6.1.2化学反应与电能 教学设计-2021-2022学年下学期高中化学人教版（2019）必修第二册

一、教材内容分析
6.1.2化学反应与电能
认真阅读教材p36页【实验6-3】，结合图片6-6总结“构成原电池的条件”能够熟练写出简单原电池的电极反应方程式。

根据【实验6-3】的原理，结合教材p37页“探究”提示，自己设计简单原电池，也可以根据提示自己进行改进。

初步了解二次电池和燃料电池
二、教学目标
1．了解燃煤发电的流程及关键步骤；
2．通过预习，尝试填写有关锌铜原电池的基础知识；
3．牢记化学电池的本质；
4．了解常见电源的组成及特点。

三、学习者特征分析
四、教学重点、难点
重点难点：牢记化学电池的本质；
五、教学方法
六、教学过程
教学过程教师活动学生活动设计意图时间
现代生活，我们已经无法离开电能，尤其是一些无线设备，小到手机、ipad、笔记本电脑……大到很多人喜欢的电动汽车、太空上的卫星飞行器等都自身携带有电池。

可是电池内部是怎样产生电能的呢？这节课，我们就来探究一下电池内部的世界。

【预习案】
1.燃煤发电的流程：
2.原电池原理探究
（一）分组进行下列实验并完成表格
仔细阅读实验6-3，并结合实验现象，分析、填写下列表格。

实验1将一块锌片和铜片分别插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

实验2 将一块锌片和铜片同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

实验3 用导线把锌片和铜片连接，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

实验4 在锌片和铜片之间连接一个电流计后，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。

实验现象
结论
实验1
锌片上_____________。

铜片上_____________。

化学方程式：_____________， 说明金属活动性性：Zn________Cu 。

实验2 锌片上_____________。

铜片上_____________。

实验3 铜片上_____________。

实验4
电流计指针________。

产生了_____________。

原电池的定义：我们称__________________________的装置为原电池 （二）原电池工作原理：以Zn 、Cu 原电池为例
（三）原电池的构成条件 1.必须是_______________溶液；
2.两个电极，其中一个相对较___________的金属为负极，另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。

两个电极直接或间接地连接在一起，
项目 Zn Cu 电极反应 电子得失 反应类型 电极性质
总反应 能量转化
并插入电解质溶液中去。

3.能自发地发生_____________反应。

4.形成闭合回路。

5. 负极：相对的金属，电子，被。

电极质量。

离子流向该电极。

正极：相对的金属，电子，被。

电极质量。

离子流向该电极。

[练一练]
1．用下列物质设计一个原电池，CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH 溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片、铜线。

画出相应的装置图
2.下列哪些装置可以构成原电池？可以构成原电池的请写出电池总反应。

不能构成原电池的装置的原因。

3.把a、b、c、d 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。

若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d极上产生大量气泡；a、c相连时，电流由c经导线流向a；b、d相连电子由d经导线流向b，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a 七、教学反思
八、板书设计
合格考训练
1．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是()
A
B C D
锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶
硅太阳能电池
2.如图所示，电流计指针发生偏转，同时A 极质量减少，B 极上有气泡产生，C 为电解质溶液，下列说法错误的是( )
A ．
B 极为原电池的正极
B ．A 、B 、
C 可能分别为Zn 、Cu 、稀盐酸 C ．C 中阳离子向A 极移动
D ．A 极发生氧化反应
3．下列各装置能构成原电池的是( )
4．实验室制取氢气最好的方法是( )
A ．纯锌与稀硫酸反应
B ．纯锌与浓硫酸反应
C ．纯锌与稀盐酸反应
D ．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
5．根据国外媒体报道，某公司将推出一种全新的银锌电池，这种银锌电池的续航能力要比锂离子电池强，有望取代锂离子电池。

其放电过程可表示为Ag 2O ＋Zn===ZnO ＋2Ag ，此电池放电时，有关说法正确的是( )
A ．电能转化为化学能
B ．电解质溶液是稀硫酸
C ．电子通过外电路从Ag 2O 极流向Zn 极
D ．Zn 做负极被氧化
6．燃料电池是一种新型电池，它主要利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能，氢氧燃料电池的基本反应是
X 极：12O 2(g)＋H 2O(l)＋2e －===2OH －； Y 极：H 2(g)＋2OH －－2e －
===2H 2O(l)。

下列说法正确的是( )
A ．X 是负极
B ．Y 是正极
C ．Y 极上发生还原反应
D ．Y 极上发生氧化反应
等级性测试
1．下列电池工作时，O 2在正极得电子的是( )
A
B
C
D
锌锰电池铅酸蓄电池氢氧燃料电池镍镉电池
2.如图所示，a在金属活动性顺序中排在氢之前，b为碳棒，下列说法中不正确的是()
A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应
B．碳棒上有气体逸出
C．导线上有电流，电子移动方向为a→b
D．反应后a极质量减小
3．下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流的是()
4．镍镉(Ni­Cd)可充电电池可以发生如下反应：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2充电
Cd＋
放电
2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，该电池的负极材料是()
A．Cd B．NiO(OH) C．Cd(OH)2D．Ni(OH)2
5．X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为()
A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W 6．某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是()
选项正极负极电解质溶液
A Cu Zn HCl
B Zn Cu CuSO4
C Cu Zn CuSO4
D Cu Zn ZnCl2
7．将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即产生电流，称为甲烷燃料电池。

