6.1.2 化学反应与电能（原卷版）-【帮课堂】2023-2024学年高一化学同步学与练（人教版2019必修第二册）.docx

1、第2课时 化学反应与电能1理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。2会设计简单的原电池。3知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。一、原电池的工作原理1实验探究实验装置实验现象实验结论或解释锌片：_，有_产生铜片：_锌与稀硫酸_，铜与稀硫酸_锌片：_铜片：_电流表：_锌_电子，变为_，电子经过导线流向_，产生电流，_在铜片上_电子生成_，反应过程中产生了_2原电池的概念原电池是把_能转化为_能的装置；原电池的反应一般是_反应。3原电池的工作原理(1)分析下图并填空原电池总反应式：_。(2)电子的移动方向：从_极流出，经导线流向_极。(3)离子的移动方向：阳离子向_极移动

2、，阴离子向_极移动。4原电池的构成条件(1)两极为两种_不同的金属（或一种为能导电的非金属）。(2) _溶液。(3)形成_。(4)能自发进行的_反应。5原电池工作原理的简单应用(1)加快氧化还原反应的速率在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率_。(2)比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为_，活动性弱的金属为_。二、化学电源1一次电池(1)特点：电池放电后_充电(内部的氧化还原反应_逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。(2)锌锰干电池的构造如图所示。锌筒为_，电极反应是_。石墨棒为_，最终被还原的物质是_。NH4Cl糊的作用是_

3、。2二次电池(充电电池)(1)特点：二次电池在放电时所进行的_，在充电时可以_，使电池恢复到放电前的状态。(2)能量转化：化学能电能(3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池。3燃料电池(1)特点：反应物储存在电池外部；能量转换效率高、清洁、安全；供电量易于调节。(2)燃料电池常用的燃料有：_、_、乙醇等；常用氧化剂：氧气。问题一 原电池的工作原理【典例1】根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题：(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为_(填电极名称)，判断依据：_；铜电极的名称是_，溶液中的Cu2移向_(填“Cu”或“X”)电极。(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为_(填电

4、极名称)，判断依据：_；铜电极的名称是_，溶液中的Ag移向_(填“Cu”或“X”)电极。【归纳小结】原电池的工作原理(1)原电池构成条件反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液的反应)。电极：一般是活泼性不同的两电极。形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接接触或有导线连接；两电极插入电解质溶液中。(2)工作原理反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。电子的移动方向：从负极流出，经导线流向正极。离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。电流方向：正极导线负极【变式练1-1】如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，

5、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分别为Zn、Cu和稀盐酸CC中阳离子向A极移动DA极发生氧化反应【变式练1-2】下列装置中能够组成原电池的是_(填序号)，其他不能构成原电池的试分别说明理由：_。问题二 原电池原理的应用【典例2】理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Fe2Fe3=3Fe2”设计一个原电池。回答下列问题：(1)选用_为负极，选择依据是_。(2)正极材料可选用_，选择依据是_。(3)_溶液作电解质溶液。(4)写出电极反应式正极：_，负极：_。(5)该原电池中电子从_极流出，电解质

6、溶液中的阳离子(Fe3)移向_极。【归纳小结】原电池的设计思路(1)依据：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。(2)设计思路：定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。还原剂ne=氧化产物(负极电极反应)；氧化剂ne=还原产物(正极电极反应)。找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。【变式练2-1

7、】下列各组材料中，不能组成原电池的是()选项ABCD两极材料Zn片，石墨Cu片，Ag片Zn片，Cu片Fe片，Cu片插入溶液稀硫酸AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸【变式练2-2】利用原电池原理可比较金属的活泼性，原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。结合相关知识解答下列问题。A、B、C三种金属片按表中装置进行实验：装置甲乙现象A不断溶解，B上产生气泡C的质量增加，B的质量减轻(1)在甲中，金属片_(填“A”或“B”)发生氧化反应。(2)在乙中，金属片_(填“B”或“C”)作负极。(3)如果把B、C用导线连接后同时浸入稀硫酸中，有一电极产生气泡。则金属片_(填“B”或“C”)上有气泡

