化学能转化为电能  学案

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化学能转化为电能  学案

‎ ‎ 课时15 化学能转化为电能 班级_______学号_______姓名______________‎ 学习目标]‎ ‎1、初步认识原电池的原理和一般构成条件;‎ ‎2、培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和创造性思维和探究能力,以及提出问题、分析问题和解决问题的能力;‎ ‎3、应用辩证唯物主义的思维方法,抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。通过实验不断体现出由实践—认识—再实践—再认识的认知过程。‎ ‎ [课前准备]‎ ‎ 生活中常用到电池,电池怎样把化学能转化为电能呢?‎ ‎ [学海导航]‎ 一、化学能转化为电能 ‎(一)原电池原理探究 分组进行下列实验并完成表格 实验1、将一块锌片和一块铜片分别插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,观察实验现象。‎ 实验2、将一块锌片和一块铜片同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,观察实验现象。‎ 实验3、用导线把锌片和铜片连接,再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,观察实验现象。‎ 实验4、在锌片和铜片之间连接一个电流计后,再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,观察实验现象。 ‎ 实验现象 结论 实验1‎ 锌片上 。‎ 铜片上 。‎ 化学方程式: ,‎ 说明金属活动性性: Zn Cu。‎ 实验2‎ 锌片上 。‎ 铜片上 。‎ 实验3‎ 铜片上 。‎ 实验4‎ 电流计指针 。‎ 产生了 。‎ ‎1、原电池的定义:我们称__________________________的装置为原电池 ‎(二)原电池工作原理:以Zn、Cu原电池为例 项目 Zn Cu 电极反应 电子得失 6‎ ‎ ‎ 反应类型 电极性质 总反应 能量转化 ‎(三)原电池的构成条件 ‎1、必须是_______________溶液;‎ ‎2、两个电极,其中一个相对较___________的金属为负极,另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。两个电极直接或间接地连接在一起,并插入电解质溶液中去。‎ ‎3、能自发地发生_____________反应。‎ ‎4、形成闭合回路。‎ 说明:①构成原电池的四个基本条件是相互联系的,不能孤立、片面地理解,在四个基本条件当中,氧化还原反应是核心;‎ ‎②判断某装置是否为原电池,要以构成原电池的基本条件为判断标准,不能仅凭装置的外形下结论;‎ ‎③构成原电池的基本条件是进行原电池设计的基本依据。‎ ‎①下列哪些装置可以构成原电池?并写出电池总反应。‎ 硫酸铜 A A Zn Cu 稀硫酸 B A Zn C 酒精 D A Zn Cu 稀硫酸 E A Zn Zn 稀硫酸 C Zn Cu A 稀硫酸 F Cu Zn ‎__________________________________________‎ 逐一分析不能构成原电池的装置的原因。‎ ‎②把a、b、c、d 4块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,d极上产生大量气泡;a、c相连时,电流由c经导线流向a;b、d相连电子由d经导线流向b,则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为 ( )‎ A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D. b>d>c>a 6‎ ‎ ‎ ‎③在伦敦上流社会,有一位贵族夫人格林太太,幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来,她又因为车祸掉了一颗牙,为了显示她的富有,她装了一颗黄金假牙。自此以后,她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是,众多的医学专家为她检查后,都找不到病因。格林太太的病因到底是什么呢?你能用今天所学的知识帮她解决吗?‎ ‎(四)原电池原理的应用--金属的腐蚀及防护 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 负极反应 正极反应 总反应 铁锈的形成: Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3‎ ‎ [学业测试]‎ 一、 选择题 ‎1.下列说法正确的是 ( )‎ A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应 C.原电池中的阳离子向正极移动 D.原电池两极均发生氧化还原反应 ‎2.