下列有关说法中错误的是()
A．CH4在负极上反应，O2在正极上反应B．放电过程中电解质溶液的碱性减弱
C．此电池属于环境友好型电池D．此电池中化学能100%转化为电能
8．将两极质量相同的铜棒和锌棒，用导线相连接后插入CuSO4溶液中，经过一段时间后，取出洗净后干燥并称重，两棒质量相差6.45 g，导线中通过的电子的物质的量为() A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.3 mol D．0.4 mol
9．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，A g2O＋H2O ＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应式为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。

根据反应式回答下列问题：
(1)________是负极，Ag2O发生______反应。

(2)电流由________极流向________极(填“Zn”或“Ag2O”)，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗物质的质量是________g。

(3)在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量_ _(填“增大”“减小”或“不变”)
10.某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。

请回答下列问题：
(1)打开K，观察到的现象为_______________________________________。

(2)关闭K，观察到的现象为______________________________________。

此电池的负极的电极反应式为_____________________________________。

(3)关闭K，溶液中阳离子向_____(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是__。

答案
合格考1.解析：选A。

A项，锂离子电池将化学能转化为电能，故正确；B项，太阳能集热器将太阳能转化为热能，故错误；C项，燃烧是放热反应，将化学能转化为热能，故错误；D项，硅太阳能电池将太阳能转化为电能，故错误。

2.解析：选C。

原电池中，负极金属失去电子，质量减小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，A、B项正确；离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项正确。

3.解析：选B。

A项中两电极相同，A项错误；C项中蔗糖溶液是非电解质溶液，C项错误；D项中两烧杯中溶液是分开的，没有形成闭合回路，D项错误。

4.解析：选D。

含有铜和银的粗锌与稀硫酸反应时，由于发生原电池反应，生成氢气的速率加快。

5.解析：选D。

原电池是将化学能转化为电能的装置，A选项错误；从总反应式可以看出，电池放电后生成了ZnO，ZnO在酸性溶液中不能存在，所以电解质溶液为碱性溶液，B 选项错误；原电池中，电子通过外电路从负极(Zn)流向正极(Ag2O)，C选项错误；Zn做负极，发生氧化反应，D选项正确。

6.解析：选D。

由电极反应式可知，X极上发生得到电子的还原反应，是原电池的正极，
Y极上发生失去电子的氧化反应，是原电池的负极。

等级性测试
1.答案：C
2.解析：选A。

由题图知，a、b与稀硫酸构成了原电池，在该原电池中，因活泼性a>b(碳棒)，故a为负极，发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，选项A错误；b极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故碳棒上有气体逸出，选项B正确；a极失去的电子通过导线转移到b极，即电子移动方向为a→b，选项C正确；a极失去电子后转变为离子进入溶液，故a极逐渐溶解，质量减小，选项D正确。

3.解析：选B。

A、D项，两极的材料相同，不能形成原电池；C项，酒精是非电解质，不能形成原电池。

4.解析：选A。

放电时，元素化合价升高的物质做负极。

5.答案：A
6.解析：选C。

将Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆分为两个半反应：氧化反应(负极反应)为Zn －2e－===Zn2＋；还原反应(正极反应)为Cu2＋＋2e－===Cu。

则该原电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属，电解质溶液中含Cu2＋。

7.解析：选D。

A项，甲烷燃料电池中，燃料失电子发生氧化反应，所以CH4在负极上反应，O2得电子发生还原反应，所以O2在正极上反应，正确；B项，根据电池总反应CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O知，OH－参加反应，所以溶液中OH－浓度降低，溶液的碱性减弱，正确；C项，该电池放电时不产生对环境有污染的物质，所以属于环境友好型电池，正确；D项，此电池中化学能转化为电能和少量热能，错误。

8.解析：选A。

负极：Zn－2e－===Zn2＋，1 mol Zn失去2 mol电子减重65 g；正极：Cu2＋＋2e－===Cu，1 mol Cu2＋得到2 mol电子增重64 g；此时两极质量相差：65 g＋64 g＝129 g。

若两棒质量相差6.45 g，则参加反应的锌及生成的铜均为0.05 mol，应转移0.1 mol电子。

9.解析：(1)根据电极反应式可知，Zn失电子被氧化，做负极，Ag2O得电子被还原，发生还原反应。

(2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，电流方向与电子流向相反，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗Zn 的质量是32.5 g。

(3)由总反应式可知，电池使用过程中KOH的物质的量不变。

答案：(1)Zn还原(2)Ag2O Zn32.5(3)不变
10.解析：(1)打开K，锌与硫酸铜直接反应置换出铜，锌棒上附着有红色固体。

(2)关闭K，形成原电池，电流表指针偏转，锌做负极，碳做正极，溶液中的铜离子在碳棒上得到电子生成铜，碳棒上附着有红色固体；负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。

(3)关闭K，溶液中的阳离子向正极移动，即向C极移动，电子从锌中流出经导线流向碳。

答案：(1)锌棒上附着有红色固体(2)电流表指针偏转，碳棒上附着有红色固体Zn－2e－===Zn2＋(3)C Zn→C(或负极→正极)。