2016-2017学年高一化学必修2学案:(鲁科版)第2章-第3节化学反应的利用-第2课时 含解析

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名称 2016-2017学年高一化学必修2学案:(鲁科版)第2章-第3节化学反应的利用-第2课时 含解析
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2017-01-14 17:41:30

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文档简介

第2课时 化学反应为人类提供能量
1.了解原电池的构成和工作原理。?重点??
2.知道构成原电池的条件。?
3.了解化学能与电能的相互转化以及化学反应的其他应用。?
4.了解常见的化学电源。
基础·初探]
1.原电池工作原理演示实验
装置
现象
铜片上有气泡产生,锌片不断溶解,灯泡发亮
结论
导线中有电流通过,化学反应中化学能转化为电能
解释
当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时:
①锌原子失去电子被氧化为Zn2+进入溶液
②电子由锌片通过导线流向铜片
③溶液中的H+从铜片上获得电子被还原为H2而逸出,就这样电子在导线上做定向移动,形成电流
2.原电池
(1)概念:利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件
理论上,自发的氧化还原反应均可设计构成原电池。
具体条件是①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属);
②溶液:两电极均插入电解质溶液中;
③导线:两极用导线相连,形成闭合回路。
(3)工作原理
原电池总反应式:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
3.常见电池
(1)干电池:又称一次电池,如锌锰电池。
(2)蓄电池:又称二次电池,如铅蓄电池、锂离子电池。
(3)燃料电池:其能量转换效率高,对环境无污染。
(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到稀H2SO4中,锌片上有大量气泡产生。(  )
【答案】 (1)× (2)√ (3)× (4)×
合作·探究]
探究背景]
已知有下列装置:
探究问题]
1.能构成原电池装置的有哪组?
【提示】 A、B
2.不能构成原电池装置的原因是什么?
【提示】 C装置中蔗糖溶液为非电解质溶液;D装置中没形成闭合回路。
3.试用2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+设计出原电池装置图。(标出电子流向和正、负极)
【提示】 
核心·突破]
1.原电池正、负极的“四种”判断方法
2.原电池原理的应用
题组·冲关]
题组1 原电池工作原理
1.(2016·石家庄高一检测)如图所示,下列叙述正确的是(  )
A.铜是负极,铜片上有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原
【解析】 由图可知,Zn为原电池负极,失去电子被氧化,电子经导线流向正极铜电极;溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2;电子流向与电流方向相反。
【答案】 D
2.如图,a在金属活动性顺序表中排在氢之前,b为碳棒,下列说法中不正确的是(  )
A.a极上发生还原反应,b极上发生氧化反应
B.碳棒上有气体逸出
C.导线上有电流,电子流动方向从a→b
D.反应后a极质量减小
【解析】 在该原电池中,a为负极,发生氧化反应,b为正极,发生还原反应,故A错;电子从a→b,H+在正极上得电子生成H2,a逐渐溶解,质量减小,故B、C、D正确。
【答案】 A
3.如图装置中,M棒变细,N棒变粗。由此判断下表所列M、N、R物质,其中合理的是(  )
M
N
R
A


稀硫酸
B


稀盐酸
C


硝酸银
D


蔗糖溶液
【解析】 由于D中蔗糖溶液不是电解质溶液,故D不正确;M棒变细,N棒变粗,则M为负极,N为正极,M的金属活动性比N强,故B错误;N棒变粗则电解质溶液中有能得电子的金属阳离子,故A不正确。
【答案】 C
4.如图所示,在银锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液,锌为______极,该电极上发生的是______反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为_________,锌片上观察到的现象为____________;银为______极,电极上发生的是______反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式是_________,银片上观察到的现象是______________________________。
【解析】 在银、锌及CuSO4溶液形成的原电池中,由于活动性Zn>Ag,所以,Zn作负极:Zn-2e-===Zn2+,Zn片逐渐溶解;Ag作正极:Cu2++2e-===Cu,析出的Cu沉积在Ag片上。
【答案】 负 氧化 Zn-2e-===Zn2+ Zn片逐渐溶解 正 还原 Cu2++2e-===Cu 银片上有红色物质析出
题组2 原电池原理的应用
5.在理论上不能用于设计原电池的化学反应是(  )
A.HCl+NaOH===NaCl+H2O
B.2CH3OH+3O2―→2CO2+4H2O
C.4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
D.2H2+O2===2H2O
【解析】 原电池的化学反应原理是自发的氧化还原反应,有电子的转移,而A项中的反应是中和反应,没有电子的转移,故选A项。
【答案】 A
6.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是(  )
A.①③②④       B.①③④②
C.③④②① D.③①②④
【解析】 由题意知:①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时,外电路电流从②流向①,则金属活泼性①大于②;①③相连时,③为正极,则金属活泼性①大于③;②④相连时,②上有气泡逸出,则金属活泼性④大于②;③④相连时,③的质量减少,则金属活泼性③大于④,故正确顺序为:①③④②。
【答案】 B
7.(2016·济南高一期中)等质量的两份锌粉a、b,分别加入两支相同的试管中,然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸,同时向a中加入少量CuSO4溶液,则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图像表示如图,其中正确的是(  )
【解析】 等质量的两份锌粉中,加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸,同时向a中加入少量CuSO4溶液,则a中发生的反应有:Zn+Cu2+===Zn2++Cu,Zn+2H+===Zn2++H2↑,由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池,所以,a中的反应速率比b中的反应速率大,即反应完成所需的时间短,但Cu2+消耗了少量的Zn,a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑。符合这些条件的图像就是D。
【答案】 D
8.请利用反应“Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+”设计一个化学电池,并回答下列问题:
(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。
(3)正极的产物为______,正极上出现的现象是__________;负极的产物为______,负极上出现的现象是________________________________________________________。
【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,也可选用石墨电极;电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极,正极发生还原反应,产物为Ag,电极变粗;负极发生氧化反应,产物为Cu2+,负极Cu棒溶解。
【答案】 (1)Cu 石墨(或Ag) AgNO3溶液 (2)正 负 (3)Ag 电极变粗 Cu2+ 电极溶解
【规律总结】 金属活动性强弱的判断方法?
?1?与水或酸反应置换出氢气的难易程度。?
?2?最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。?
?3?置换反应。?
?4?阳离子氧化性的强弱。?
?5?通常情况下原电池中负极金属强于正极。