高中化学人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量实验活动6 化学能转化成电能导学案及答案

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1.理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用，体会化学的价值。
2.认识原电池的构成要素及其作用。
实验用品
烧杯、导线、电流表。
锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
实验步骤
电极材料的实验
(1)按下图用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转；用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。
(2)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。
(3)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。
问题讨论
(1)发生原电池反应的要素有哪些？
化学反应：自发进行的氧化还原反应。
装置条件：①活动性不同的电极，②电解质溶液，③形成闭合回路。
(2)写出实验(2)中Zn置换H2的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目：________________
________________________________________________________。
提示
(3)指出实验(3)锌铜原电池的电极名称，并写出电极反应和电池总反应。
负极：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应；
正极：2H＋＋2e－===H2↑，还原反应；
电池反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(4)实验(3)，若锌片、铜片接触，插入硫酸溶液，能否观察到电流？不能。
(5)实验(3)中锌、石墨原电池中，锌片换成铁片，能否形成电流？若能产生电流，写出电极反应和电池反应。
提示 能产生电流。
负极：Fe－2e－===Fe2＋
正极：2H＋＋2e－===H2↑
电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
1.下列装置能发生原电池反应使电流表指针偏转的是________(填序号)。
答案 ⑤
2.根据题目1中选出的原电池解答下列问题：
(1)负极是________，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
该极的现象：________________________________________________________________。
电极反应式：________________________________________________________________。
(2)正极是________，电极反应式：______________________________________________。
(3)溶液中的Fe3＋移向________极。
(4)电池总反应式：____________________________________________________________。
答案 (1)Cu 氧化 铜片逐渐溶解 Cu－2e－===Cu2＋
(2)石墨 Fe3＋＋e－===Fe2＋(或2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋)
(3)正
(4)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋电极材料
电流表指针是
否发生偏转
解释
锌片、铜片
否
没有电解质溶液，不能发生原电池反应
锌片、石墨棒
否
实验装置
实验现象
解释
锌片溶解，表面产生无色气泡
锌的还原性比H2强，溶液中的H＋直接得到Zn失去的电子生成H2
①锌片溶解，表面产生无色气泡
②铜片表面无明显变化
铜的还原性比H2弱，不能置换H2，电子不能在溶液中移动，锌的电子不能转移到铜片，H＋只能在锌片表面被还原成H2
①锌片溶解，表面产生无色气泡
②石墨棒表面无明显变化
石墨为惰性材料，不能置换H2，电子不能通过溶液转移到石墨棒，H＋只能在锌片表面被还原成H2
实验材料
实验现象
解释
Zn、Cu、H2SO4
①锌片溶解
②铜片不溶解，表面产生无色气泡
③电流表指针偏转
锌失去的电子通过导线转移至铜片表面产生电流，溶液中的H＋在铜片表面获得Zn失去的电子生成H2
Zn、石墨、H2SO4
①锌片溶解
②石墨棒表面产生无色气泡
③电流表指针偏转
锌失去的电子通过导线转移至石墨棒表面产生电流，溶液中的H＋在石墨棒表面获得Zn失去的电子生成H2
Cu、石墨、H2SO4
铜片不溶解，电流表指针不偏转
铜的还原性比H2弱，不能发生氧化还原反应，没有电子转移，因而不能产生电流