高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能学案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能学案设计，共4页。

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
器材：烧杯、导线、电流表。
试剂：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
实验过程和结论
1．电极材料的实验
(1)用导线将电流表分别与两个电极相连接，使两个电极接触。
(2)将电极插入盛有稀硫酸的烧杯中。
2.原电池实验
选择不同的电极材料，以及稀硫酸、导线和电流表，组装原电池，如图：
试验其能否产生电流，并作出解释。
问题和讨论
1．根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素，以及组装原电池的操作注意事项。
2．能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？
3．若将稀硫酸换为硫酸铜溶液，①～③能否构成原电池？
练习与应用
1．现有如下两个反应：
A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
B．Cu＋2Ag＋===2Ag＋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：________________，________________，________________。
2．为了探究影响铝在原电池中作正极或负极的因素，设计如下实验。
3.研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电，
总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。
(1)该电池的负极是________，负极反应是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)正极现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)放电时OH－向____________移动(填“正极”或“负极”)。
实验活动6 化学能转化成电能
实验过程和结论
1．(1)不偏转 没有电解质溶液，不发生氧化还原反应
(2)锌片上有气泡 锌与稀硫酸反应生成氢气 锌片上有气泡，铜片上无气泡 锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸反应生成氢气，石墨棒与稀硫酸不反应
2．①构成原电池，将化学能转化为电能 ②有气泡 偏转 构成原电池，将化学能转化为电能 ③无氧化还原反应发生，不能构成原电池
问题和讨论
1．提示：构成原电池的条件有①两种活泼性不同的金属；②电解质溶液；③形成闭合回路；④有—个能自发进行的氧化还原反应。原电池是将氧化反应和还原反应分别在不同的区域发生，使电子在导线中转移，产生电流。
2．提示：铁片代替锌片后，铁能够与稀硫酸反应，仍然具备构成原电池的条件，仍然有电流产生。
3．提示：由于锌能与硫酸铜发生氧化还原反应，故①②仍然构成原电池，③不能。
练习与应用
1．解析：(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，B是氧化还原反应且能自发进行。(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或能导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。
答案：(1)A反应不能，B反应可以
(2)A反应不是氧化还原反应，没有电子转移
(3)Cu Cu－2e－===Cu2＋ 氧化反应 碳棒、银、铂、金(任选其一) Ag＋＋e－===Ag 还原反应
2．答案：镁比铝活泼，铝作正极 铝比铜活泼，铝作负极 铝能与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，而镁不能 另一电极的活泼性、电解质溶液
3．解析：金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋>Li＋，所以正极反应是2H＋＋2e－===H2↑，正极产生无色气体；在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH－向负极移动。
答案：(1)锂 Li－e－===Li＋
(2)有无色气体产生
(3)负极
实验操作
电极材料
电流表指针
解释
锌片、铜片
________
____________
____________
____________
____________
锌片、石墨棒
不偏转
实验操作
实验现象
解释
______________
______________
____________________
____________________
______________
______________
______________
____________________
____________________
____________________
锌片上有气泡，石墨棒上无气泡
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编号
电极材料
实验现象
解释
①
锌片、铜片
锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转
______________
______________
②
锌片、
石墨棒
锌片上无气泡，石墨棒上__________，电流表指针________
______________
______________
③
铜片、
石墨棒
无明显现象
______________
______________
电解质
溶液
左侧电
极材料
实验现象
解释
稀硫酸
镁片
镁片上无气泡，铝片上有气泡，电流表指针偏转
________________
________________
稀硫酸
铜片
铝片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转
________________
________________
氢氧化
钠溶液
镁片
铝片上无气泡，镁片上有气泡，电流表指针偏转
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实验
结论
铝在原电池中作正极或负极的影响因素有________________________________________________________________________
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