8、产生。(4)上述三种金属的活动性顺序是_。问题三 化学电源【典例3】同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。提出问题影响自制电池效果的因素有哪些？查阅资源电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。实验探究.按如图连接水果电池。.实验记录如下：序号电极电极间距水果种类电流表示数(A)CuAl2.0 cm西红柿78.5CuFe2.0 cm西红柿70.3AlAl2.0 cm西红柿0CuAl2.0 cm柠檬45.7CuAl1.0 cm柠檬98.4石墨棒Al1.0 cm柠檬104.5解释与结论(1)实验的目的是_。对比实验得出的结论是_。(2)

9、欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验_(填序号)。对比得出的结论是_。反思与探讨(3)水果电池中，水果的作用是_。(4)对比实验可知构成水果电池的电极必须具备的条件为_，构成水果电池的其他要素还有_、_、_。【变式练3-1】铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O按要求回答下列问题：(1)负极材料是_，正极材料是_，电解质溶液是_。(2)工作时，电解质溶液中的H移向_极。(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)当铅酸蓄电池向外电路提供2 mol e时，理论上负极板的

10、质量增加_g。【变式练3-2】氯铝电池是一种新型的燃料电池。电解质溶液是KOH溶液。试回答下列问题：(1)通入Cl2(g)的电极是_(填“正”或“负”)极。(2)投入Al(s)的电极是_(填“正”或“负”)极。(3)外电路电子从_(填“Al”或“Cl2”)极流向_(填“正”或“负”)极。(4)每消耗8.1 g Al(s)，电路中通过的电子数目为_NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。【基础强化】1电能是国民生产、生活中的重要能源，下图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关火力发电的描述，正确的是()A火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能B火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源C火

11、力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨D火力发电过程中的能量转化，热能转化为机械能是关键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()AZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgBPbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OCZnCuSO4=CuZnSO4DCCO22CO3如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。下列关于该装置的说法中，正确的是()Aa极上发生还原反应，b极上发生氧化反应B碳棒上有气体逸出，溶液中c(H)增大C导线上有电流，电流方向abD反应后a极质量减小4下列各装置能在外电路获得电流的是() 5下列关于如图装置说法正确的是()A碳棒是负极B该装

12、置能将电能转化为化学能C电子由铁片流出经过电流表流向碳棒D铁片上发生的反应为Fe2e=Fe26如图所示装置中，观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()选项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7如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向：X外电路YB若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnCSO移向X电极，Y电极上有氢气产生DX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应8X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导

13、线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示： 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为()AZYXW BZXYWCZYWX DYZXW9A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。(1)A中反应的离子方程式为_。(2)B中锡极为_极，电极反应式为_，锡极附近溶液的酸性_(填“增强”“减弱”或“不变”)。B中Fe极为_极，电极反应式为_。(3)C中被氧化的金属是_，总反应的化学方程式为_。(4)A、B、C中铁被氧化由快到慢的顺序是_。10选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu2Ag=2AgCu2”设计一个化学电池。回答下列问题：(1)负极材料：_；正极材料：_；电解质溶液：_。(2)写出电极反

14、应式：正极：_；负极：_。(3)原电池中电子从_(填“正”或“负”，下同)极流出，电解质溶液中阴离子流向_极。【能力提升】1以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()A锌片溶解了1 mol，铜片上有1 mol H2生成B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了31 g，铜片上有1 g H2生成D锌片溶解了1 mol，消耗了1 mol H2如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不

15、考虑铁丝反应及两边浮力的变化)()A杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；当杠杆为导体时，A端高B端低D当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；当杠杆为导体时，A端低B端高3按图1所示装置进行实验，若图2中x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示()c(Ag)c(NO)a棒的质量b棒的质量溶液的质量A B C D4现有如下两个反应：A：H2SO42KOH=K2SO42H2OB：Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2(1)根据上述两反应的本质，_(填字母)反应能设计成原电池，其原因是_。(2)将上述反应中能设计成原电池的

16、反应设计成原电池。写出电极反应式及反应类型：负极：_，_；正极：_，_。画出装置图并标明电极材料与名称、电解质溶液、电子流向。若导线上通过电子2 mol，则负极质量减轻_g。5.A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。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)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。.分别按如图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸。(1)下列叙述正确的是_(填字母)。A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片作正极，乙中铜片作负极C两烧杯中溶液中的H浓度均减小D产生气泡的速率：甲比乙慢(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是_。(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：_。