高中化学 第二章第二节第1课时 原 电 池同步辅导与检测课件 新人教版必修2.ppt

第二节化学能与电能第1课时原电池 化学反应与能量 第1课时原电池 格林太太是一位美丽 乐观的中年妇女 当她开怀大笑的时候 人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙 其中一颗是黄金的 另一颗是不锈钢的 令人百思不解的是自从镶上不锈钢假牙后 格林太太经常头痛 夜间失眠 心情烦躁 医生绞尽了脑汁 格林太太的病情仍未好转 后来一位年轻的化学家来看望格林太太 并为格林太太揭开了病因 原来是两颗金属的假牙与唾液中的电解质形成了原电池 产生了微小的电流 使得格林太太头痛 原电池是如何形成的 它需要什么条件 1 了解化学能与电能的转化关系 2 初步了解化学电池的工作原理及应用 3 会书写简单的电极反应式 化学能转化为电能 1 一次能源和二次能源 1 一次能源 直接从 取得的能源 包括风力 潮汐 原煤 天然气 天然铀矿等 2 二次能源 经过加工 转换得到的能源 如电力 蒸汽等 自然界流水 地热石油 一次能源 2 化学能与电能的相互转化 1 燃煤发电的能量转换过程 2 原电池 化学能热能机械能电能 续上表 产生气泡逐渐 发生偏转 溶液中h 在铜片上得电子生成氢原子 氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出 zn易失电子 被氧化成zn2 进入溶液中 定义 把 转化为 的装置 构成条件 具有 的两个电极 具有 电极间构成 反应本质 化学电池的反应本质是 反应 化学能电能 活泼性不同 电解质溶液闭合回路 氧化还原 3 电极方程式 表示正 负极发生反应的方程式 如上述实验中负极方程式为 正极方程式为 4 电极 负极 电子 发生 反应的电极 正极 电子 发生 反应的电极 得还原 zn 2e zn2 2h 2e h2 失氧化 应用思考 原电池是如何构成闭合回路的 请从电子流向和离子移动方向分析 提示 在外电路 电子从负极流出经导线流向正极 在电解质溶液中 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 综合拓展 一 原电池的工作原理 续上表 续上表 特别关注 正极或负极本身都不一定发生反应 有的电池中只有负极本身反应而正极不反应 有的电池中正 负极本身都反应 有的电池中正 负极本身都不反应 二 正 负极的判断方法1 根据电极材料判断一般来讲 活动性较强的金属为负极 活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极 2 根据电流方向或电子流动方向来判断在外电路 导线 上 电流由正极流向负极 电子流动方向是由负极流向正极 3 根据反应类型判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应 正极总是得电子发生还原反应 4 根据现象判断溶解的一极为负极 增重或有气泡放出的一极为正极 特别关注 在判断原电池正 负极时 不要只根据金属活泼性的相对强弱 还要考虑电解质溶液 1 mg al和稀hcl构成原电池中 mg作负极 al作正极 而若把稀hcl换为naoh溶液 al作负极 mg作正极 2 al cu和naoh溶液构成的原电池中 al作负极 而若把naoh溶液换为浓hno3 cu作负极 三 原电池原理的应用1 比较金属活泼性作负极的金属活泼性强 作正极的金属活泼性弱 2 改变化学反应速率如 在zn和稀硫酸反应时 滴加少量cuso4溶液 则zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极 从而加快zn与稀硫酸反应的速率 3 保护金属设备如 船体是钢铁材料 在海水中易被腐蚀 在船体外壳焊接上比铁活泼的金属 如zn 则构成以zn fe为电极的原电池 zn被消耗掉而fe得到保护 4 原电池的设计以zn cuso4 znso4 cu为例说明 特别关注 在设计原电池时 若给出的是离子反应方程式 如 fe cu2 cu fe2 此时电解质不确定为具体的物质 只要是可溶性铜盐即可 如cucl2 cuso4等 尝试应用 1 根据zn 2h zn2 h2 的反应原理设计一个原电池 当zn为负极时 正极可以选用的金属材料是 a 镁b 石墨c 铝d 铅 解析 特别注意题干中要求选择金属材料 故先否定选项b 而a c选项金属均比zn活泼 故选d 答案 d 2 有关原电池的下列说法中正确的是 a 在外电路中电子由正极流向负极b 在原电池中 只有金属能作负极c 原电池工作时 阳离子向正极方向移动d 原电池工作时 阳离子向负极方向移动 解析 a项电子在外电路由负极流向正极 b项氢氧燃料电池等选用导电碳棒作两极材料也可以 答案 c 3 关于如右图所示装置的叙述中 正确的是 a 铜是正极 铜片附近有气泡产生b 铜片质量逐渐减少c 锌是负极 锌片上有气泡产生d 氢离子在锌片表面被还原 a 一 原电池的构成 某活动小组设计原电池装置 你认为设计合理的是 解析 由原电池的构成条件可知 a项中的两个电极相同 不能形成原电池 c项中没有形成闭合回路 不能形成原电池 d项中酒精为非电解质 也不能形成原电池 fe能与cuso4溶液反应 选b项 答案 b名师点睛 构成原电池的基本条件 1 有两个金属活动性不同的电极 金属与金属或金属与导电的非金属 2 有电解质溶液 3 构成闭合回路 4 有自发的氧化还原反应发生 变式应用 1 理论上不能设计成原电池的化学反应是 a ch4 2o2 co2 2h2ob hno3 naoh nano3 h2oc 2h2 o2 2h2od 2fecl3 fe 3fecl2 b 二 原电池的工作原理 如右下图是zn和cu形成的原电池 某实验兴趣小组做完实验后 在读书卡片上记录如下 其中正确的是 zn为正极 cu为负极 h 向负极移动 电子是由zn经外电路流向cu cu极上有h2产生 若有1mol电子流过导线 