2022年云南省保山市腾冲县第八中学高中化学第二章第二节化学能与电能学案新人教版 .pdf

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1、学习必备欢迎下载第二节化学能与电能（第一课时）【学习目标】知识与技能： 1、认识化学能与电能之间的相互转化 2、认识原电池概念，理解原电池原理，了解组成原电池的条件过程与方法：探究原电池的原理和组成条件，培养分析与归纳能力，学习设计原电池的方法。情感态度与价值观：感悟化学能与电能相互转化的意义，认识开发利用新型电池的意义以及使用化学电池对环境的影响。【知识回顾】1、 一次能源： _ 如：流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等二次能源： _ 如：电力、蒸汽等2、电解质在熔融状态或水溶液中导电的原因电 解 质 在 水 溶 液 中 能 够 导 电 ， 是 因 为 它 们 在 溶 液 中 发 生

2、了， 产 生 了 能 够的。因此，电解质溶液导电能力的强弱只取决于在相同条件下溶液中可以自由移动的离子的及其 _。离子化合物在熔融状态下，共价化合物在熔融状态下【教学过程】一、化学能与电能的相互转化1. 电能是现代社会中应用最_、使用最 _、污染最 _的一种 _次能源，我国发电总量中_发电仍居首位。2. 火力发电原理是通过_燃烧，使_能转变为 _能，加热水使之 _以推动蒸汽轮机，然后带动 _发电。燃煤发电是从燃煤中的化学能开始的一系列能量转换过程：化学能_能 _能 _能。 思考 能否将化学能直接转化为电能？3、将化学能转换成电能的装置：原电池 探究实验一 实验步骤分别把锌片和铜片插入到稀H2S

3、O4中 , 观察现象。铜片：锌片：解释实验现象 探究实验二 实验步骤将锌片和铜片用导线连接，中间接入一个电流表，平行插入盛有稀 H2SO4的烧杯中 , 观察现象。铜片：锌片：燃烧蒸汽发电机精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页学习必备欢迎下载电流表指针偏转方向解释实验现象原电池定义：将_能转变成 _能的装置。原理及结构示意图（以Zn-Cu- 稀 H2SO4原电池为例）铜片和锌片作电极，稀硫酸做电解质溶液。Zn 片为原电池的 _极，其电极反应式为_ 发生 _反应（填“氧化”或“还原”）；Cu片为原电池的_极，其电极反应式

4、_，发生 _反应。该原电池的总反应式为_ ，电解质溶液的pH_ 注意：在同一个电池中两极反应时，“失去电子数”与“得到电子数”要相同。原电池工作时电子、离子运动方向。外电路（导线） ：电子从 _极经导线流向 _极原电池内电解质溶液中：_离子流向负极，_离子流向正极如图所示：原电池的反应本质是_反应，即化学能电能构成原电池的条件 溶液 :_ 电极： A_ B_ C_ 形成 _ 回路 在一定条件下存在_反应【目标检测】 A 1. A、B、C都是金属， A与 C组成原电池时，A为负极； A与 B组成原电池时，A为正极。则A、B、C三种金属的活动性顺序为（）A、ABC B、ACB C、BAC D、BC

5、 A 2下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是（）化学电池氧化还原反应A Zn Cu 失电子，沿导线流入还原反应阴离子阳离子氧化反应电解质溶液负极正 极精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页学习必备欢迎下载 A 在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多； B 同价态阳离子，甲比乙的氧化性强； C 甲、乙能跟稀盐酸反应放出氢气，而甲方出的比乙多； D 将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极3对于原电池的有关叙述错误的是（）A、发生氧化反应的一极为负极 B、发生氧化反应的一极为正极C、比较不活

6、泼的金属为负极 D、电流是从原电池的正极流向负极4某原电池的离子反应是：Zn+Cu2+=Zn2+Cu ，该电池的正确组成是（） A Cu为正极， Zn 为负极， NaOH 为电解质溶液； B Zn 为正极， Cu为负极， CuSO4为电解质溶液； C Cu为正极， Zn 为负极， CuSO4为电解质溶液； D Cu为正极， Zn 为负极， ZnCl2为电解质溶液5. 原电池产生电流的本质原因是（） A.原电池中电解质能电离出自由移动的电子 B.有导线将两个活动性不同的电极连接 C.金属易失电子 D.原电池中发生了氧化还原反应6. “自由女神”美国的象征，百年来一直矗立在纽约港，经历着大西洋海风

