云南省德宏州梁河县第一中学人教版化学必修二学案2.2化学反应与电能.doc

第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与电能学案班级 姓名【学习目标】1. 熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系2.知道原电池是利用氧化还原反应将 化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，以及判断原电池的正、 负极3.会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用学习重点】原电池的电极反应方程式 【课前学习】一、一次能源和二次能源1. 能源按其来源可分为一次能源和二次能源能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、 煤、五迪、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、 机械能等2.二次能源——火力发电(1) 火力发电原理：首先通过化石燃料燃烧,使化学能转变为热能,加热水使之汽化 为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电2) 能量转换过程：化学能婴热能落机械能发蛰L也能其中能量转换的关键 环节是燃烧3) 火力发电弊端：①煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的 浪费1 能量经过多次转化，利用率低，能量损失大1 煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、NO2＞粉尘等),污染环境二、化学能直接转化为电能1.按要求完成下列实验，并填表实验步骤现象解释或说明(1)概念：是 ;原电池的反应本质是 反应。

2)构成条件%1 原电池反应必须是 的氧化还原反应,%1 具有 的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属),%1 两电极均插入 中，%1 电解质溶液、电极、导线形成(3)原电池的工作原理电极名称：妙反应类型：氧化反应电极反应式"=Zf?・「电极名称：止极反应类肇:还原反应电极反应式：2H・+2e=Hj原电池总反应式：Zn+2H=Zn" + H2 f 4) 能量转化过程：原电池在工作时，—极失电子，电子通过导线流向 极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，能转变为 能三、原电池原理的应用1. 加快氧化还原反应的速率因为形成原电池后，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时 相互间的干扰减小，使反应速率增大2. 比较金属活动性的强弱例如：有两种金属a、b,用导线相连后插入稀硫酸中，能溶解的金属活动性较强， 表面出现较多气泡的金属活动性较弱3. 用于金属的防护原理：使被保护的金属制品作原电池的止极而得到保护实例：要保护一个铁质的输水管道，可用导线将其与锌块相连，使锌作原电池的负 极，铁质管道作原电池的正极4 .设计原电池根据原电池的构成条件,可把宜发的氧化还原反应设计为原电池。

知识归纳1. 原电池的工作原理将电子沿导线传递，有电流氧化反应(1) 反应类型：负极发生象化反应，正极发生还原反应2) 电子的移动方向：负极流出，经导线流向正极3) 离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动化学电源1.-次电池(碱性锌丰孟干电池)碱性锌镒干电池的工作原理如图:负极(Zn),电极反应式： Zn+20H"e- = ZnO+H? 碧曹哭正极(MnOJ,电极反应式： 的混口物 MnO2+2H2O+2e-=Mn(OH)2+2OH,-金属外壳总反应：Zn+MnO2+Il2O=ZnO+Mn(OII)22. 二次电池(以铅蓄电池为例)H：SO4(aq)PbO』正极Pb(负极)(1) 放电时的反应%1 负极反应：Pb + SO4 — 2e=PbSC)4;%1 正极反应：PbO2+4H*+SOi- + 2e"=PbSO4+2H2O；%1 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2Oo3 .燃料电池氢氧燃料电池是R前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种酸性碱性负极反应式2H2 4e ——4H2H2+4OH 4e ——4H2O正极反应式O2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e"=4OH-电池总反应式2H2+O2=2H2O【目标检测】Fe/C7 > 稀硫酸①1.下列装置能形成原电池的是— • — — .、 / J J稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸③ ④Fe稀硫酸⑤Cu 瞥｝Fe稀盐酸 CuSO4溶液⑦ ⑧酒精⑥A. ①②③⑦⑧C.①②③④B. ①②⑤⑥D.①②③⑥⑦2. 将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是A. 两个装置都构成了原电池B. 甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C. 两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D. 产生气泡的速率甲比乙慢3. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。

X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()D. Y>Z>XA. X>Y>Z B. X>Z>Y C. Y>X>Z4. 现有如下两个反应：(A) NaOH + HCl=NaCl + H2O(B) Cu+2 Ag*=2 Ag+Cu2(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、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还 原反应”)：负极:，，正极：， , 5、有人设计以伯和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的和H2O进行工作请讨论解答：(1 )负极材料是，电极反应为 O(2) 正极材料是,电极反应为 o【课后作业】1.下列有关原电池的判断中正确的是()0A. 工作中原电池的负极发生还原反应B. 原电池的正、负极材料不一定都参与反应C. 原电池的正极在放电后质量一定增加D. 原电池的正极是电子流出的一极2. 下列叙述中正确的是（）A. 原电池的负极发生得电子的还原反应B.原电池中较活泼的金属作正极C. 原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成D. 原电池中发生氧化反应的电极是负极关于3、在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒, 此装置的各种叙述不正确的是（）A. 碳棒上有气体放出，溶液pH变大B. a是正极，b是负极C. 导线中有电子流动，电子从a极到b极D. a极上发生了氧化反应4、如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗, 逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的（ ）A. A是Zn, B是Cu, C为稀硫酸B. A是Cu, B是Zn, C为稀硫酸C. A是Fe, B是Ag, C为稀AgNO3溶液D. A是Ag, B是Fe, C为稀AgNO3溶液5、各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 （）A.②①③④B.④③①②C.④②①③D.③②④①6、利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原 电池。

1） 负极材料是（写 名称），电极反应为（2） 正极电极反应式为 o⑶溶液中SO厂向 极移动7、用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述正确的是（）实验装置CuSOi溶液稀 H2SO4稀 H2SO4现象a不断溶解c的质量增加a上有气泡产生A.装置甲中的b金属是原电池的负极B.装置乙中的c金属是原电池的阴极C.装置丙中的d金属是原电池的正极D.四种金属的活泼性顺序：d>a>b>c8. Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器该电池以海水为电解质溶液，示意图如图该电池工作时，下列说法正确的是（）隔膜A. Mg电极是该电池的正极B・H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中C「向正极移动9、燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能 的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是（）A. 负极反应式：O2 + 2H2（D+4e—=4OH—B. 负极反应式：CH4+8OH—-8e—=CO2+6H2C. 随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变D. 放电时溶液中的阴离子向负极移动10、利用反应2FeCl3+Cu=2FeCl24-CuC12，设计一个原电池装置。

1） 画出简易装置图，标明电极材料和电解质溶液2） 写出两个电极上的电极反应负极：，正极：O11、某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向1Al、Mg稀盐酸偏向A12Al> Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Al、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向A1试根据上表中的实验现象问答下列问题：⑴实验1、2中A1所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)？ o(2) 对实验3完成下列填空：%1 铝为 极，电极反应式：.%1 石墨为 极，电极反应式：o%1 电池总反应式：3) 实验4中铝作负极还是正极,理由是 o写出铝电极的电极反应式：o(4) 解释实验5中电流表指针偏向铝的原因： (5) 根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：12、如下图所示，可形成氢氧燃料电池通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式(当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时)两种试回答下列问题:(1)酸式电池的电极反应：负极 -正极;电池总反应：;电解质溶液pH的变化(填“变大”“变小”或“不变”)。

2)碱式电池的电极反应：负极,正极; 电池总反应： 电解质溶液pH的变化（填“变大”“变小”或“不变”）。