第二节 实验活动6 化学能转化成电能 【人教版高中化学 必修第二册 】

1、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，不能发生原电池反应锌片、石墨棒否(2)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。实验装置实验现象解释锌片溶解，表面产生无色气泡锌的还原性比H2强，溶液中的H直接得到Zn失去的电子生成H2锌片溶解，表面产生无色气泡；铜片表面无明显现象

2、铜的还原性比H2弱，不能置换出H2，H在锌片表面被还原成H2锌片溶解，表面产生无色气泡；石墨棒表面无明显现象石墨为惰性材料，不能置换出H2，H在锌片表面被还原成H22.原电池实验按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。实验材料实验现象解释Zn、Cu、H2SO4锌片溶解；铜片不溶解，表面产生无色气泡；电流表指针偏转锌失去的电子通过导线转移至铜片表面产生电流，溶液中的H在铜片表面获得电子生成H2Zn、石墨、H2SO4锌片溶解；石墨棒表面产生无色气泡；电流表指针偏转锌失去的电子通过导线转移至石墨棒表面产生电流，溶液中的H在石墨棒表面获得电子生成H2Cu、石墨、H2SO4铜片不溶解，电流表指针不

3、偏转铜的还原性比H2弱，不能发生氧化还原反应，没有电子转移，因而不能产生电流问题讨论1.根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素。提示(1)工作原理：负极失去电子发生氧化反应，电子通过导线流入正极，溶液中的离子在正极上得到电子发生还原反应。(2)构成要素：化学反应：自发进行的氧化还原反应。装置条件：a.活泼性不同的电极，b.电解质溶液，c.形成闭合回路。2.指出原电池实验中铜锌原电池的电极名称，并写出电极反应和电池总反应。提示Zn：负极，Zn2e=Zn2；Cu：正极，2H2e=H2；电池总反应：Zn2H=Zn2H2。3.在原电池实验中，若锌片、铜片接触，插入硫酸溶液，能否观察到电流？提示不

4、能。4.将原电池实验中锌石墨原电池中的锌片换成铁片，能否形成电流？若能产生电流，写出电极反应和电池总反应。提示能产生电流。负极：Fe2e=Fe2；正极：2H2e=H2；电池总反应：Fe2H=Fe2H2。1.某小组为研究原电池原理，设计了如图所示装置。下列叙述正确的是()A.a和b不连接时，铁片上会有H2产生B.a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cu22e=CuC.a和b用导线连接时，电子由a流向bD.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色答案D解析a和b不连接时，铁片直接在溶液中与硫酸铜发生反应，不会产生氢气，A项错误；a和b用导线连接时，构成原电池，铁比铜活泼，铁为负

5、极，则电子由b流向a，铁片上发生的反应为Fe2e=Fe2，B、C项错误；无论a和b是否连接，铁片均会溶解，都生成Fe2，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，D项正确。2.现有两个反应：a.NaOHHCl=NaClH2Ob.Cu2Ag=2AgCu2(1)根据两反应本质，判断它们能否设计成原电池：_。如果不能，说明其原因：_。(2)如果可以，则写出正、负极材料，电极反应式及反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)，电解质溶液名称。负极：_，_，_。正极：_，_，_。电解质溶液：_。.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示

6、。反应过程中有红棕色气体产生。Ot1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_，溶液中的H向_移动；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_。答案.(1)a不能，b可以a是非氧化还原反应，没有电子转移(2)CuCu2e=Cu2氧化反应石墨棒(或Ag、铂、金等，任选一种)2Ag2e=2Ag还原反应硝酸银溶液.2HNOe=NO2H2O正极Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应解析.(1)能设计成原电池的化学反应必须是自发进行的氧化还原反应，否则不能设计成原电池。(2)根据Cu2Ag=2AgCu2可知，Cu应为负极，失电子被氧化，正极可为石墨棒、Ag等，正极上Ag得电子生成Ag，电解质溶液为AgNO3溶液。.正极上NO得电子发生还原反应，故电极反应式为