7、的洗礼, 自由女神的外壳材料是铜质，支撑整个雕像的支架是铁质。近些年女神生病了，她的铁骨一层层的被锈蚀，蓬松氧化铁架体积膨胀，铆固的支脚被撑断，有专家指出自由女神生病的原因是发生了原电池反应，下面有关叙述正确的是（） A “自由女神”的铜外壳是原电池的负极 B. 铁甲作正极，发生还原反应 C. 该原电池电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子 D. 该原电池反应过程中，电子从铁架转移到铜壳7. 实验室中欲制氢气，能较快的制备氢气的方法是（） A. 纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应 C. 纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌（含铅、铜杂质）与稀硫酸反应10. 等质量的两份锌粉a、 b，分别加入过量的稀

8、H2SO4，同时向a 中加少量的CuSO4溶液，下列图表示产生 H2的体积 (V) 与时间 (t) 的关系，其中正确的是（） V V V V b a b b a a b a 0 t 0 t 0 t 0 t 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习必备欢迎下载 A B C D 8. 锌片和铜片及稀硫酸组成的原电池装置工作一段时间后，下列说法正确的是 A锌片是正极，铜片上有气泡 B.电流方向是从锌片流向铜片 C.溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D.电解质溶液的PH保持不变9. 有四种金属a、b、c、d当他们两两组成原电池时

9、，金属a 都是正极；在这四种金属组成的混合物中，加入足量的盐酸，可使金属b 和 c 溶解；过滤后，在滤液中加入过量NaOH溶液，得到c离 子 形 成 的 沉 淀 。 由 此 可 知 这 四 种 金 属 的 活 动 性 由 强 到 弱 的 正 确 顺 序 可 能 是 下 列 中 的（）A. a 、 c、b、d B. c、b、d、a C. b、c、d、a D. a、 b、c、d 11 埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀的速率最慢的是（） A. 在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿、疏松、透气的土壤中 C. 在干燥、质密、不透气的土壤中 D. 在含炭粒较多，潮湿透气的中性土壤中12.

10、下列各变化，属于原电池反应的是（） A. 在空气中金属铝表面迅速氧化成保护层 B. 白铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C. 红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色的保护层 D. 铁与稀 H2SO4反应时，加入少量CuSO4溶液，可使反应加速【目标检测】 B 13. 请利用氧化还原反应Cu + 2FeCl3=2FeCl2 +CuCl2设计一个原电池( 用图表示并注明正、负极及电子流动方向 ) 14. 用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是 _ ；负极的电极反应是。用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了3.25g ，铜片表面析出氢气 L（标准状况）

11、，导线中通过 mol电子。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习必备欢迎下载第二节化学能与电能（第一课时）答案【知识回顾】 1、直接从自然界取得的能源；一次能源经加工转换得到的能源2、电离自由移动阴阳离子浓度所带电荷的多少能电离不能电离【教学过程】一、1. 广泛方便小二火力2. 化石燃料化学热汽化为蒸汽发电机热机械电3、 探究实验一 ：无变化溶解、表面产生气泡 Zn与 H2SO4发生置换反应 探究实验二 ：表面产生气泡溶解电流从铜片沿导线流向锌片Zn 失电子，电子沿导线流入Cu片， H+在铜片表面得电子，产生氢气化

12、学能转换为电能 化学电 负 Zn - 2e- = Zn2+氧化正 2H+ + 2e- = H2 还原Zn + H2SO4 = Zn SO4+ H2 升高 负正 阴阳 氧化还原 电解质溶液 两种活泼性不同的金属或较活泼金属和非金属导体（C）或较活泼金属和金属氧化物 闭合自发氧化还原反应【目标检测】 A 1.C 2. D 3. BC 4. C 5. D 6. D 7. D 10.D 8. C 9. BC 11. C 12. BD 【目标检测】 B 13. 负极： Cu 正极： C 用导线连接两极，电解质溶液：FeCl3溶液 ( 其它设计合理也正确) 14. 铜 Cu 2e- = Cu2+ 1.12

