1、第三单元 化学能与电能的转化第1课时 化学能转化为电能目标导学1通过对铜锌原电池的实验探究，认识化学能转化为电能的装置。2初步认识原电池反应原理，并能正确书写电极反应。3了解原电池的应用。4了解钢铁腐蚀原理。背诵经典导学1构成原电池的条件：(1)有活泼性不同的两个电极；(2)电极插入电解质溶液中；(3)电极间形成闭合回路；(4)能自发地发生氧化还原反应。2原电池正、负极的判断：化合价升高失去电子发生氧化反应负极；化合价降低得到电子发生还原反应正极。3钢铁发生电化学腐蚀的电极反应和总反应：负极反应：Fe2e=Fe2，正极反应：O24e2H2O=4OH，总反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2
2、，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。扬帆起航 温习双基课前学习空间1锌铜稀 H2SO4 电池(1)电子由_片经电流计流向了_片，电流由_片流向了_片。锌铜铜锌(2)该原电池的_片作正极，_片作负极。(3)电解质溶液中：锌片不断溶解，生成的 Zn2和溶液中的H向_极移动，由于 H的氧化性强于 Zn2，因而 H在正极上得电子生成 H2；而溶液中的 SO24 向负极移动。铜锌正(4)两极上发生的电极反应：正极：_(反应类型：_)；负极：_(反应类型：_)；总的反应为_。还原反应氧化反应2H2e=H2Zn2e=Zn2Zn2H=Zn2H22原电池概念原电池是将化学能转化为电能的装置。3电化
3、学腐蚀(1)不 纯 的 金 属 与 _ 接 触，可 以 形 成_，比较_的金属失去电子而被_，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。电解质溶液原电池活泼氧化(2)在钢铁的电化学腐蚀中，铁作_极，电极反应为_；碳作_极不参加反应，电极反应为_，生成的 Fe(OH)2 进一步被氧气氧化的化学方程式为_。负正Fe2e=Fe2O22H2O4e=4OH4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3小试身手考查：1,21关于如图所示的装置的说法错误的是()A该装置能将化学能转化成电能B铜片周围溶液变为蓝色C电子由锌片通过外电路流向铜片D溶液中 SO24 向负极方向流动解析：原电池能将化学能转化成电能，故 A 正确；铜片
4、为正极，电极反应为 2H2e=H2，铜片上有气泡产生，铜不反应，铜片周围溶液不会变为蓝色，故 B 错误；锌是负极，电子由锌片通过外电路流向铜片，故 C 正确；原电池溶液中阴离子向负极方向流动，故 D 正确。答案：B考查：32铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，不正确的是()A正极电极反应式为 2H2e=H2B 此 过 程 中 还 涉 及 到 反 应：4Fe(OH)2 2H2O O2=4Fe(OH)3C此过程中铜并不被腐蚀D此过程中电子从 Fe 移向 Cu解析：根据图示可知，Fe 作负极，电极反应为 Fe2e=Fe2，Cu 作正极，电极反应为 O22H2O4e=4OH，电池总反
5、应为 2FeO22H2O=2Fe(OH)2，Fe(OH)2 不稳定，易被氧气氧化，反应为 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3，A错，B、C 正确；电子由 Fe 移向 Cu，D 正确。答案：A核心要点突破定位重点 深化理解知识点一 原电池的构成条件1有能够自发进行的氧化还原反应没有氧化还原反应就不可能有原电池，换句话说，任何能够自发进行的氧化还原反应，理论上都可以设计成原电池。2有电解质溶液参与电解质的作用主要有两个：一是导电，二是参与电极反应。3有适当的电极材料，组成闭合回路通常是用金属材料或石墨作电极(能与水剧烈反应的金属不能作电极，如钠等)。电极的主要作用是提供电子转移的场所，
6、使电极反应得以顺利进行。金属可以参与电极反应(如铜锌原电池中的锌)，也可以不参与电极反应(如氢氧燃料电池中的铂电极)。中学中常见的原电池大多是由活泼性不同的两种金属作电极，其中较活泼的金属作负极，它既作电极，同时又作还原剂。知识点二 原电池的工作原理，电极名称及电极反应原电池原理示意图：以 Cu(s)|H2SO4(aq)|Zn(s)为例：知识点三 原电池正负极判断【名师提示】判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况，例如：在强碱溶液中 Al 比 Mg 更易失电子，Al 作负极，Mg 作正极；在浓硝酸溶液中 Fe、Al 发生钝化，比 Cu 等金属更难失电子，Cu 等金
