闭合回路。一、原电池的构成条件及正、负极的判断1构成电池(1)两极材料。两种活动性不同的金属或由金属和能导电的非金属材料组成。(2)两极浸在电解质溶液中
3、。(3)形成闭合回路。2正、负极的判断在判断原电池正负极时，不要只根据金属活动性的相对强弱，还要考虑电解质溶液的特点。(1)MgAl和稀盐酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。(2)AlCu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓硝酸，Cu作负极。二、原电池原理的应用1增大氧化还原反应的速率如实验室中用Zn与稀硫酸反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率大。因为粗锌中的杂质、锌、稀硫酸形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率增大。2比较金属的活动性强弱如把两种金属Zn和Cu用导线连接后，插入到稀硫酸中，能观察
4、到Zn极溶解，Cu极上有气泡产生，根据观察到的现象可以判断出Zn极是负极，Cu极是正极。由原电池原理可知金属的活动性：ZnCu，即原电池中，活动性强的金属作负极，活动性弱的金属作正极。3设计原电池如利用反应Cu2Zn=Zn2Cu的氧化还原反应可以设计原电池，由反应式可知，Zn失去电子，作负极；Cu2在正极上得到电子，含有可溶性的铜盐溶液作电解质溶液；正极为活动性比Zn弱的金属或导电的非金属等。所设计原电池的电极反应式为：负极：Zn2e=Zn2(氧化反应)正极：Cu22e=Cu(还原反应)4判断金属腐蚀的快慢(1)原电池腐蚀化学腐蚀有防护的腐蚀。(2)对同一金属来说，金属腐蚀的快慢：离子浓度大的
5、电解质溶液离子浓度小的电解质溶液非电解质溶液。(3)活动性不同的两金属，活动性差别越大，腐蚀越快。知识点1 原电池的工作原理【例题1】 如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下。在卡片上，描述合理的是()。实验后的记录：Zn为正极，Cu为负极H向负极移动电子流动方向，由Zn经外电路流向CuCu极上有H2产生若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol正极的电极反应式为Zn2e=Zn2A B C D解析：在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu片，负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为2H2e=H2，故每转
6、移1 mol电子时，产生H2 0.5 mol，在溶液中H向正极移动，SO向负极移动，故错误，正确，选B。答案：B点拨：对于原电池工作原理常考查的几个方面可用顺口溜帮助记忆：原电池分为两极；负极氧化正还原；电子由负流向正；离子阳正阴向负。知识点2 原电池的形成条件【例题2】 下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流的是()。解析：A项，两极的材料相同，不能形成原电池；C项，酒精是非电解质，不能形成原电池。答案：BD点拨：判断能否在外电路获得电流，只要判断能否形成原电池即可，即判断两个活动性不同的电极、电解质溶液、闭合回路三个条件是否同时具备。知识点3 原电池的设计【例题3】 如图所示装置中，可
7、观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是()。选项号MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析：M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。答案：C点拨：已知一个氧化还原反应，首先分析其氧化剂和还原剂。一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用Fe2AgNO3=Fe(NO3)22Ag这个氧化还原反应，可设计如图所示的原电池。知识点4 设计原电池的实验【例题4】 【实验目的】 利用所学知识，设计电池装置。【实验用品】 电极：
8、镁条、铜片、铁片等。【电解质】 果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。【其他】 导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。【实验方案】 CuMg原电池，电解质溶液为橙汁；CuFe原电池，电解质溶液为苹果汁；FeMg原电池，电解质溶液为柠檬汁。【实验操作】 用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，将发光二极管两端分别接在三种方案中金属活动性不同的金属夹上。观察现象，连接方式如图所示。【实验现象】 三种方案中发光二极管均发光。【实验结论】 原电池把化学能转变为电能。回答问题：(1)连接装置时活泼金属接二极管的_极上，较不活泼金属接二极管的
9、_极上。(2)在方案中铜作电极情况：_。(3)在方案中镁作电极情况：_。(4)在方案中铁作电极情况：_。(5)在方案中负极反应为_，正极反应为_，总电池反应方程式为_。解析：在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性：MgFeCu，故方案中Cu均作正极，中Mg均作负极，方案中铁作负极，方案中铁作正极。在方案中负极反应为Mg2e=Mg2，正极反应为2H2e=H2，总电池反应方程式为Mg2H=Mg2H2。答案：(1)负正(2)Cu均作正极(3)镁均作负极(4)方案中铁作负极，方案中铁作正极(5)Mg2e=Mg22H2e=H2Mg2H=Mg2
10、H21下列说法正确的是()。A原电池是把电能转变成化学能的装置B原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C原电池两极均发生氧化反应和还原反应D原电池内部的阳离子向正极移动2下列装置中，能构成原电池的是()。A只有甲 B只有乙C只有丙 D除乙均可以3能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断，下列叙述正确的是()。A天然气是二级能源 B石油是二级能源C电能是一级能源 D水流是一级能源4某原电池的离子反应方程式是ZnCu2=Zn2Cu，该原电池正确的组成是()。正极负极电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuS
11、O4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl25原电池产生电流的本质原因是()。A原电池中溶液能电离出自由移动的离子B有两根导线将两个活动性不同的电极连接C电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移6由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置()()()现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生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pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_。答案：1D要综合考虑原电池的概念、电极反应、电子移动的方
12、向和电流方向。原电池中的电子移动方向是：负极外电路正极，可见B选项错；阳离子向正极移动，得电子，发生还原反应，D项正确；在原电池中负极金属失去电子，发生氧化反应，而正极可以是溶液中的离子或空气中的氧气发生还原反应，C项错。2C甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料相同，丁装置酒精不是电解质溶液，只有丙装置具备原电池的构成条件，故选C。3D根据定义，天然气、石油、水流是自然界中存在的，都是一级能源，电能由其他能转化而来，是二级能源。4C根据化学方程式，Zn失去电子，化合价升高，发生氧化反应，作负极，排除B。正极为Cu2得电子，所以电解质溶液含Cu2。5D电荷的定向移动产生电流，所以答案为D。6答案：(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC解析：根据图知金属活动性：AB，A作负极，电极反应为A2e=A2；根据图知金属活动性：BC，正极反应为Cu22e=Cu；根据图知活动性：DA，正极反应为2H2e=H2，故c(H)减小，pH增大。根据、知活动性：DABC。