13、L 0.1mol 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习必备欢迎下载第二节化学能与电能（第二课时）【学习目标】知识技能：学习有关原电池的相关知识过程与方法：1、引导学生自主学习，了解有关原电池的相关知识2、培养和训练思维能力和判断能力情感态度与价值观：培养学生形成一定的逻辑思维和一定的推理能力【知识回顾】1.原电池： _ 2.原电池的电极反应负极发生 _反应，在这一过程中_电子正极发生 _反应，在这一过程中_电子。3.判断下列组合能否形成原电池，并写出电极反应铁、碳、盐酸负极（） _ 正极（）_ 破损的白铁 (Fe

14、Zn) 浸泡在硫酸溶液中负极（） _ 正极（）_ 破损的马口铁 (Fe Sn)浸泡在盐酸溶液中负极（） _ 正极（）_ 【教学过程】一、化学能与电能的相互转化 原电池的正负极的判断方法微观判断：根据电子流动方向电子流出的极：_极电子流入的极：_极结论：一般情况下，两种金属电极，较活泼的为负极，较不活泼的为正极。如： Mg Al HCl 其它情况：如Mg Al NaOH 原电池原理的应用：判断金属活动性的强弱加快氧化还原反应的速率金属防腐设计电池二. 发展中的化学电源精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页学习必备欢迎下载

15、1干电池最早使用的化学电池是_，即大家所熟系的_。它是一种 _电池，放电之后不能_( 内部的氧化还原反应是不可逆的) 。 电池在使用过程中，_会逐渐溶解， 负极反应为：_；使用后锌外壳逐渐变_，最后内部糊状的_会泄漏出来， 腐蚀电器。后来人们采用在外壳套上_或_的方法改造成了防漏电池。为了延长电池 _和提高其 _，将内部的电解质NH4Cl 换成 _, 并在结构上作了改进，制成_电池，现在各类碱性电池已经占有了越来越大的市场份额。2充电电池充电电池又称为_电池。它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又可_进行，使_恢复原状，如此充、放电可循环进行，至一定周期后终止。工作原理：放电时 ( 接用电

16、器 ) 电池内进行氧化还原反应： _ 能_能 ( 释放 ) 充电时 ( 接直流电源 ) 电池内逆向进行氧化化原反应：_能_能( 储存 ) 最早使用的充电电池：_电池，正极 _，负极 _，电解质 _。现代社会又研制出新型的封闭式体积小的_电池，正极 _，负极 _，电解质 _，其寿命比铅蓄电池长（可充电超过500 次） 。_离子是新一代可充电的绿色电池，成为手机、摄像机等低功耗电器的主流电源。3. 燃料电池利用原电池的工作原理将燃料（还原剂）和氧气（氧化剂）反应所放出的_直接转化为_能的装置，称为燃料电池。例如：氢氧燃料电池工作原理（惰性材料作电极浸在电解质溶液中，从两极分别通入氢气和氧气）酸性电

17、解质溶液中电极反应：负极 :_ 正极： _ 总反应 : _ 碱性电解质溶液中电极反应：负极： _ 正极： _ 总反应： _ 燃料电池是一种_、 _ 的发电装置。燃料电池的能量转化率理论上可高达_( 现在时机已达到40% 60%)。燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于_ _等，这时电池起着类似试管、烧杯的作用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习必备欢迎下载【目标检测】 A组1将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧

18、杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速度甲比乙慢2. 对于锌铜稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是（）锌片溶解32.5 g 锌片增重32.5g 铜片上析出lg H2铜片上析出1 mol H2A. 和 B. 和 C. 和 D. 和3. 如下图所示，电流表G发生偏转，同时A极质量增加，B极质量减少， C为电解质溶液。则A 、B、C分别为（）A. A 是 Zn，B是 Cu，C是稀硫酸 B. A是 Cu，B是 Zn，C是稀硫酸C. A 是 Fe，B是 Ag，C是稀 AgNO3溶液D. A 是 Ag，B是 Fe，C是稀 AgNO3溶液4. 有 A， B ，C，D四种金

