高一化学导学案 编号201602011
第二章第二节化学能与电能（第1课时）
编写人：梁海龙 审核人：备课组成员 编写时间：2013-3-24 组长签字：
【学习目标】
1. 了解煤发电的一般过程；理解原电池的概念、工作原理及构成条件。
2. 通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。
3. 通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。
【学习重点】原电池的概念及构成条件
【学习难点】原电池的工作原理
【知识梳理】
预 习 自 学
一．化学能与电能的相互转化
1. 火力发电
火力发电是指通过化石燃料的燃烧，使 能最终转化为 的过程。在火力发电过程中，经历了一系列的能量转换：
【想一想】火力发电的优缺点有哪些？
【提出问题】能否将化学能直接转化为电能，提高能量的利用率
2. 探究实验
（1）把互不接触的铜片、锌片放到盛有稀硫 ( http: / / www.21cnjy.com )酸的烧杯里，观察到 ，写出有关反应的化学方程式 。在此反应中有无能量的转化？若有，是 能转化成了 能。
（2）把铜片和锌片用导线连接起来，再放到盛 ( http: / / www.21cnjy.com )有稀硫酸的烧杯里，观察到的现象是 ，根据 可以断定铜片 （是或否）参加反应。
（3）在导线中间串联一电流表，可以观察到 ( http: / / www.21cnjy.com ) ，这说明导线里面有 通过。在此过程中， 能转化成了 能。
得出结论：要将化学能直接转 ( http: / / www.21cnjy.com )化为电能，必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行，同时架设桥梁，使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域而形成电流，这样将 能直接转化为 能的装置叫做原电池。
3. 原电池的构成条件和工作原理
（1）原电池的构成条件
【探究】①把上述（3）中的铜片换成锌片 ( http: / / www.21cnjy.com )，使两个电极材料相同，实验现象为 ；②把上述（3）中烧杯里的硫酸换成75%酒精，实验现象是 ；
③把串联着电流表的锌片与铜片分别放到两支盛有稀硫酸的烧杯里，现象为 。
总结原电池的构成条件：
思考交流：在铜锌原电池中，如果用的 ( http: / / www.21cnjy.com )是纯锌，则在锌片表面几乎观察不到气泡，而在实验中我们所用的是粗锌(含有碳)，在锌片和铜片表面都有气泡产生，你现在能解释这种现象吗？
（2）原电池的工作原理
从能量转化角度看，原电池是将 ( http: / / www.21cnjy.com ) 能直接转化为 能的装置；从化学反应来看，原电池的原理是 反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，从而使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
（3）原电池中的电极名称及电极反应式的书写
负极：电子 的一极， 电子，发生 反应（如上述原电池中的 片）；
正极：电子 的一极， 电子，发生 反应（如上述原电池中的 片）；
电极反应式：表示负极、正极得失电子的情况的式子。分析在Zn－Cu原电池中两个电极区域得失电子情况，并写出电极反应式：
正极（铜片）： ；负极（锌片）： ；
电极反应总式： 。
【课堂练习】
1.如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是
( http: / / www.21cnjy.com )
2. 下列烧杯中盛有的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是
( http: / / www.21cnjy.com )
合 作 探 究
【探究】原电池的正负极的判断方法
【课堂练习】
3. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中 ( http: / / www.21cnjy.com )，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，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四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>d>b D、b>d>c>a
【基础知识检测】（A)
1.在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法正确的是
A.锌片是正极，铜片上有气泡产生 B.电流方向是从锌片流向铜片
C.溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D.电解质溶液的pH保持不变
2.实验室中欲制氢气,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(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
3.下列各组材料中，不能组成原电池的是
A B C D
两极材料 Zn片，石墨 Cu片，Ag片 Zn片，Cu片 Fe片，Cu片
电解质溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸
下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是
A.在氧化-还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
C.甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D.将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极
5. 下列装置中电流表中有电流产生的是
( http: / / www.21cnjy.com )
【能力提升】（B）
6. 如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。则A、B、C分别为
A.A是Zn，B是Cu，C ( http: / / www.21cnjy.com )是稀硫酸 B.A是Cu，B是Zn，C是稀硫酸
C.A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液 D.A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液
7.原电池中发生的化学反 ( http: / / www.21cnjy.com )应属于 ，原电池将 能转化为 能。其中，电子流出的一极是原电池的 极，该极发生 反应，电子流入的一极是原电池的 极，该极发生 反应，原电池中电解质溶液的作用是 。
8.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式
若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 负极反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
课堂反思：（通过学习交流，你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）高一化学导学案 编号201602012
第二章第二节化学能与电能（第2课时）
编写人：梁海龙 审核人：备课组成员 编写时间：2013-3-24 组长签字：
【学习目标】
1. 了解生活中常用的化学电池和新型化学电池；
2. 引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
3. 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。
【重点、难点】通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，巩固原电池原理。
预 习 自 学
一、复习：原电池构成条件及工作原理。
二、发展中的化学电源
我们上节课所认识的原电池因其结构简单而不 ( http: / / www.21cnjy.com )能提供持续、稳定的电流，没有太大的使用价值。但是，人们可以根据原电池的反应原理研制出各种有使用价值的化学电源。
1. 干电池：锌锰电池（一次性电池，放电之后 充电，内部的氧化还原反应是 。）
（1）普通锌锰电池：正极材料： ，电 ( http: / / www.21cnjy.com )极反应式为：2NH4++2e–=2NH3↑+H2↑ ； 负极材料： 电极反应式为： ；电解质： 。
（2）碱性锌锰电池：为了延长电池寿命 ( http: / / www.21cnjy.com )和提高其性能，人们将电池内的电解质 换成湿的 ，并在构造上作了改进，制成了 电池。
2. 充电电池：充电电池又称 ，它放电时所进行的 反应，在充电时可以 ，使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现 转变为 ，再由 转变为 。最早使用的充电电池是 。
（1）铅蓄电池：负极反应式： ；
正极反应式：PbO2 ＋SO42－＋4H+ +2e－＝PbSO4＋2H2O
电池总反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O
（2）新型充电电池：①镍镉电池，以 ( http: / / www.21cnjy.com ) 为负极， 为正极，以 为电解质，寿命比铅蓄电池 ，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重 环境。② 电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。③碱金属中的 ，是最轻的金属，活动性 ，是制造电池的理想物质。 电池是新一代可充电的绿色电池。
3、燃料电池
燃料电池中，电极的导电材料一般为多孔的金属板，
负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。
氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液.
