1、第二节 化学能与电能第 1课时 化学能转化为电能基础知识一、一次能源和二次能源1. 一次能源： 从自然界中取得的能源，如 等。2. 二次能源：一次能源经过 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、化学能转化为电能1. 燃煤发电的能量转化（1）过程： 能 能 能 能（2） （氧化还原反应）是使化学能转化为电能的关键。2. 原电池实验装置实验现象铜片： 锌片： 电流表： 结论有 产生，装置中 转化为_（1）实验（2）概念：把 的装置。（3）工作原理 氧化反应 Zn=Zn2+2e负极正极电解质溶液铜锌原电池 还原反应 2H+2e=H2不断溶解阳离子移向失e，沿导线
2、传递，有电流产生负极电极材料： 电极反应： 电子，发生 电极反应式： 正极电极材料： 电极反应： 电子，发生 电极反应式： 电池反应： 原电池构成条件： 电子流向：负极正极离子流向：阳离子移向正极，阴离子移向负极实质：能自发进行氧化还原反应，化学能电能正确判断原电池正、负极的方法a. 根据组成原电池的两极材料判断： 。b. 根据电流方向或电子移动方向判断： 。c. 根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断： 。d. 根据原电池两极发生的变化来判断： 。e.根据现象判断： 。典例导析【例1】（1）下列A、B、C、D装置中的电解质溶液均为稀硫酸，能构成原电池的是（ ）（填编号）（2）A、B、
3、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。B中Cu极电池反应式为 。C中被溶解的金属是 ，总化学反应方程式为 。A、B、C中铁被溶解的速率， 由大到小的顺序是 。【例 2 】某校化学研究性学习小组设计实验验证 Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目。方案一：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀H2SO4（或稀盐酸）中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的金属活动性。该原理的离子方程式是_。方案二：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的金属活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正
4、极反应式： ；负极反应式： 。结合所学的知识，帮助他们再设计一个验证 Fe、Cu金属活动性的简单实验方案（与方案、不能雷同）：_。用离子方程式表示其反应原： 。课堂巩固1. 在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是 （ ）A. 铜片上发生了还原反应 B. 电子通过导线由铜片流向锌片C. 正极有O2逸出 D. 正极附近的SO浓度逐渐增大2. 下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是 （ ）A.2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 B.2H2O2=2H2OC.Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3 D.CH42O2CO22H2O3. 下
5、列有关原电池的叙述，正确的是 （ ）A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B. 原电池是将化学能转变为电能的装置C. 在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D. 原电池放电时，外电路中电流方向是从负极到正极4. 下列各组电极均用导线相连，分别插入对应溶质的溶液中，其中不能组成原电池的是 （ ）选项ABCD电极Zn、CCu、AgZn、CuMg、Al溶液硫酸硝酸银蔗糖氢氧化钠5. 100 mL 2 molL1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是()A加入适量的6 molL1的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液C加入适量的蒸馏水 D加入适量的氯化钠溶液6
6、. 如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()AB极为原电池的正极 BA、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸CC中阳离子向A极移动 DA极发生氧化反应晨记关键知识点1构成原电池的条件(1)具有活泼性不同的两个电极；(2)两电极必须插入电解质溶液中；(3)形成闭合回路；(4)能自发地发生氧化还原反应。2原电池原理的记忆口诀原电池有两极，活泼金属作负极；负极氧化正还原，电子由负流向正。3燃料电池中，通可燃物的一极为负极，通氧气的一极为正极。答 案基础知识：略典例导析：【例 1 】（1）A、B、C符合原电池的构成条件，D没有构成闭合回路，所
7、以不能构成原电池故选ABC；（2）该电池中，铁失电子生成二价铁离子进入溶液，铁片逐渐溶解，所以铁作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以电极反应式为2H+2e-=H2故答案为：2H+2e-=H2；该电池中锌失电子生成锌离子进入溶液，所以锌逐渐溶解，锌作负极，铁作正极，电池反应式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，故答案为：Zn；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2；通过以上分析知，B装置加快了铁片的溶解，C装置减慢了铁片的溶解，所以反应速率由大到小的顺序是BAC故答案为：BAC【例 2 】方案：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+Fe2+H2，故答案为：Fe+
8、2H+Fe2+H2；方案：利用Fe、Cu作电极设计成原电池，因铁比铜活泼，负极为铁，正极为铜，电解质溶液可为酸或铜盐溶液，可设计装置图为，负极铁被氧化生成Fe2+，正极H+被还原生成H2，正极反应为2H+2e-H2，负极反应为Fe=Fe2+2e-，故答案为：；2H+2e-=H2；Fe=Fe2+2e-；方案：根据铁和铜的置换反应设计，设计方法如下：将铁片置于CuSO4溶液中，一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出，即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的，反应原理为铁和铜离子发生氧化还原反应生成铜和二价铁离子，反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2+Cu，故答案为：取无锈铁棒插入CuSO4溶液，若铁棒表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强；Fe+Cu2+Cu+Fe2+课堂巩固：1、A 2、C 3、B 4、C 5、B 6、C
