专题2第三单元第1课时化学能转化为电能导学案

1、.第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能知识条目必考要求加试要求1.原电池的概念aa2.铜锌原电池的原理及电极反响式bb3.原电池的构成条件ab才能要求1.通过实验探究认识化学能可以转化为电能。2.从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。3.会书写简单的原电池的电极反响式及电池总反响方程式离子方程式。一、原电池工作原理按要求完成以下实验，并填表：实验步骤现象锌片逐渐溶解，外表有气泡；铜片外表无气泡锌片逐渐溶解，铜片外表有气泡，电流计指针发生偏转两锌片逐渐溶解且外表都有气泡，电流计指针不偏转无现象解释或说明锌与稀硫酸发生置换反响产生H2，而铜那么不能锌与稀硫酸反

2、响，但氢气在铜片上产生，导线中有电流锌与稀硫酸反响产生氢气，但导线中无电流乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反响根据上述实验答复以下问题：1装置中能量是如何转化的？具备这种特点的装置名称是什么？答案化学能转化为电能；该装置称为原电池。2原电池的工作原理分析以下图并填空：原电池总反响式：Zn2H=Zn2H2。能量转化过程：原电池在工作时，负极失去电子，电子通过导线流向正极，溶液中氧化性物质得到电子，发生复原反响，这样氧化反响和复原反响不断发生，闭合回路中不断有电子流产生，也就形成了电流，即化学能转变为电能。3结合原电池工作原理及上述实验现象，分析原电池的构成条件是什么？答案理论上，自发的氧化复原反

3、响均可构成原电池。详细条件是具有活动性不同的两个电极金属与金属或金属与能导电的非金属；溶液：两电极均插入电解质溶液中；导线：两极用导线相连，形成闭合回路。1在如下图的8个装置中，属于原电池的是_。答案DFG解析图中A、B都只有一个电极，C中是两个活动性一样的电极，E中酒精不是电解质溶液，H不能形成闭合回路，它们不属于原电池，属于原电池的只有D、F、G。思维启迪原电池的断定方法：一看反响原理能否自发地进展氧化复原反响；二看构成条件两极一液成回路：两个活动性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路。2.在如下图的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种表达不正确的选项是A碳

4、棒上有气体放出，溶液中cH减小Ba是正极，b是负极C导线中有电子流动，电子从a极到b极Da极上发生了氧化反响答案B解析显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活动性ab碳棒，所以a为原电池的负极，b为正极。电极反响式：a负极：ane=an氧化反响；b正极：nHne=H2复原反响。由于正极放电消耗H，溶液中cH减小。在外电路中，电子由a极流向b极。二、原电池原理的应用1由A、B、C、D四种金属按下表中装置进展实验。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答复以下问题：1装置甲中负极的电极反响式是_。2装置乙中正极的电极反响式是_。3装置丙中溶液的pH变化是_

5、。4四种金属活动性由强到弱的顺序是_。答案1A2e=A22Cu22e=Cu3增大4DABC解析据图知活动性：AB，A作负极，电极反响式为A2e=A2；据图知活动性：BC，正极反响式为Cu22e=Cu；据图知活动性：DA，正极反响式为2H2e=H2，故cH减小，pH增大。据、知活动性：DABC。2钢铁在潮湿的空气中很快被腐蚀，如下图。答复以下问题：1钢铁外表形成的电解质溶液中溶有O2，通常溶液呈中性或弱碱性。2钢铁外表会形成无数微小的原电池，负极是Fe，正极是C。3负极反响式是2Fe4e=2Fe2，正极反响式是2H2OO24e=4OH。4总反响的化学方程式是2Fe2H2OO2=2FeOH2，4F

6、eOH2O22H2O=4FeOH3，最终生成红色的铁锈Fe2O3xH2O。5金属跟电解质溶液接触，发生原电池反响，比较活泼的金属失去电子被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。3设计原电池如：把Fe2Fe3=3Fe2设计成原电池，可用Fe作负极，铜或石墨作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。4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，那么构成以Zn、Fe为电极的原电池，Zn被消耗掉而Fe得到保护。1.利用原电池原理可比较金属活动性作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性弱。2形成原电池可改变化学反响速率如金属外表形成原电池会加速金属被腐蚀，即金属易发生电化学

