人教版化学必修2《化学能与电能(原电池)》教学案 含习题和答案

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1、第二节化学能与电能原电池【资料卡片】热电厂生产的过程利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。中国煤炭的44％用来发电。中国煤炭特点是高硫、高灰分且难洗选煤的比重较大，从1980年到1996年，烟尘排放量基本持平，SO2排放量呈上升的趋势，氮氧化物排放总量得到一定的控制。火电厂冲灰水、灰渣排放量现已彻底解决。【问题探究1】火电站中，从开始到结束能量是怎样转化的？火力发电利与弊？火力发电过程中的能量转化：化石燃料燃烧蒸汽发

2、电机火力发电：化学能热能机械能电能【问题探究2】能否设计一个装置，直接将化学能转化为电能呢？可以设计一个装置使一个自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别发生。化学电池：化学电池化学电源：化学能电能（氧化还原反应）一、化学能直接转化为电能的原理与装置：【实验探究】探究Cu-Zn原电池原理实验：实验现象①Cu、Zn分别插入稀硫酸中锌片上有气泡产生②Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触锌片上有气泡产生③将Cu、Zn用导线连接起来锌片逐渐溶解，铜片有气泡产生④在Cu、Zn导线之间接电流表锌片逐渐溶解，铜片有气泡产生，

3、电流表向铜片偏转⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表锌片逐渐溶解，铜片有气泡产生，电流表向铜片偏转【实验结论】将Cu、Zn用导线连接起来同时插入稀硫酸中，Cu极上会产生气泡，电路中有电流通过。电流表指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。【归纳小结】⑴原电池的定义：将化学能转化为电能的装置。（本质是：自身能发生氧化还原反应）⑵Cu-Zn原电池电极反应式的书写（以铜、锌和稀硫酸组成的原电池为例）：负极(锌片)：Zn－2e－==Zn2＋（发生氧化反应）电子流出的一极正极(铜片)：2H++2e－==H2

4、↑(发生还原反应）电子流入的一极　总的离子反应：Zn+2H+==Zn2++H2↑⑶原电池原理：较活泼的金属作为负极，发生氧化反应，电子从较活泼的金属通过外电路流向较不活泼的金属一极。【分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。将氧化反应和还原反应分开在两个不同的区域进行，将电子转移的过程变为电子的定向移动，从而产生电流，这就是原电池设计的基本思路

5、。1、从得失电子的角度看整个装置中发生的是什么反应？PS：氧化还原反应。2、电子在导线上的流向？PS：电子从负极流向正极。3、电流的流向？PS：电流从正极流向负极。4、电解质溶液中离子的流向？PS：为了保持溶液的电中性，阳离子将流向正极，阴离子流向负极。5、如果将电解质稀硫酸溶液换成硫酸铜溶液？PS：锌片逐渐溶解，铜片会出现增重。【实验探究3】探究原电池构成条件实验一：（可以）（可以）（可以）（不可以）【小结1】形成条件一：活泼性不同的两个电极。（可以是金属与金属，或者金属与导电的非金属）实验二：（可以）（不可以）【

6、小结2】形成条件二：电极需插进电解质溶液中。实验三：（可以）（不可以）【小结3】形成条件三：必须形成闭合回路。【归纳总结】1、原电池构成的条件①有一个自发进行的氧化还原反应；②存在活泼性不同的金属电极或能导电的非金属电极③存在电解质溶液④整个装置构成闭合回路2、判断原电池正、负极的方法:①由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。②根据电流方向或电子流动方向（外电路）判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。③根据原电池两极发生的变化来判断：发生氧化反

7、应的是负极，发生还原反应的是正极。④根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向（内电路）判断：原电池里电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；⑤根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡产生的一极为正极。1、原电池中正、负极一定都参加反应？PS：不一定。2、有没有只存在负极发生反应？又或者正、负极都不参加反应？PS：当正极用导电的非金属做电极时就只有负极参加反应；氢氧燃料电池中，正负极都用铂极作电极，而铂电极是不参加反应的。3、若金属电极在某种电解质时作负极，当电解质改变时，能不能作正极？①Mg—Al原电

8、池中，电解质为稀盐酸，请写出正、负极。PS：Mg作负极，Al作正极。②原电池不变，电解质为NaOH溶液，请写出正、负极。PS：因Al会与NaOH反应：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑，故Al作负极，Mg作正极。③Al—Cu原电池中，电解质为NaOH溶液，请写出正、负极。PS：原理同②，故Al作负极，Cu作正极。④原电池不