7、属作负极，Fe、Al 作正极。知识点四 原电池原理应用1加快化学反应速率(1)分析：构成原电池，加快了电子转移，加快了化学反应速率。(2)实例：实验室用 Zn 和稀 H2SO4(或稀 HCl)反应制 H2，常用粗锌，它产生 H2 的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4(或稀 HCl)的溶液形成原电池，使产生 H2 的速率加快。2比较金属的活动性强弱(1)分析：原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。(2)实例：有两种金属 A 和 B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到 A 极溶解，B 极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性：AB。3制作化学电源设计原电池(1)分
8、析：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、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。即：负极：还原剂ne=氧化产物；正极：氧化剂ne=还原产物。(2)实例：根据氧化还原反应和原电池原理设计原电池时，要确定负极、正极，电解质溶液和电极反应。如：对点训练考查：知识点一【例 1】如图装置中，明显有电流产生的是()【解析】酒精是非电解质，因此不能构成原电池，故 A错误；Pb、Cu 和硝酸钠不能发生氧化还原反应，因此不能构成原电池，故 B 错误；Cu 比银活泼，发生 Cu2Ag=Cu22Ag，因此能够构成原电池，故 C 正确；没有形成闭合回路，不
9、能构成原电池，故 D 错误。【答案】C【名师指导】判断原电池要“四看”。一看本质：反应是自发进行的氧化还原反应。二看电极：具有两个活泼性不同的电极(燃料电池的电极一般是惰性电极)。三看溶液：电解质溶液(一般负极材料与电解质溶液反应)。四看回路：电极、电解质溶液构成闭合回路。考查：知识点二【例 2】有关原电池的下列说法中正确的是()A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中负极发生还原反应C原电池工作时，阳离子向正极方向移动D原电池中正极一定是不活泼金属【解析】原电池中，失电子的电极作负极，电子由负极流向正极，故 A 错误；负极失去电子发生氧化反应，故 B 错误；原电池放电时，溶液中阳离子向正极
10、移动，阴离子向负极移动，故 C 正确；原电池中正极不一定是不活泼金属，如金属镁、铝、氢氧化钠构成的原电池中，金属镁是正极，故 D 错误，故选 C。【答案】C考查：知识点三【例 3】原电池的正负极不仅与电极的性质有关，而且与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是()AAl、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为 Al3e=Al3BMg、Al、NaOH 溶液组成原电池，其负极反应式为 Al3e=Al3CFe、Cu、FeCl3 溶液组成原电池，其负极反应式为 Fe2e=Fe2DAl、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu2【解析】A 项组成的原电池中，Al 易失去电子而作负极，Cu 作正
11、极，其负极反应式为 Al3e=Al3，正确；B 项组成的原电池中，Al 和 NaOH 反应易失去电子而作负极，Mg 作正极，其负极反应式为 Al3e4OH=AlO2 2H2O，错误；C 项组成的原电池中，Fe 易失去电子而作负极，Cu 作正极，其负极反应式为 Fe2e=Fe2，正确；D 项组成的原电池中，Al 发生钝化，Cu 作负极，Al 作正极，其负极反应式为 Cu2e=Cu2，正确。【答案】B考查：知识点四 1【例 4】过量锌粉与一定量稀盐酸反应，为了减慢反应速率，但又不影响生成的氢气总量，可采取的措施是()A升高温度 B加入浓度较大的盐酸C加入少量 CuSO4D加入适量的水【解析】升高温
12、度反应速率加快，A 错误；加入浓度较大的盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，B 错误；加入少量 CuSO4，锌置换出铜，构成原电池，加快反应速率，C 错误；加入适量的水，氢离子浓度降低，反应速率减小，D 正确，答案选 D。【答案】D考查：知识点四 2【例 5】a、b、c、d 四个金属电极，有关的实验装置、部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a 极质量减小，b 极质量增加b 极有气体产生，c 极无变化d 极溶解，c极有气体产生电流从 a 极流向 d 极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()Aabcd BdabcCbcda Dabdc【解析】装置一：a 极质量减小，b 极质量增加，a 极为负极，