7、腐蚀。3在钢铁腐蚀过程中，以下五种变化可能发生的是Fe2转化为Fe3O2被复原产生H2FeOH3失水形成Fe2O3xH2O杂质碳被氧化A只有 B只有C D答案C解析此题考察钢铁的电化学腐蚀。在腐蚀过程中，负极Fe2e=Fe2，正极O2或H得电子，Fe2与OH结合生成FeOH2，FeOH2被氧化生成FeOH3，FeOH3失水形成铁锈。4铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。1写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_。2假设将1中的反响设计成原电池，可用_作负极，_作正极，_作电解质溶液。写出电极反响式：负极反响：_；正极反响：_。答案12F

8、e3Cu=2Fe2Cu22铜石墨FeCl3溶液Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2解析该氧化复原反响可拆分为如下两个半反响：氧化反响负极反响：Cu2e=Cu2。复原反响正极反响：2Fe32e=2Fe2。故Cu作负极，活动性比Cu差的材料作正极，如Ag、C等，FeCl3溶液作电解质溶液。原电池是把化学能转化为电能的装置。其工作原理是1以下装置不能构成原电池的是答案C解析C选项中两种金属都不能和稀H2SO4发生自发的氧化复原反响，故C选项中装置不能构成原电池。2以下表达正确的选项是原电池是把化学能转化成电能的一种装置原电池的正极发生氧化反响，负极发生复原反响不能自发进展的氧化复原反响，通过原电池

9、的装置均可实现碳棒不能用来作原电池的正极反响Cu2Ag=2AgCu2，能以原电池的形式来实现A B C D答案A解析原电池是把化学能转化为电能的一种装置，正确；在发生反响时，原电池的正极要得到电子而发生复原反响，负极要失去电子而发生氧化反响，错误；铜与稀硫酸不能发生反响，假设用铜作负极，碳棒作正极，稀硫酸作电解质溶液，组成原电池，此反响仍然不能发生，错误；碳棒可以用来作原电池的正极，错误；可以用铜作负极，碳棒作正极，AgNO3溶液作电解质溶液，组成原电池，此时即可发生反响Cu2Ag=2AgCu2，正确。故A正确。3将纯锌片和纯铜片按以下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下表达正确的选项

10、是A两个装置都构成了原电池B甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池C两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生D产生气泡的速率甲比乙慢答案B解析甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；铜作正极，氢离子在铜极上得电子，生成氢气；总反响式为ZnH2SO4=ZnSO4H2。乙装置没有构成原电池，因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成氢气的速率加快。4四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是A BC D答案B解析相连时，外电路电流从流向，说明为负极；相连时，为负极；相连时，上有气泡

11、产生，说明为负极；相连时，的质量减少，说明为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为，选项B正确。5在铜锌原电池中如以下图，以硫酸铜为电解质溶液，锌为_极，电极上发生的是_填“氧化或“复原反响，电极反响式为_。锌片上观察到的现象为_；铜为_极，电极上发生的是_填“氧化或“复原反响，电极反响式是_；铜片上观察到的现象是_，原电池总反响的离子方程式为_。答案负氧化Zn2e=Zn2锌片溶解正复原Cu22e=Cu铜极变粗ZnCu2=Zn2Cu解析CuSO4为电解质溶液时，铜锌原电池的负极为锌，电极反响式为Zn2e=Zn2，所以锌片不断溶解，正极为铜，电极反响式为Cu22e=Cu，所以铜极不

12、断变粗，电池总反响式为ZnCu2=Zn2Cu。 根底过关题组一原电池的形成与判断1以下有关原电池的表达中正确的选项是A把电能转变为化学能的装置B活泼金属作正极，不活泼金属或非金属作负极C外电路中电子从负极流向正极D正极发生氧化反响答案C2一个原电池的总反响的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，该原电池的合理组成是选项正极负极电解质溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DZnFeCuCl2答案C解析由总反响式知，Zn被氧化作原电池的负极，符合条件的有B、C两项，电解质溶液中Cu22e=Cu，B选项中是2H2e=H2，故应选C。题组二原电池正极和负极的判断3分析以下图所示

13、的四个原电池装置，结论正确的选项是A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反响式：6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反响式：Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反响式：2H2e=H2答案B解析A项，中Al失电子，作负极，中铁在常温下遇浓硫酸钝化，铜作负极，错误；B项，中Mg作正极，电极反响式：6H2O6e=6OH3H2，正确；C项，中铜作负极，错误；D项，中铁、铜、氯化钠溶液构成原电池，铁作负极，铜作正极，发生吸氧腐蚀，正极反响式为O22H2O4e=4OH，错误。4如下图装置，电流计指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，那么A、B、C应是以下各组中的