19、属。将A 与 B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B 不易腐蚀，将A，D分别投入等浓度的盐酸中，D比 A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（）A. DCAB B. DABC C. DBAC D. BADC 5. 实验室中制取氢气，最好的方法是（）A. 纯锌与稀硫酸反应 B. 纯锌与浓硫酸反应C. 纯锌与稀盐酸反应 D. 粗锌（含铜、银）与稀硫酸反应6锌电池可望代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、和某种电解质溶液，发生的总反应是:2Zn + O2 = 2ZnO 。下列有关它的说法正确的是（）A.锌为电池负极

20、，发生还原反应B. 电解质溶液用酸性溶液C.电池工作时，氧气与锌直接化合，生成氧化锌D.该电池负极的反应物为锌，发生氧化反应7. 日常所用干电池的电极分别为碳棒( 上面有铜帽 ) 和锌皮， 以糊状 NH4Cl 和 ZnCl2做电解质 ( 其中加入MnO2吸收 H2) 电极反应可简化为：Zn 2e- = Zn2+ 2NH4+ + 2e- =2NH3+ H2(NH3与 Zn2+能生成一种稳定的物质) 。根据上述判断，下列结论正确的是（）A.Zn 为正极，碳为负极 B. Zn为负极，碳为正极C.工作时，电子由碳极经过电路流向Zn 极D.长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器8. 某原电池的总

21、反应是：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu ，该原电池的正确组成是 ( ) A B C D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页学习必备欢迎下载正极 Zn Cu Zn Cu 负极 Cu Zn Cu Zn 电解质溶液CuCl2 CuCl2 ZnCl2ZnCl29. 下列容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（） Fe (1) (2) (3) A.(2)(1)(3) B.(1)(2)(3) C.(2)(3)(1) D.(3)(2)(1) 【目标检测】 B组10、下列装置能否组成原电池？并判断正负极。11

22、.1991 年我国首创海水电池，以铝- 空气 - 海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其总反应式为： 4Al+3O2 +6H2O=4Al(OH)3, 则该电源的负极材料为：_, 正极材料为：_, 负极电极反应为： _. 正极反应式 _ 12、现有如下两个反应： （A）NaOH + HCl = NaCl + H2O 、 （B）2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 （1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池（2）如果不能，说明其原因（3）如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式，

23、电解质溶液名称。Sn Fe Zn Fe 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页学习必备欢迎下载第二节化学能与电能（第二课时）答案【知识回顾】1.将化学能转变为电能的装置2.氧化一般为负极材料失电子还原一般为电解质溶液中阳离子或O2得电子负极（铁） Fe - 2e- = Fe2+正极（碳） 2H+ + 2e- = H2负极（ Zn） Zn - 2e- = Zn2+正极（ Fe ）2H+ + 2e- = H2负极（ Fe） Fe - 2e- = Fe2+ 正极（ Sn ）2H+ + 2e- = H2【教学过程】一、 负正二

24、. 1 、锌锰电池干电池一次充电锌 Zn - 2e- = Zn2+薄电解质防腐金属筒塑料筒寿命性能湿的 KOH 碱性锌锰2、二次逆向电池化学电电化学铅蓄 PbO2 Pb H2SO4镍镉NiO(OH) Cd KOH 锂3、化学电酸性电解质负极： 2H2 - 4e- = 4H+正极： O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 碱性电解质负极： 2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O 正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 高效环境友好 85%-90% 反应物不储存在电池内部，而是由外设备提供燃

25、料和氧化剂【目标检测】1 2 3 4 5 6 7 8 9 C A D B D D BD B A 10、I 能， Fe为负极， Cu为正极； II不能； III能， Fe 为负极， C为正极； IV 能， Fe 为负极，C为正极； V不能。11. Al 石墨负极反应 ; 4Al 12e- = 4Al3+正极反应： 3O2 + 12e- + 6H2O = 12OH-12、13、 （1） （ A）不能，（B）可以（各1 分）（2） （A）的反应非氧化还原反应，没有电子转移（3）负极：铜， Cu 2e- = Cu2+ 正极：碳棒，2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+电解质溶液：氯化铁溶液精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页