6.1.2化学反应与电能高一化学教学讲与练（人教版2019）(原卷版)

第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化第2课时化学反应与电能课程标准核心素养目标1.以原电池为例认识化学能可以转化为电能。设计实验认识构成原电池形成的条件。2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正负极。从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。1．证据推理与模型认知：通过实验认识原电池条件，能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。2．科学探究与创新意识：通过小组探究实验活动，培养学生自主探索创新精神和同学间的交流合作学习的协作精神，培养学生创造性思维与探究能力。一、火力发电——化学能间接转化为电能1.我国目前电能主要来自发电，其次来自发电。2.火力发电的原理首先通过化石燃料燃烧，使能转变为能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。3.能量转换过程化学能eq\o(→,\s\up7(燃料燃烧))热能eq\o(→,\s\up7(蒸汽轮机))机械能eq\o(→,\s\up7(发电机))电能二、原电池——化学能直接转化为电能1.实验探究实验操作实验现象原因解释Zn片：Cu片：反应的离子方程式：Cu片表面无明显变化的原因：Zn片是否溶解：Cu片上是否有气泡：电流表指针偏转说明：Cu片上有气泡说明：2.原电池的概念原电池是把能转化为能的装置；原电池的反应本质是反应。3.原电池的工作原理(1)电极反应负极：Zn－2e－=Zn2＋，发生反应。正极：Cu2＋＋2e－=Cu，发生反应。总反应：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋。(2)三方向：①电流方向：正极→负极；②电子流动方向(导线中)：负极→正极；③阴、阳离子移动方向(电解质溶液中)；阳离子：负极→正极；阴离子：正极→负极。(3)盐桥的组成和作用①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶。②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。③盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。4.原电池的构成条件理论上，放热的反应均可构成原电池。装置条件：(1)具有的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。(2)溶液：两电极均插入溶液中。(3)导线：两电极用导线相连，形成。【方法技巧】原电池的判定方法一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。5．原电池工作原理的简单应用(1)加快氧化还原反应的速率在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大。(2)比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为，活动性弱的金属为。【归纳提升】(1)电极名称的判断方法(2)原电池中电子、离子的移动规律在原电池中，电子在导线中定向移动(由负极流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动(阳离子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们共同组成了一个完整的闭合回路。探究一判断原电池电极的方法鱼雷是一种水中兵器。它可从舰艇、飞机上发射，它发射后可自己控制航行方向和深度，遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。用于攻击敌方水面舰船和潜艇，也可以用于封锁港口和狭窄水道。鱼雷采用AlAg2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解液，电池反应为2Al+3Ag2O+2KOH=6Ag+2KAlO2+H2O，下列说法错误的是() A．Ag2O为电池的正极B．Al在电池反应中被氧化C．电子由Ag2O极经外电路流向Al极D．溶液中的OH向Al极迁移1.通过反应类型判断①失去电子的电极为负极，发生氧化反应；②得到电子的电极为正极，发生还原反应。2.通过电子定向移动方向和电流方向判断①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极；②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。3.根据离子移动方向判断阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。4.根据电极现象判断一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为正极。【特别提醒】确定原电池正、负极应注意的问题(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，两极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正、负极时，既要考虑金属的活泼性强弱也要考虑电解质溶液性质。如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。对于Cu—Fe(或Al)—浓硝酸构成的原电池中，负极为Cu。【例1】(2023·湖南省永州一中高一质检)分别按下图A、B、C所示装置进行实验，图中三个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸。以下错误的是（）A．B中铁片是负极，C中铁片是正极B．三个烧杯中铁片表面均无气泡产生C．产生气泡的速率A中比B中慢D．B溶液中SO42向铁片电极移动1.(2023·河南省开封一中高一期中)某些电子手表安装的纽扣电池由锌和氧化银、KOH溶液构成。放电时，电极反应分别为Zn＋2OH－－2e=Zn(OH)2；Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。下列说法中正确的是()A．锌为正极，电极上发生了氧化反应B．放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变C．溶液中的OH－向正极移动，K＋和H＋向负极移动D．常温下，该电池总反应为非自发的氧化还原反应1．（2023下·安徽涡阳四中高一期中）下列设备工作时，将化学能转化为电能的是ABCD锂离子电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能电池2．（2023下·云南昆明·高一期中）下列装置可以形成原电池的是A． B． C．D．3．（2023下·江苏徐州·高一期中）下列装置中，能形成原电池的是A．B．C． D．4．（2023下·江西吉安·高一校联考）如图为某锌－铜原电池示意图。下列说法正确的是A．电子由铜片通过导线流向锌片B．溶液中的Cu2+向锌电极移动C．正极电极反应式：Zn+2e=Zn2+D．电路中每转移1mol电子，理论上电解质溶液的质量增加0.5g5．（2023下·河北衡水中学高一期中）钢铁不是纯净的铁，通常含有少量的碳，在潮湿的空气中易形成原电池而腐蚀，下列说法正确的是A．铁为正极，发生还原反应 B．铁为负极，发生氧化反应C．碳为正极，发生氧化反应 D．碳为负极，发生还原反应6．（2023下·北京东城·高一统考期末）原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。对如图所示的甲、乙两装置，下列分析正确的是A．甲、乙均能将化学能转化为电能B．甲、乙中铜片上均有气泡产生C．甲、乙中铜片上均发生氧化反应D．甲、乙中均能发生的反应是Zn+2H+=Zn2++H2↑7．（2023下·黑龙江大庆实验中学高一期末）实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是A．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生B．图2中H＋向Zn片移动C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为1∶328．（2023·北京101中学高一统考期中）装置如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是A．铁圈和银圈左右摇摆不定 B．保持平衡状况C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜9．（2023下·辽宁沈阳·高一校联考期末）如图，在盛有稀的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是A．外电路的电流方向为外电路B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为FeC．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为10．（2023下·浙江诸暨中学高一期末）某同学按如图所示的装置做实验，并把实验情况归纳成几条，你认为叙述合理的是①锌为正极，铜为负极②电解质溶液的pH值不变③电流表的指针发生偏转④铜极上有气泡产生⑤溶液中的正离子向负极移动⑥电流方向是由铜极经导线流向锌极A．①③⑥ B．②④⑤ C．③④⑥ D．①③⑤11．（2023下·辽宁葫芦岛高级中学高一期末）将纯锌片和纯铜片按图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c(H＋)均减小 D．产生气泡的速率甲比乙慢12．（2023下·福建宁德·高一校联考期中）如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸溶液C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液13．（2023下·江苏连云港·高一期中）火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极。放电时，下列说法正确的是A．负极上发生还原反应 B．CO2在正极上失电子C．工作时电子由碳纳米管经外电路流向金属钠 D．将化学能转化为电能14．（2023下·福建南平·高一期中）一种简单的原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是A．锌作电池的负极，铜作正极B．电子从锌片流向铜片C．用石墨电极代替铜片后，石墨电极无明显现象D．用稀H2SO4代替CuSO4溶液，电流计指针也发生偏转15．（2023下·陕西汉中·高一统考期中）由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是装置现象金属W不断溶解Y的质量增加W上有气体产生A．装置甲中W作原电池负极B．装置乙中Y电极上的反应式为C．装置丙中电流由Z流向WD．四种金属的活动性强弱顺序为16．（2023下·江西临川一中高一统考）科学研究人员最近发现了一种“水”电池，在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列有关说法正确的是A．正极反应式：Age+Cl=AgClB．AgCl是还原产物C．Na+不断向“水”电池的负极移动D．生成1molNa2Mn5O10转移2mo