14、AA是Zn，B是Cu，C为稀硫酸BA是Cu，B是Zn，C为稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液答案D解析A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B两项中的反响为ZnH2SO4=ZnSO4H2，那么A项A极变细，B项A极不变；C和D两项中的反响为Fe2AgNO3=2AgFeNO32，其中C项A极变细，D项A极变粗。5如图为某兴趣小组制作的番茄电池，以下说法正确的选项是A电子由锌通过导线流向铜B该装置将电能转化为化学能C锌电极发生复原

15、反响D铜电极上无气泡产生答案A解析因为番茄汁呈酸性即含有H，可组成原电池。根据原电池的根本知识，其中Zn作负极，发生氧化反响；Cu作正极，发生复原反响。电子由负极Zn通过导线流向正极Cu。H在正极得电子，2H2e=H2，铜电极有气泡产生。6如图是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，在卡片上描绘合理的是实验后的记录：Zn为正极，Cu为负极H向负极挪动电子流动方向：从Zn经外电路流向CuCu极上有H2产生假设有1 mol电子流过导线，那么产生H2 0.5 mol正极的电极反响式为Zn2e=Zn2A BC D答案B解析在该原电池中，金属活动性Zn比Cu活泼，故Zn

16、作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu片，负极反响为Zn2e=Zn2，正极反响为2H2e=H2，故转移1 mol电子时，产生H2 0.5 mol，在溶液中H向正极挪动，SO向负极挪动，故错误，正确，选B项。题组三原电池原理的应用7按以下图装置进展实验，假设x轴表示流入正极的电子的物质的量，那么y轴可以表示cAgcNOa棒的质量b棒的质量 溶液的质量A B C D答案A解析根据图中装置可判断，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银发生氧化复原反响，所以银离子浓度减小，硝酸根浓度不变，正确、错误；在负极上金属铁本身失电子，即a棒质量减轻，正确；

17、正极b棒上析出金属银，即b棒质量增加，错误；负极上金属铁本身失电子，正极Ag上析出金属银，所以溶液的质量是增加了Fe，但是析出了Ag，在转移电子数相等的情况下，析出的金属质量多，所以溶液质量减轻，但不能为零，错误。故A正确。8由质量均为100 g的铁片、铜片和足量的CuSO4溶液组成原电池装置，经过一段时间后，两电极的质量差变为12 g，那么以下说法正确的选项是A铁片溶解了12 gB导线中通过了0.2 mol电子C铜片上析出了6 g CuD铜片溶解了6.4 g答案B解析设铁片溶解的质量为x g，铜片上析出Cu的质量为y g。那么100y100x12，即xy12。由得失电子守恒可得：22，即8x

18、7y。解联立的方程组得x5.6，y6.4。导线中通过电子的物质的量为20.2 mol。题组四钢铁的电化学腐蚀9钢铁生锈过程发生如下反响：2FeO22H2O=2FeOH2；4FeOH2O22H2O=4FeOH3；2FeOH3=Fe2O33H2O。以下说法正确的选项是A反响、中电子转移数目相等B反响中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀答案A解析反响中消耗O2的量相等，两个反响都仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确；中H2O的H、O两元素的化合价都没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢质水管中的铁构成原电池，使钢质水管的腐蚀速率

19、加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，D项错。才能提升10.在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡如右图所示。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。1片刻后可观察到的现象是指悬吊的金属圈_。A铁圈和银圈左右摇摆不定 B保持平衡状态不变C铁圈向下倾斜 D银圈向下倾斜2产生上述现象的原因是_。3写出反响的化学方程式：_。答案1D2参加CuSO4溶液后，构成FeAg原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2在银圈上得电子，生成的Cu沉积在银圈上，质量增加3FeCuSO4=FeSO4Cu解析参加CuSO4溶液后，构成FeAg原电池，Fe失电子作

20、负极，质量减轻，Cu2在正极银圈上得电子，生成金属铜沉积在上面使其质量增加。111现有如下两个反响：ANaOHHCl=NaClH2OBCu2Ag=2AgCu2根据两反响本质，判断能否设计成原电池：_。假如不能，说明其原因：_。假如可以，那么写出正、负极材料，电极反响式及反响类型“氧化反响或“复原反响：负极：_，_，_。正极：_，_，_。2利用反响2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，假设将该反响设计为原电池。负极材料是_写名称，电极反响为_。正极电极反响式为_。溶液中SO向_极挪动。答案1A不能，B可以A不是氧化复原反响，没有电子转移CuCu2e=Cu2氧化反响碳棒、Ag、铂、金任选一种2Ag2e=2Ag复原反响2铜Cu2e=Cu