高中化学人教版（2019）必修二 第六章第一节化学反应与能量变化第二课时学案（含答案）

第六章第一节化学反应与能量变化
第二课时学案
【学习目标】
1．认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。
2．通过探究实验，能辨识原电池的构成要素；能设计简单原电池。
3．能正确判断原电池的正负极；能够正确书写电极反应及总反应方程式。
【目标一】火力发电（间接转变）
1．我国目前电能主要来自_____发电，其次来自_____发电。
2．火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使_______转变为_____，加热使水汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。
(
燃料燃烧
化学能
) (
蒸汽轮机
) (
发电机
)3．火力发电流程：
(
能
) (
电能
) (
能
)
其中能量转换的关键环节是______________。
4．火力发电缺点：①转换环节多；②发电效率低；③能源浪费多；④环境污染严重等。
5．燃烧的氧化还原反应本质：
氧化剂与还原剂之间发生电子转移，引起化学键重新组合，同时伴随有能量变化。
【思考】能否将氧化还原反应释放的能量直接转化为电能呢？
【目标二】原电池工作原理
1．实验探究（实验6-3）
实验装置 实验现象 实验结论或解释
锌片： ，有 产生 铜片： 锌与稀硫酸反应生成 ，铜与稀硫酸
锌片： 铜片： 电流表：指针 锌 电子，变为 ，电子经过导线流向 ，产生电流， 在铜片上 电子生成 ，反应过程中产生了
2．原电池的概念：
定义：把___________转化为_______的装置。其反应本质是________________。
从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应（即符合强氧化剂与强还原剂反应生成弱的氧化剂
与弱的还原剂的反应），都可设计为原电池。
3．工作原理：
以Zn|H2SO4|Cu原电池为例，如右图所示：
负极（Zn）： （氧化反应）
正极（Cu）： （还原反应）
总反应： （氧化还原反应）
负极：较活泼的一极或电子流出的极，发生氧化反应的极。
(
外电路
)正极：较不活泼的一极或电子流入的极，发生还原反应的极。
(
外电路
)电子流向：负极（Zn） 正极（Cu） （阳离子移向正极）
电流方向：正极（Cu） 负极（Zn） （阴离子移向负极）
【总结】如在Zn + CuSO4===ZnSO4 + Cu 原电池中，电极反应及离子移动：
4．构成原电池的条件：
阅读课本P37【实验探究--简单原电池的设计与制作】
【问题和讨论】
⑴水果电池中，水果的作用是什么
⑵ 通过比较不同材料作电极的简易电池，你是否发现电极材料的选择有一些值得注意的问题 请与同学交流你的经验。
⑶ 在以上实验中，电池不可或缺的构成部分有哪些
【归纳总结】原电池的构成条件：
⑴ ⑵
⑶ ⑷本质条件：
【导练1】下列装置能构成原电池的是（ ）
(
Zn
H
2
SO
4
Zn
Zn
C
2
H
5
OH
Cu
Zn
H
2
SO
4
Cu
Zn
HCl
Cu
Fe
HCl
A B C D E
)
【特别注意】：
⑴ 电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成一个完整的闭合回路。
⑵ 在原电池中，电子不能通过电解质溶液。
⑶ 原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
5．电极反应式的书写
【导练2】将下列反应设计成原电池：
⑴ Zn与CuSO4反应：负极（材料为 ）： （ 反应）
正极（材料为 ）： （ 反应）
总化学反应式：
⑵ Fe与FeCl3反应： 负极（材料为 ）： （ 反应）
正极（材料为 ）： （ 反应）
总化学反应式：
6．原电池正负极的判断：
⑴ 根据电极材料判断，一般情况下相对活泼的金属作 ，活泼性较弱的金属或非金属导体作 。
【说明】此判定一定要注意实际情况，如：Mg－Al－NaOH，Al才是负极；Al－Cu－浓硝酸，Cu才是负极；如果是由金属和非金属导体(或金属氧化物导体)作电极，金属是负极，非金属导体(或金属氧化物导体) 作正极。
⑵ 根据氧化反应、还原反应发生的位置判定，发生氧化反应的极(或失电子的极)为 ，
即（负失氧）；发生还原反应的极(或得电子的极)为 ，即（正得还）。
⑶ 根据电子流出或电流流入的电极为 ，相反为 。
⑷ 根据电解质溶液内离子流动方向判断：阳离子移向的电极为 ，阴离子移向的电极为 。
⑸ 根据原电池的两极发生的现象判断：
溶解或质量减轻的电极为 ，有气体或金属析出的电极为 。
7．原电池的应用：
⑴ 比较金属的活动性强弱。一般来说，原电池的负极金属比正极金属活动性强。
⑵ 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。
⑶ 用于金属保护：将被保护的金属与比其活泼的金属连接，形成原电池。
【导练3】为了加快锌粒和稀硫酸反应放出氢气的速率，可以采取的措施有__________。
①将锌粒换为锌粉 ②向体系中加入比原硫酸浓度大的稀硫酸
③向体系中加入醋酸钠 ④向体系中加入铜粉 ⑤向体系中加入少量硝酸
【导练4】把a、b、c、d四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，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，d极上发生氧化反应，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（ ）
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b > d D．b > d > c > a
【导练5】图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是（ ）
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
(
1
)