苏教版高中化学必修二课件化学能转化为电能2

1 化学能与电能

❖ 教学目标

1．理解原电池的原理及其应用

2．电极反应和电池反应的书写

3．了解钢铁的电化学腐蚀

4．电解池中两极电极反应的书写

5．电解池、原电池的区别

6．电解饱和食盐水、电镀、电解法冶炼金属的原理

❖ 知识梳理

知识点一．原电池原理

1.实验探究

实验装置 实验现象 结论或反应式

锌片：不断溶解

铜片：有气泡产生

电流计：指针发生偏转 锌片上的反应：Zn－2e－===Zn2＋

铜片上的反应：2H＋＋2e－===H2↑

反应过程中有电流产生

2.原电池

(1)定义：将化学能转变为电能的装置。

(2)工作原理：(以锌—铜—稀硫酸原电池为例)

Zn电极 Cu电极

现象 锌片逐渐溶解 铜片上产生气泡

得失电子 失电子 得电子

正负极判断 负极 正极

电子流向 流出 流入

反应类型 氧化反应 还原反应

电极反应式 Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑

总反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 2

(3)构成条件：

①能进行自发的氧化还原反应；

②两个活泼性不同的金属(或金属与非金属)；

③电极插入电解质溶液中；

④构成闭合回路。

3．钢铁的电化学腐蚀

(1)电化学腐蚀：

金属跟电解质溶液接触――→发生 原电池反应――→结果 比较活泼的金属失去电子而被氧化。

(2)钢铁的腐蚀：

①构成条件：

电极-铁与少量的碳形成两电极

电解质溶液-钢铁表面水膜中溶有少量H＋和OH－，还溶解了氧气等气体。

②电极反应：

负极(铁)- 2Fe－4e－===2Fe2＋

正极(碳)-O2＋4e－＋2H2O===4OH－

总反应- 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2

后续反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3易分解生成铁锈(Fe2O3·xH2O)。

4．正负极的判断

判断依据 负极 正极

电极材料 活泼性较强的金属(一般情况) 活泼性较弱的金属或能导电的非金属

1 第1课时 化学能转化为电能

一、原电池工作原理

1．实验探究

实验步骤

解释或说明 锌与稀硫酸发生置换反应产生氢气，而铜则不能 锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流 锌与稀硫酸反应产生氢气，但导线中无电流 乙醇是非电解质，与锌、铜都不反应

2.原电池的概念

原电池是将化学能转化为电能的装置；

原电池的反应本质是氧化还原反应。

3．原电池的构成条件

理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。

具体条件是：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。

(2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。

(3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。

4．原电池的工作原理

(1)分析下图并填空

2

原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

(2)能量转化：化学能转变为电能。

例1 如图所示装置能够组成原电池的是_______________________________________。

其他不能构成原电池的说明理由：_____________________________________________。

考点 原电池工作原理

题点 原电池的形成条件与判断方法

答案 EFG A装置的两个电极的活泼性相同，电子不会流动形成电流；B装置为非电解质溶液，不能发生氧化还原反应；C装置电解质溶液在两个分开的装置中，不成形成闭合回路；D装置无导线连接电极，不能形成闭合回路。它们均不能构成原电池

思维启迪

原电池的判定方法：一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。

例2 如图，电流计的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是( )

3

A．B极为原电池的正极

B．A、B、C分别可以为Zn、Cu和稀盐酸

C．C中阳离子向A极移动

第1页/共8页 化学能转化为电能教学设计

一、教学思路与设计

本节课属于电化学的内容，学生第一次接触到电化学理论会接受起到会比较困难。根据课标要求：要学生能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，并能用生活中的材料制作简易电池。要求从知识角度上不高，在化学选修中还会继续学习。所以在设计这节课的主要以提升学生学习兴趣为主不拓展太多内容。

在课的引入时，我借用学生在生活中接触很多的不同面值的硬币和面巾纸来完成。通过用灵敏电流表来测试硬币原电池的电流，来激发学生的学习兴趣和热情和提高参与度，同时也为学生提出问题如何解释电流产生的原因。为下一个环节提供了铺垫，为了更好的解释电流产生的原因给学生提供铜锌原电池的材料让学生按照发给学案内容完成书上的实验内容，并记录现象。做完实验交流结果，引出原电池的概念原理和氧化还原反应之间的关系及书写铜锌原电池的电极反应。通过投影生活中常见的案例练习来巩固原电池的概念理解，通过习题讲述原电池的应用。实验探究分析课前硬币发电实验中如何利用电流表确定正负极，及哪种材料更为活泼，让学生知道化学就在身边和在生活中的应用。最后讨论交流钢铁的腐蚀完成吸氧腐蚀的内容，这部分以了解为主不拓展太多。

二、三维目标

知识与技能：

1.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步认识原电池第2页/共8页 反应的原理。

2.了解常见的化学电源及其应用。

过程与方法：

1.通过电能转化为化学能的实例——电解和电镀的教学活动，了解电解和电镀的重要应用。

2.通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。

情感态度与价值观：

1.利用伏打电池发明的事例，激发学生学习和发明创造的欲望。

2.感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。

三、重点难点

教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用。

高中化学学习材料 金戈铁骑整理制作

第二节 化学能与电能

第1课时 化学能转化为电能

1.关于原电池的叙述中正确的是( )

A.构成原电池的两个电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.原电池工作时总是负极溶解,正极上有物质生成

D.原电池的正极是还原剂发生反应,总是溶液中的阳离子在此被还原

解析:构成原电池电极的也可以是非金属导体,A项错;燃料电池中负极不溶解,C项错;D项应是氧化剂在原电池的正极上发生还原反应。

答案:B

2.(2013·山东烟台高一检测)如图为番茄电池,下列说法正确的是(

)

A.一段时间后,锌片质量会变小

B.铜电极附近会出现蓝色

C.电子由铜通过导线流向锌

D.锌电极是该电池的正极

解析:番茄电池中锌是负极,铜是正极,负极锌会失去电子溶解,质量减小,A正确、D错误;铜极是正极,电子由负极锌移向正极铜,C错误;铜电极不会出现蓝色,B错误。

答案:A

3.下列装置能形成原电池的是(

)

解析:A项,酒精溶液是非电解质溶液,B项,两电极都是石墨棒,为惰性电极,D项,不能构成闭合回路,所以A、B、D都不正确。C项,符合构成原电池的条件,电极反应方程式为:Fe-2e-Fe2+(负极);Cu2++2e-Cu(正极)。

答案:C

4.A、B、C都是金属,把A浸入C的硝酸盐溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液组成原电池时,B为电池的负极。A、B、C三种金属的活动性顺序为( ) A.A>B>C B.A>C>B

C.B>A>C D.B>C>A

解析:A能从C的盐溶液中置换出C金属,活动性:A>C。A与B组成原电池时,B为负极,则金属活动性:B>A。

答案:C

5.将相同表面积的纯锌片和纯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.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.甲中铜被氧化,乙中锌被氧化