2020-2021学年新教材化学人教版必修第二册教案：第6章 第2节 实验活动6　化学能转化成电能 Word版含解析

2020-2021学年新教材化学人教版必修第二册教案：第6章 第2节 实验活动6　化学能转化成电能 Word版含解析

www.ks5u.com 实验活动6　化学能转化成电能 ‎[实验目的]‎ ‎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]‎ ‎1．电极材料的实验 ‎(1)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。‎ 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，无法形成原电池 锌片、石墨棒 否 ‎(2)将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察现象；再插入铜片，观察现象；取出铜片，插入石墨棒，观察现象。‎ 电极材料 实验现象 解释 锌片 锌片逐渐溶解，表面有气泡产生 锌与稀硫酸反应生成氢气 锌片、铜片 锌片逐渐溶解，表面有气泡产生，铜片表面无明显现象 锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应 锌片、石墨棒 锌片逐渐溶解，表面有气泡产生，石墨棒表面无明显现象 锌与稀硫酸反应生成氢气，石墨与稀硫酸不反应 ‎2.原电池实验 如下表所示，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，试验其能否产生电流，并作出解释。‎ 电极材料 实验现象 解释 锌片、铜片 锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生，电流表指针发生 锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌作负极，铜作正极，锌失去电子转化为Zn2‎ 偏转 ‎＋，H＋得到电子在铜片表面产生H2‎ 锌片、石墨棒 锌片逐渐溶解，石墨棒表面有气泡产生，电流表指针发生偏转 锌、石墨、稀硫酸构成原电池，锌作负极，石墨棒作正极，锌失去电子转化为Zn2＋，H＋得到电子在石墨棒表面产生H2‎ 铜片、石墨棒 铜片、石墨棒表面均无明显现象，电流表指针不偏转 铜、石墨与稀硫酸不反应，无法构成原电池 ‎[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。‎ 提示：原电池的工作原理：原电池在工作时，负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，电解质溶液中具有氧化性的物质得到电子发生还原反应，氧化反应和还原反应不断发生，负极失去的电子通过导线不断地流向正极，电解质溶液中的阳离子不断地从负极移向正极，这样就形成了闭合回路，实现化学能向电能的转化。‎ 原电池的构成要素：①电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成；②电解质溶液：作反应介质，参与氧化还原反应，在溶液中构成闭合回路，起导电的作用；③两电极之间有导线连接或直接接触，形成闭合回路；④发生的反应是自发的氧化还原反应。‎ 组装原电池的操作注意事项：①选择合适的电极材料；②能发生自发的氧化还原反应；③整个装置能形成闭合回路。‎ ‎2．能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？‎ 提示：可以用铁片代替锌片，因为铁比铜活泼，且能够与稀硫酸发生自发的氧化还原反应。‎ ‎[巩固练习]‎ 某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下表。‎ 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 ‎1‎ Al、Mg 稀盐酸 偏向Al ‎2‎ Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu ‎3‎ Al、C(石墨)‎ 稀盐酸 偏向石墨 ‎4‎ Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向Mg ‎5‎ Al、Zn 浓硝酸 偏向Al 试根据表中的实验现象回答下列问题：‎ ‎(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？________(填“是”或“否”)。‎ ‎(2)由实验3完成下列填空：‎ ‎①铝作________极，电极反应式：__________________________________‎ ‎________________________________________________________________；‎ ‎②石墨作________极，电极反应式：________________________________‎ ‎________________________________________________________________；‎ ‎③电池总反应式：______________________________________。‎ ‎(3)实验4中铝作负极还是正极？________。理由是____________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ 写出铝电极的电极反应式：_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(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：‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎[解析]　(1)在稀盐酸中，活动性：Mg＞Al＞Cu。由实验1和2可知，原电池中电流表指针是偏向正极，故Al所作的电极不相同。‎ ‎(2)实验3中电流表指针偏向石墨，故Al作负极，负极上Al失去电子被氧化为Al3＋，石墨作正极，正极上盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。‎ ‎(3)在NaOH溶液中，Al与NaOH反应，Mg与NaOH不反应，则Al作负极，Mg作正极。‎ ‎(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中，Zn 作负极，Al作正极，所以在实验5中电流表指针偏向铝。‎ ‎[答案]　(1)否 ‎(2)①负　2Al－6e－===2Al3＋　②正　6H＋＋6e－===3H2↑　③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎(3)负极　Al与NaOH反应，而Mg不与NaOH反应　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O ‎(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极 ‎(5)另一个电极材料的活动性；电解质溶液