6.1.2化学反应与电能习题教案（表格式）高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

年级 高一 学科 化学 活动时间
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课题 6.1.2化学反应与电能习题教案 课题总用课时数 1
教学目标 通过化学反应与电能的习题，进一步巩固原电池装置和原理的知识，深化氧化还原反应与原电池原理之间的联系。 通过习题对原电池装置的设计，提升对化学电池的认识。
教学重难点 重点：理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系；原电池的形成条件。 难点：原电池装置的设计。
学情分析 学生已经学习了有关化学能与电能的基础知识,对原电池装置的设计已经有了初步认识，通过化学反应与电能习题反馈，学生错误率较高的题为：第4题、第8题、第11题、第12题、第13题，说明学生对原电池的反应原理还局限在Zn-Cu-稀硫酸的反应中，考察到其他化学反应原理时又区分不清楚。在后续的习题讲评中应加强氧化还原反应与原电池原理之间的联系这一内容。
教学准备 优化设计小本练习
环节一：试题正误情况大致分析，错误率较高的题目重点讲解 环节二：错题集中讲评 4.下列关于如图所示装置的叙述错误的是(　　) A.Cu片是负极,其质量逐渐减小 B.Cu片上有红棕色气体产生 C.Fe片上发生还原反应 D.H+向Fe片移动 解答：Fe、Cu及浓硝酸形成原电池时,由于铁遇浓硝酸发生钝化,铜与浓硝酸反应生成NO2气体,则Fe片为正极,Cu片为负极。Cu片是负极,质量逐渐减小,A正确;Fe片为正极,正极产生二氧化氮气体,则Fe片上有红棕色气体产生,B错误;Fe片为正极,则Fe片上发生还原反应,C正确;电解质溶液中阳离子向正极移动,则H+向Fe片移动,D正确。 8.(2022山东青岛高一期末)X、Y、Z、M、N代表五种金属,有以下反应: ①Y与M用导线连接放入稀硫酸中,M上冒气泡; ②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路,流入N极; ③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;④水溶液中,X+Y2+X2++Y。 则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　) A.Z>X>Y>M>N B.Z>Y>X>M>N C.Z>X>Y>N>M D.X>Y>M>N>Z 解答：Y与M用导线连接放入稀硫酸中,形成原电池,M上冒气泡,则M是正极,活动性:Y>M;②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路流入N极,则M是负极,活动性:M>N;③Z能与冷水反应生成H2,则Z是非常活泼的金属;④X能置换出Y,则活动性:X>Y。综上所述,金属的活动性:Z>X>Y>M>N。 11.(2022湖南湘西州高一期末)新型微生物电池可应用于酸性有机废水(含C6H6O)的处理,其放电时的工作原理如图所示,其中交换膜为质子交换膜。下列说法正确的是(　　) A.N极为电池的负极 B.工作时,氢离子从N极移向M极 C.N极的电极反应式为O2+4H++4e-2H2O D.N极消耗22.4 L O2(标准状况),M极产生CO2的体积为22.4 L(标准状况) 解答：由图可知,O2→H2O发生还原反应,则N极为电池的正极,A错误;N极是正极,阳离子移向正极,则H+从M极移向N极,B错误;N极发生还原反应,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,C正确;电池总反应式为C6H6O+7O26CO2+3H2O,则消耗1 mol O2时,M极产生 mol CO2,在标准状况下的体积为 mol×22.4 L/mol=19.2 L,D错误。 12.(2022山东聊城高一期末)质量相同的铁棒、石墨棒和足量CuCl2溶液组成的装置如图所示,下列说法正确的是(　　) A.闭合K,电子通过CuCl2溶液移到石墨棒上 B.闭合K,铁棒表面发生的电极反应为Cu2++2e-Cu C.