下列反应,在理论上可设计成原电池的是 ( )‎ A.C(s)+H2O(g) ==CO(g)+H2(g);△H>0‎ B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)== BaCl2(aq)+2NH3·H2O(l)+8H2O (l);△H>0 ‎ C.CaO(s)+H2O(l)==Ca(OH)2(aq);△H<0‎ D.CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2 H2O (l);△H<0‎ ‎3.关于铜—锌—稀硫酸构成的原电池的有关叙述错误的是 ( )‎ A.锌为负极,锌发生氧化反应 B.铜为正极,铜不易失去电子而受到保护 C.负极发生还原反应,正极发生氧化反应 D.外电路电子流入的一极为正极,电子流出的一极为负极 ‎4.将锌片和铜片用导线连接平行插入同一稀硫酸溶液中,下列叙述正确的是 ( )‎ A.正极附近硫酸根离子的浓度逐渐增大 B.负极附近硫酸根离子浓度逐渐增大 C.正极、负极硫酸根离子的浓度基本不变 D.正极附近硫酸根离子的浓度逐渐减小 6‎ ‎ ‎ ‎5.某原电池总反应是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该原电池组成及判断正确的是 ( )‎ A B C D 正极 Zn Cu Zn Cu 负极 Cu Zn Cu Zn 电解质溶液 CuCl2‎ CuCl2‎ ZnCl2‎ ZnCl2‎ ‎6.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与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 ‎7.下列各装置能构成原电池的是 ( )‎ ‎ A B C D ‎8.如右图所示,如果电流计偏转,a变粗,b变细,符合这种情况的是 ( )‎ A.a是锌,b是铜,c是硫酸溶液 B.a是铁,b是银,c是硝酸银溶液 C.a是银,b是铁,c是硝酸银溶液 D.a是铁,b是碳,c是氯化铜溶液 ‎9.下列关于实验现象的描述不正确的是 ( )‎ A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡 B.把铝片和镁片紧靠在一起浸入NaOH溶液中,镁片表面出现气泡 C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁 D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快 ‎10.对于Zn(s)+H2SO4(l)==ZnSO4+H2(g);△H<0的化学反应,下列叙述正确的是 ( )‎ A.反应过程中能量关系如右图所示 B.1mol锌的所含能量高于1molH2所含的能量 C.若将该反应设计成原电池,锌为正极 D.若将其设计为原电池,当有32.5g锌溶解时,‎ 正极放出气体一定为11. 2L 二、填空题 ‎11.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。‎ 6‎ ‎ ‎ 装置 现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题:‎ ‎(1)装置甲中负极的电极反应式是 。‎ ‎(2)装置乙中正极的电极反应式是 。‎ ‎(3)装置丙中溶液的c(H+) (填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是 。‎ ‎12.某学生用0.1×10×25㎜3,质量分数≥99.5%的铝片和酸反应制取H2,实验现象见下表: ‎ ‎1min ‎2min ‎5min ‎15min ‎20min ‎3mol/L HCl 少量气泡 较多气泡 大量气泡 反应剧烈 铝片耗尽 ‎1.5 mol/LH2SO4‎ 均无明显现象(只有少量气泡)‎ ‎(1)写出铝片与酸反应的离子方程式 。‎ ‎(2)反应1—15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是 ‎ ‎ 。‎ ‎(3)根据铝片与盐酸和硫酸反应现象的差异,深入思考,可作出如下猜想:‎ ‎ 猜想一: 。‎ ‎ 猜想二: 。‎ ‎13.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。‎ 锌片上发生的电极反应式: ;‎ 银片上发生的电极反应式: 。‎ ‎(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:‎ ‎①产生氢气的体积(标准状况);‎ ‎②通过导线的电子的物质的量。‎ 6‎ ‎ ‎ 参考答案:‎ ‎11.(1)A-2e-=A2+‎ ‎ (2)Cu2++2e-=Cu ‎ (3)变小 ‎ (4)D>A>B>C ‎12.(1)2Al+6H+==2Al3++3H2↑‎ ‎ (2)反应放热,使反应体系温度升高,速率加快 ‎ (3)猜想一:Cl-对此反应有促进作用 ‎ 猜想二:SO42-对此反应有抑制作用 ‎13.(1)Zn-2e-=Zn2+‎ ‎ 2H++2e-==H2↑‎ ‎ (2)①4.48L;②0.4mol ‎ ‎ 6‎
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