高中化学第二章化学反应与能量2.2.1化学能转化为电能课件新人教版必修2

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重点考向探究 考向1 原电池的工作原理 【典例1】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。在卡片上描述合理的是( ) 实验后的记录: ①Zn为正极,Cu为负极 ②H+向负极移动 ③电子流动方向,由Zn 经外电路流向Cu ④Cu极上有H2产生 ⑤若有1 mol电子流过导 线,则产生H2为0.5 mol ⑥正极的电极反应式为Zn-2e- Zn2+ A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④
探究提示:锌置换出铜构成原电池。
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重点考向探究
考向2 原电池原理的应用
【典例 2】 请利用反应“Cu+2Ag+ 池,并回答下列问题:
2Ag+Cu2+”设计一个化学电
(1)该电池的负极材料是
,正极材料是
,
电解质溶液是
。
(2)在外电路中,电流方向是从
极到
极。
答案:B
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规律方法点拨 1.原电池的判断方法
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2.原电池正、负极判断的五个依据
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设计原电池时,如果给出的是具体的化学反应方程式,电解质溶 液是确定的;如果给出的是离子反应方程式如Fe+Cu2+ Cu+Fe2+, 则电解质溶液不是确定的,只要含有Cu2+的盐溶液即可,如CuCl2溶 液、CuSO4溶液等。
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成功体验1如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减小,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 解析:原电池中,负极金属失去电子,溶解,质量减小,故A极是负 极,B极是正极,根据构成情况判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、 稀盐酸,A、B两项正确;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。 答案:C
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2.若将稀硫酸换作硫酸铜溶液,能否产生电流?电极反应有何不 同?
探究提示:将稀硫酸换作硫酸铜溶液,也可以形成原电池,产生电 流。锌为负极,发生氧化反应:Zn-2e- Zn2+,铜为正极,发生还原反 应:Cu2++2e- Cu,总反应为 Zn+Cu2+ Zn2++Cu。
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探究任务一
原电池的工作原理
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1.在铜锌原电池中,电子是怎样移动的?电子能否通过电解质溶液? 如果不能,电流是如何形成的?
探究提示:由于金属锌比金属铜活泼,锌失去电子,电子通过导线 流向铜片。电子不能通过电解质溶液,在稀硫酸中H+移向铜片,SO42移向锌片,阴阳离子定向移动形成电流。
第二节 化学能与电能
-1-
第1课时 化学能转化为电能
-2-
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核心素养培养目标
1.能举例说明化学能转化成 电能的实例并了解其应用 2.理解原电池工作原理及构 成条件
核心素养形成脉络
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一、一次能源和二次能源 1.一次能源:直接从自然界取得的能源,如流水、风力、煤炭、石 油、天然气等。 2.二次能源:一次能源经过加工、转换得到的能源,如电力、蒸汽 等。 其中电能是应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源。
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(4)反应本质:氧化还原反应。
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什么反应的化学能才能转化成电能?为什么? 思考提示:氧化还原反应,因为只有氧化还原反应才有电子的转 移。
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判断下列说法是否正确。正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)原电池是一种电能转化为化学能的装置。( ) (2)负极失去电子发生氧化反应。( ) (3)正极是电子流出极。( ) (4)用导线连接的铜片和锌片插入稀硫酸中,锌片上有大量气泡产 生。( ) 解析:(1)原电池是化学能转化为电能的装置。 (2)负极失去电子,化合价升高,发生氧化反应。 (3)负极是失电子,电子流出的一极。 (4)锌铜原电池中,铜片上产生大量气泡。 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
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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 1 mol电子时,产生 H2 0.5 mol,在溶液中 H+ 向正极移动,SO42-向负极移动,故①②⑥错误,③④⑤正确。
(3)正极反应的产物为
,正极上出现的现象
是
;
负极反应的产物为
,负极上出现的现象
是
。
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解析:反应Cu+2Ag+
2Ag+Cu2+中Cu被氧化,Ag+被还原,所以
需用Cu棒作负极,正极材料可选用活泼性比Cu弱的金属,如Ag等,正
二、化学能转化为电能 1.间接转化——火力发电
(1)过程:化学能 热能 机械能
电能。
(2)燃烧是使化学能转化为电能的关键。
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2.直接转化——原电池 (1)定义:将化学能转变为电能的装置。 (2)构成条件:
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(3)工作原理:
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探究任务二 原电池原理的应用
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1.NaOH+HCl 为什么?
NaCl+H2O,能利用这个反应设计成原电池吗?
探究提示:不能。因为该反应不是氧化还原反应。
2.锌与稀硫酸反应制H2时向溶液中加少量CuSO4后,为什么反应 速率加快?