人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》导学案

《化学能与电能》导学案

2.2.1 化学能转化成电能

【本课时学习目标(导)】

1. 了解一次能源和二次能源；

2. 认识氧化还原反应是化学电池形成的基础，了解原电池构成的基本 原理，掌握原电池的形成条件； 3. 学会判断原电池及正、负极的方法。

【自主思考(思)】

一、一次能源和二次能源

1.定义:一次能源是直接从①自然界取得的能源，一次能源经加工、转换 得到的能源是二次能源。

2.实例:a.风力 b.原煤 c.天然气 d.石油 e.电力 f.流水 g.蒸汽， 其中属于一次能源的是② abcdf；属于二次能源的是③ eg 。 二、化学能转化为电能 1.燃煤发电的能量转化 化学能2.原电池

(1)定义:将⑥化学能转变为电能的装置。 (2)工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)

Ⅰ.⑦锌片失去电子，发生⑧氧化反应，电极反应为⑨Zn-2e-=Zn2+，所以锌片 为原电池的⑩负极。

Ⅱ.H+在铜片上得电子，发生还原反应，电极反应为2H++2e-=H2↑，所以 铜片为原电池的正极。

④热能

⑤机械能

电能

【小组合作学习(议、展)】

1.课本实验2-4的实验装置如下图：

(1)铜片、锌片上各有什么现象？

(2)电流计的指针是否偏转？电子移动方向与电流方向相反，由此推断电子

在原电池中是如何流动的？

(3)如果铜片和锌片之间没有导线相连，铜片和锌片上各有何现象？ (4)分别改变下列条件，继续观察电流计指针是否偏转。 ①将锌片换成石墨；②将稀硫酸换成乙醇；③将铜片换成石墨； ④一烧杯中放铜片与稀硫酸，另一烧杯中放锌片与稀硫酸，用导线将 锌片与铜片相连。

(5)形成原电池必须满足哪些条件？ 答：(1)铜片上有气泡冒出，锌片逐渐溶解。

(2)电流计指针发生偏转；电子由锌片经导线流入铜片(电子从负极流出经导 线流入正极)。

(3)铜片上没有任何现象发生，锌片上有气泡冒出。 (4)①不偏转；②不偏转；③偏转；④不偏转。

(5)①两种活泼性不同的金属电极(或一种为能导电的非金属电极)； ②电解质溶液；③自发的氧化还原反应(其中一种电极必须能与电解质溶液 发生反应)；④形成闭合回路。

2. 盐酸与氢氧化钠溶液反应是放热反应，该反应可以设计成原电池吗？ 为什么？

答：不可以；因为设计成原电池的反应必须是氧化还原反应。

3. 原电池反应中有氧化还原反应发生，导线中靠电子定向移动产生电流， 而溶液中靠阴阳离子定向移动产生电流，请问在Zn-Cu硫酸原电池的电解 质溶液中，阴阳离子如何移动？

答： H+ 向正极移动，SO42 - 向负极移动。

4. 根据电学知识，由电子的流动方向可以判断原电池的正、负极吗？你 还有其他的判断方法吗？

答：(1)根据电子流出或电流流入的电极为负极，相反为正极； (2)由组成原电池的电极材料判断，如果两极是由活泼性不同的金属作 电极时，一般情况下相对活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属是正极。 【说明】此判定一定要注意实际情况，如：Mg—Al—NaOH，Al才是负极； Al—Cu—浓硝酸，Cu才是负极；如果是由金属和非金属导体(或金属氧化 物导体)作电极，金属是负极，非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。 (3)根据氧化反应、还原反应发生的位置判定，发生氧化反应的极(或 失电子的极)为负极，即(负失氧)；发生还原反应的极(或得电子的极)

为正极，即(正得还)。

(4)根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断：阳离子移向的极为 正极，阴离子移向的极为负极。

(5)根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极， 有气体或金属析出的电极为正极。

【课堂训练(检)】

1.下列各装置中能构成原电池的是( B )。

2.能源可分为一次能源和二次能源，自然界中以现成形式提供的能源称 一次能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断， 下列叙述正确的是( D )。

A.天然气是二次能源 B.石油是二次能源 C.电能是一次能源

D.水力是一次能源

3.下列有关原电池的说法中不正确的是( D )。 A.任何氧化还原反应原则上都可以设计成原电池 B.原电池中电子从负极经导线流入正极

C.原电池中正极得电子数与负极失电子数一定相等

D.铜-锌-稀硫酸组成的原电池，电解质溶液中H+向负极移动

4.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 ( C )

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C．两烧杯中溶液的酸性均减弱 D．产生气泡的速率甲比乙慢

【课后练习(练)】

1．下图表示的装置属于原电池的是 ( B )

2．锌和碳棒用导线连接后插入稀硫酸，锌片是( D ) A.阴极 B.正极 C.阳极 D.负极 3．下面关于原电池的说法，正确的是( B ) A．在正极上发生氧化反应 B．化学性质较活泼的一极为负极 C．在外电路中电子流出的一极为正极 D．原电池是把电能转变为化学能的装置

4．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极， 该金属可能为( C )

A.铝 B.铜 C.锡 D.硅 5．如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细， C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组( D ) A．A是Zn、B是Cu、C为稀H2SO4 B．A是Cu、B是Zn、C为稀H2SO4 C．A是Fe、B是Ag、C为AgNO3溶液 D．A是Ag、B是Fe、C为AgNO3溶液

6. 如右图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一 根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应 一段时间后，观察到的现象是 ( D ) A.两圈仍保持平衡 B.有气泡产生，两圈摇摆不定 C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜

7.(1)将铝片、镁片放入稀硫酸中，用导线相连组成原电池，该电池的负 极是什么？请说明理由，并写出其负极反应式。

(2)若将铝片、镁片放入NaOH溶液中，用导线相连组成原电池，该电池的 负极是什么？请说明理由，并写出其负极反应式。 答：镁片作负极；因为镁比铁活泼；负极的反应式为Mg-2e- Mg2+。

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