13、b 极为正极，所以金属的活动性顺序 ab；装置二：不是原电池装置，b 极有气体产生，c 极无变化，可知 b 为氢前金属，c 为氢后金属，所以金属的活动性顺序 bc；装置三：d 极溶解，所以 d 极是负极，c 极有气体产生，所以 c 极是正极，所以金属的活动性顺序 dc；装置四：电流从 a 极流向 d 极，a 极为正极，d 极为负极，所以金属的活动性顺序 da，所以这四种金属的活动性顺序 dabc，故选 B。【答案】B电池反应负极正极电解质溶液电极反应Cu2AgNO3=Cu(NO3)22AgCuCAgNO3负极：Cu2e=Cu2正极：2Ag2e=2Ag电池反应负极正极电解质溶液电极反应2FeCl
14、3Fe=3FeCl2FeCFeCl3负极：Fe2e=Fe2正极：2Fe32e=2Fe22H2O2=2H2OPt(H2)Pt(O2)KOH负极：2H24OH4e=4H2O正极：O22H2O4e=4OH考查：知识点四 3【例 6】一个原电池的总反应的离子方程式是 ZnCu2=Zn2Cu，该原电池的合理组成是()正极负极电解质溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DZnFeCuCl2【解析】根据反应 ZnCu2=Zn2Cu 可知，Zn 应作负极，比 Zn 不活泼的金属作正极，含有 Cu2的溶液作电解质溶液，故 C 正确。【答案】C随堂基础演练现学现用 小试身手1将纯锌片和纯
15、铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是()A装置甲中铜片表面产生气泡B装置甲溶液中 SO24 向铜片做定向移动C装置乙中电子从铜片经导线流向锌片D装置乙中正极的电极反应式：2H2e=H2解析：装置甲中铜与稀硫酸不反应，锌与稀硫酸反应，锌片表面产生气泡，装置甲没有形成原电池，溶液中离子不会发生定向移动，A、B 错；装置乙构成铜锌稀硫酸原电池，锌作负极，失去电子，电子从锌片经导线流向铜片，铜作正极，电极反应式为 2H2e=H2，C 错，D 正确。答案：D2下列图示的装置可以构成原电池的是()解析：A 项构成 Ag、Cu、硝酸银溶液原电池，正确；B 项没有构成闭合回路，错误；C
16、 项两电极相同，错误；D 项乙醇是非电解质，错误。答案：A3理论上不能设计为原电池的化学反应是()A2CO(g)O2(g)=2CO2(g)BHNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)DZn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)解析：A 反应是自发进行的氧化还原反应，能设计成 CO燃料电池，故 A 不选；B 反应中各元素化合价不变，没有电子转移，不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故 B 选；C 反应是自发进行的氧化还原反应，能设计成氢氧燃料电池，故 C 不选；D 反应是自发进行的氧化还原反应，能设计成原电池，Zn 作负极
17、，电解质溶液为碱性溶液，故 D 不选。答案：B4下列有关原电池的说法中正确的是()A在原电池中一定是相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极B在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能D实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应解析：在 Mg、Al、氢氧化钠原电池中，较不活泼的 Al 作负极，故 A 错误；在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被氧化，故 B 错误；原电池将化学能转化为电能，但能量转化率不可能达到 100%，故 C 错误；实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应，这样可以形成原电池加快反应速率，故 D 正确，答案为 D。答
18、案：D5在铜锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为_极，电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_；锌片上观察到的现象为_。铜为_极，电极上发生的是_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是_；铜片上观察到的现象是_。解析：由于锌比铜活泼，发生 ZnCu2=Zn2Cu，根据原电池工作原理，负极上发生氧化反应，失去电子，即锌作负极，电极反应式为 Zn2e=Zn2，观察到锌片溶解；铜为正极，电极反应式为 Cu22e=Cu，化合价降低，发生还原反应，铜片上现象：铜极变粗。答案：负 氧化 Zn2e=Zn2 锌片溶解 正 还原 Cu22e=Cu 铜极变粗word部分：请做：课时跟踪检测知能检测 全面提升点此进入该word板块