负极电极反应式：
正极电极反应式：
总反应式：
特点：高效,环境污染少,外加设备供给氧化剂
【基础知识检测】（A层)
1. 日常所用干电池其电极分别为碳 ( http: / / www.21cnjy.com )棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2e－＝Zn2＋ 、2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2（NH3再用于结合Zn2＋。）根据上述叙述判断下列说法中正确的是
Ａ.干电池中Zn为正极，碳为负极
Ｂ.干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
Ｃ.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器
Ｄ. 干电池工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极
下列关于充电电池叙述，不正确的是
A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B.充电电池可以无限制地反复放电、充电
C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放
3. 燃料燃烧是一种剧烈的 氧化还原 ( http: / / www.21cnjy.com ) 反应，通过燃料燃烧所释放的 能量 再转化为 电能 ，其能量转化率 可高达85%~90% 。燃料电池是一种 高效 、 环境友好 的发电装置。以H2为燃料时，产物为 H2O ；以CH4为燃料时，产物为 H2O 和 CO2 。氢氧燃料电池：电池反应总式为 2H2 + O2 = 2H2O，写出下列电极反应式电解质为H2SO4时，正极： O2+4e-+4H+=2H2O ， 负极：2H2－4e－= 4H+
电解质为KOH时，正极： O2+4e-+2H2O=4OH- ， 负极：2H2+4OH－－4e－= 4H2O
氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池 ( http: / / www.21cnjy.com )，穿过浸入20％－40％的KOH溶液的多孔碳电极，其电池反应为2H2 + 4OH－ ― 4e－ = 4H2O和O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－，则下列叙述正确的
A、通氢气的一极是正极，通氧气的一极是负极
B、通氢气的一极发生的是氧化反应
C、工作一段时间后电解质溶液的pH值增大
D、工作时负极区附近的pH值增大
5. 二次电池又叫可逆电池，下列电池属于二次电池的是
A.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池 B.铅蓄电池
C.氢气燃料电池和甲烷燃料电池 D.镍镉电池和锂电池
6. 锂电池是一代新型高能电 ( http: / / www.21cnjy.com )池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。 某种锂电池的总反应式是Li＋MnO2 ＝ LiMnO2。下列说法正确的是
A. Li是负极，电极反应为Li－e－＝Li+
B. Li是正极，电极反应为Li＋e－＝Li－
C. MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－＝MnO2－
D.锂电池能量高的原因是它所含电子多
7. 人造地球卫星用到的一 ( http: / / www.21cnjy.com )种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为Zn+2OH－－2e－= ZnO+H2↑，Ag2O+H2O +2e－=2Ag+2OH－。据此判断氧化银是
A.负极，被氧化 B.正极，被还原 C.负极，被还原 D.正极，被氧化
8. 镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是
A.Cd(OH)2 B.Ni(OH)2 C.Cd D.NiO(OH)
9. 某原电池反应的离子方程式为：Fe +2H＋＝Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是
A.HNO3为电解质溶液 B.锌为原电池正极 C.铁极质量不变 D.铜为原电池正极
【能力提升】（B层）
10. 以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是
A.锌片溶解了1mol时，铜片上析出了1mol氢气
B.两极上溶解和析出的物质质量相等
C.锌片溶解了1g，铜片上析出了1g氢气
D.锌片溶解了1mol，硫酸消耗了1mol
11. 某同学想测定A、B、C三种金属活动 ( http: / / www.21cnjy.com )顺序,他把这三种金属放到相同物质的量浓度的盐酸中,反应速率都较慢,不易分辨出三者差异,现只有盐酸一种化学试剂,应该用什么方法迅速测出三种金属的活动性顺序
利用原电池原理进行区分：方法是-----将三 ( http: / / www.21cnjy.com )种金属两两组合作电极材料，用导线连接插入盐酸中，观察有气泡产生的一极为正极，金属活泼性相对较弱。
12. 在外界提供相同电量的条件下，Cu2+ ( http: / / www.21cnjy.com )或Ag+分别按Cu2++2e－=Cu或Ag+＋e－=Ag在电极上析出，其析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为
A. 1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g
课堂反思：（通过学习交流，你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
原电池电极反应式书写步骤：
确定化学反应方程式
确定正负极反应的物质
按离子方程式的书写规则写（即质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒，离子的共存）
总反应的离子方程式=正负极电极式之各