闭合K,转移电子0.2 mol时,理论上石墨棒与铁棒的质量差为1.2 g D.打开K与闭合K时发生的总反应相同 解答：闭合K,电子由铁通过导线到达正极石墨棒上,A错误;闭合K,该装置为原电池,Fe易失电子作负极,石墨棒作正极,铁棒表面发生的电极反应为Fe-2e-Fe2+,B错误;该装置为原电池,当电路中有0.2 mol电子通过时,析出n(Cu)==0.1 mol,m(Cu)=0.1 mol×64 g/mol=6.4 g,Fe电极上溶解的质量为56 g/mol×0.1 mol=5.6 g,理论上石墨棒与铁棒的质量差为6.4 g+5.6 g=12 g,C错误;打开K,反应为CuCl2+FeCu+FeCl2,闭合K时该装置为原电池,电池的总反应为CuCl2+FeCu+FeCl2,发生的总反应相同,D正确。 13.(2022河北石家庄高一期末)我国力争在2060年前实现“碳中和”。海洋酸度的增加可以作为一种潜在的电力获取来源,同时能达成“碳中和”的目的。这项技术的装置示意图如下: 下列说法错误的是(　　) A.Na电极为该原电池装置的负极 B.CO2在正极发生还原反应 C.“有机电解质”不可换成NaOH溶液 D.当电路中转移1 mol e-时,理论上吸收44 g CO2 解答：图中Na→Na+发生氧化反应,则Na电极为负极,A正确;图中正极上H+发生还原反应生成H2(g),CO2→HC,未发生氧化还原反应,B错误;Na与水剧烈反应生成NaOH和H2,该电池不能使用水溶液作为电解质溶液,故“有机电解质”不能换成NaOH溶液,C正确;当电路中转移1 mol e-时,正极区溶液生成1 mol HC,据碳原子守恒推知理论上吸收1 mol CO2,D正确。 14.(2022北京昌平区高一期末)电池是人类生产生活能源的重要来源之一。 Ⅰ.如图是一个原电池装置。 (1)该装置是利用反应a设计的原电池装置,反应a的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　;反应b(NaOH+HClNaCl+H2O)是否也可以设计成原电池,理由是　 　。 (2)按照构成电池的基本要素来看,负极反应物是　　　　(填化学式,下同),正极反应物是　　　　　　　,正极材料是　　　　　,电解质溶液是　　　　　　　　　　　。 (3)铜电极上的电极反应是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)完整说明该原电池装置是如何形成电流的 　。 Ⅱ.如图是利用反应c设计的原电池装置。 (5)反应c的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　。 (6)该装置将氧化反应和还原反应分开进行,还原反应在　　　　　(填“铁”或“石墨”)电极上发生。 (1)Zn+2H+Zn2++H2↑　不可以。该反应不是氧化还原反应,无电子转移 (2)Zn　H2SO4(H+)　Cu　稀硫酸 (3)2H++2e-H2↑ (4)锌电极失去电子,电子通过导线传导到铜电极上,溶液中的氢离子在铜电极得到电子。同时,电解质溶液中的离子定向移动,构成闭合回路,形成电流 (5)Fe+2Fe3+3Fe2+ (6)石墨 解析 (1)铜与硫酸不反应,锌与硫酸能反应生成硫酸锌和氢气,反应的离子方程式是Zn+2H+Zn2++H2↑;反应b(NaOH+HClNaCl+H2O)不是氧化还原反应,没有电子转移,不能设计成原电池。 (2)按照构成原电池的基本要素来看,锌的活动性大于铜,负极反应物是Zn,氢离子在正极得电子生成氢气,正极反应物是H2SO4(H+),正极材料是Cu,电解质溶液是稀硫酸。 (3)铜电极是正极,氢离子在铜电极上得电子生成氢气,正极反应式是2H++2e-H2↑。 (4)锌电极失去电子,电子通过导线传导到铜电极上,溶液中的氢离子在铜电极得到电子。同时,电解质溶液中的离子定向移动,构成闭合回路,形成电流。 (5)根据图示,铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。 (6)该装置将氧化反应和还原反应分开进行,铁电极发生反应Fe-2e-Fe2+,石墨电极上发生反应Fe3++e-Fe2+,故还原反应在石墨电极上发生。
板书设计 原电池的工作原理 2.判断原电池的正极和负极
作业布置
课后反思