高中化学新教材同步必修第二册 实验活动6　化学能转化成电能

实验活动6　化学能转化成电能
第六章　第二节　化学反应的速率与限度
实验目的
1.理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用，体会化学的价值。
2.认识原电池的构成要素及其作用。
实验用品
烧杯、导线、电流表。
锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
实验步骤
电极材料的实验
(1)按下图用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转；用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。
电极材料
电流表指针是
否发生偏转
解释
锌片、铜片
否
没有电解质溶液，不能发生原电池反应
锌片、石墨棒
否
(2)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。
实验装置
实验现象
解释
锌片溶解，表面产生无色气泡
锌的还原性比H2强，溶液中的H＋直接得到Zn失去的电子生成H2
①锌片溶解，表面产生无色气泡
②铜片表面无明显变化
铜的还原性比H2弱，不能置换H2，电子不能在溶液中移动，锌的电子不能转移到铜片，H＋只能在锌片表面被还原成H2
①锌片溶解，表面产生无色气泡
②石墨棒表面无明显变化
石墨为惰性材料，不能置换H2，电子不能通过溶液转移到石墨棒，H＋只能在锌片表面被还原成H2
(3)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。
实验材料
实验现象
解释
Zn、Cu、H2SO4
①锌片溶解
②铜片不溶解，表面产生无色气泡
③电流表指针偏转
锌失去的电子通过导线转移至铜片表面产生电流，溶液中的H＋在铜片表面获得Zn失去的电子生成H2
Zn、石墨、H2SO4
①锌片溶解
②石墨棒表面产生无色气泡
③电流表指针偏转
锌失去的电子通过导线转移至石墨棒表面产生电流，溶液中的H＋在石墨棒表面获得Zn失去的电子生成H2
Cu、石墨、H2SO4
铜片不溶解，电流表指针不偏转
铜的还原性比H2弱，不能发生氧化还原反应，没有电子转移，因而不能产生电流
问题讨论
(1)发生原电池反应的要素有哪些？
化学反应： 。
装置条件：① ，② ，③ 。
(2)写出实验(2)中Zn置换H2的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目：
_______________________________________。
自发进行的氧化还原反应
活动性不同的电极
电解质溶液
形成闭合回路
(3)指出实验(3)锌铜原电池的电极名称，并写出电极反应和电池总反应。
负极： ；
正极： ；
电池反应： 。
(4)实验(3)，若锌片、铜片接触，插入硫酸溶液，能否观察到电流？ 。
(5)实验(3)中锌、石墨原电池中，锌片换成铁片，能否形成电流？若能产生电流，写出电极反应和电池反应。
提示　能产生电流。
负极：Fe－2e－===Fe2＋
正极：2H＋＋2e－===H2↑
电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应
2H＋＋2e－===H2↑，还原反应
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
不能
1.下列装置能发生原电池反应使电流表指针偏转的是____(填序号)。
跟踪强化
1
2
⑤
2.根据题目1中选出的原电池解答下列问题：
(1)负极是____，发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。
该极的现象：_____________。
电极反应式：________________。
(2)正极是_____，电极反应式：______________________________________。
(3)溶液中的Fe3＋移向___极。
(4)电池总反应式：_________________________。
1
2
Cu
氧化
铜片逐渐溶解
Cu－2e－===Cu2＋
石墨
Fe3＋＋e－===Fe2＋(或2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋)
正
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