则产生的h2为0 5mol 正极的电极反应式为zn 2e zn2 a b c d 解析 在该原电池中 zn比cu活泼 故zn作负极 cu作正极 电子由zn流出经导线流向cu 负极反应为zn 2e zn2 正极反应为2h 2e h2 故每转移1mol电子时 产生0 5molh2 在溶液中h 向正极移动 so向负极移动 故 错误 正确 选b项 答案 b 名师点睛 原电池的工作原理可用顺口溜帮助掌握 原电池分为两极 负极氧化正还原 电子由负流向正 离子阳正阴向负 变式应用 2 下列装置中 导线中的电子由左边一极流向右边一极的是 解析 c中zn作负极 c作正极 d中fe作负极 c作正极 其中d中发生的电极反应为 负极 2fe 4e 2fe2 正极 o2 2h2o 4e 4oh 答案 c 1 下列有关燃煤发电的一系列能量转换的过程 正确的是 a 化学能 热能 机械能 电能 b 热能 化学能 机械能 电能 c 机械能 化学能 热能 电能 d 热能 机械能 化学能 电能 水平测试 c 2 某原电池的总反应的离子方程式是 zn cu2 zn2 cu 此反应的原电池的正确组成是 解析 原电池的负极发生氧化反应 其金属的还原性比正极较强 所以排除b选项 由原电池的总反应的离子方程式知电解质溶液应有cu2 故只有c项符合题意 答案 c 3 下列叙述中正确的是 a 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属b 在原电池中 电子流出的一极是负极 该电极得电子 被还原c 原电池中发生氧化反应的电极是负极d 原电池放电时 电流的方向是从负极到正极 c 4 在如右图所示的水果电池中 外电路上的电流从x电极流向y电极 若x为铁 则y可能是 a 锌b 石墨c 银d 铜 解析 电流的方向与电子的移动方向相反 由已知条件知电子由y电极移向x电极 因此y电极的金属活动性强于铁 故y电极只能为选项中的锌 答案 a 5 在装有水的容器中 用棉线悬挂一个在水中保持水平的金属棒 该棒由铁和铜焊接而成 棉线系在两种金属接缝处 如右下图所示 再向水中加入少量cuso4溶液 经过一段时间后看到的现象是 a 铁端将附着铜增重下沉b 铜端将附着铜增重下沉c 铁端粗细不变而上升d 铜端粗细不变而下沉 解析 当向水中加入cuso4溶液后 fe cu与cuso4溶液构成了原电池 因为fe比cu活泼 则fe作原电池的负极 发生反应 fe 2e fe2 铁棒变细 而cu作原电池的正极 发生反应 cu2 2e cu 铜端有cu单质析出附着在铜棒上 因此铜棒变粗 质量增大 所以铜端下沉 铁端上升 答案 b 6 由a b c d四种金属按下表中装置进行实验 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ph 填 变大 变小 或 不变 4 四种金属活泼性由强到弱的顺序是 解析 据图 知活泼性 a b a作负极 电极反应为a 2e a2 据图 知活泼性 b c 正极反应为cu2 2e cu 据图 知活泼性 d a 正极反应为2h 2e h2 故c h 减小 ph增大 据 知活泼性 d a b c 答案 1 a 2e a2 2 cu2 2e cu 3 变大 4 d a b c 能力提升 7 有a b c d四块金属片 用导线两两相连插入稀硫酸中 可以组成各种原电池 若a与b相连时 a为负极 c与d相连时 c溶解 d上有氢气生成 a与c相连时 c为正极 b与d相连时 电子由d极经导线流向b极 则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为 a a b c db a c d bc c a d bd b d c a 解析 由组成的四个原电池可判断出a b c d四种金属的活动性为 a b c d a c d b 因此有a c d b 即b项正确 答案 b 8 双选 2013 四川成都模拟 下列有关原电池的说法中 正确的是 a 铝片和镁片用导线连接后插入naoh溶液中 镁片较活泼 作负极b 铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中 铜作负极c 镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后 前者较易被腐蚀d 将反应2fe3 fe 3fe2 设计为原电池 则可用锌片作负极 铁片作正极 fecl3溶液作电解质 bd 9 分别按甲 乙所示装置进行实验 图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸 甲中a为电流表 请回答下列问题 1 下列叙述正确的是 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 两烧杯中溶液中的h 浓度均减小d 产生气泡的速率甲比乙慢 2 甲装置中的能量转化形式 能转化为 能 乙装置中的能量转化形式 能转化为 能 3 在甲装置中 某同学发现不仅在铜片上有气泡产生 而且在锌片上也产生了气体 原因可能是 4 在甲装置中 若把稀硫酸换成硫酸铜溶液 请写出铜电极的电极反应 解析 1 甲为原电池 乙中zn与稀硫酸接触反应 甲中h 在铜片上得电子被还原为h2 铜片为正极 且形成原电池后产生气泡的速率比乙快 随着两烧杯中h 不断被消耗 溶液中的c h 均减小 2 甲形成原电池 是将化学能转化为电能 乙主要是将化学能转化为热能 3 锌片上产生气体 可能是由于锌片不纯 锌与杂质形成原电池 4 若将稀硫酸换成cuso4溶液 则铜极上会析出cu 答案 1 c 2 化学电化学热 3 锌片不纯 锌与杂质形成原电池 4 cu2 2e cu 10 铜片 锌片和200ml稀硫酸组成的原电池中 若锌片被腐蚀 当铜片上放出3 36l 标准状况下 气体时 硫酸恰好全部作用完 试回答 1 写出正极 负极反应式 2 产生这些气体消耗了多少克锌 3 有多少个电子