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文檔簡介

1、第二節 化學能與電能(第一課時)【學習目標】知識與技能:1、認識化學能與電能之間的相互轉化 2、認識原電池概念,理解原電池原理,了解組成原電池的條件過程與方法:探究原電池的原理和組成條件,培養分析與歸納能力,學習設計原電池的方法。情感態度與價值觀:感悟化學能與電能相互轉化的意義,認識開發利用新型電池的意義以及使用化學電池對環境的影響。【知識回顧】1、 一次能源:_如:流水、風力、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等二次能源:_如:電力、蒸汽等2、電解質在熔融狀態或水溶液中導電的原因電解質在水溶液中能夠導電,是因為它們在溶液中發生了 ,產生了能夠 的 。因此,電解質溶液導電能力的強弱只取決于在相同條件

2、下溶液中可以自由移動的離子的 及其_。離子化合物在熔融狀態下 ,共價化合物在熔融狀態下 【教學過程】一、化學能與電能的相互轉化1.電能是現代社會中應用最_、使用最_、污染最_的一種_次能源,我國發電總量中_發電仍居首位。燃燒蒸汽發電機2.火力發電原理是通過_燃燒,使_能轉變為_能,加熱水使之_以推動蒸汽輪機,然后帶動_發電。燃煤發電是從燃煤中的化學能開始的一系列能量轉換過程:化學能 _能 _能 _能。思考 能否將化學能直接轉化為電能?3、將化學能轉換成電能的裝置:原電池 探究實驗一實驗步驟分別把鋅片和銅片插入到稀H2SO4中,觀察現象。銅片:鋅片:解釋實驗現象探究實驗二實驗步驟將鋅片和銅片用導

3、線連接,中間接入一個電流表,平行插入盛有稀H2SO4的燒杯中,觀察現象。銅片:鋅片:電流表指針偏轉方向解釋實驗現象 A Zn Cu 原電池定義:將_能轉變成_能的裝置。原理及結構示意圖(以Zn-Cu-稀H2SO4原電池為例)銅片和鋅片作電極,稀硫酸做電解質溶液。Zn片為原電池的_極,其電極反應式為_發生_反應(填“氧化”或“還原”);Cu片為原電池的_極,其電極反應式_,發生_反應。該原電池的總反應式為_,電解質溶液的pH_注意:在同一個電池中兩極反應時,“失去電子數”與“得到電子數”要相同。原電池工作時電子、離子運動方向。外電路(導線):電子從_極經導線流向_極原電池內電解質溶液中:_離子流

4、向負極,_離子流向正極失電子,沿導線流入 還原反應 陰離子陽離子氧化反應 電解質溶液 負 極正 極如圖所示: 化學電池氧化還原反應原電池的反應本質是_反應,即 化學能 電能構成原電池的條件 溶液:_ 電極:A_ B_ C_ 形成_回路 在一定條件下存在_反應【目標檢測】A1. A、B、C都是金屬,A與C組成原電池時,A為負極;A與B組成原電池時,A為正極。則A、B、C三種金屬的活動性順序為( )A、ABC B、ACB C、BAC D、BCA2下列敘述中,可以說明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強的是( ) A在氧化還原反應中,甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多; B同價態陽離子,甲比乙的氧化性

5、強; C甲、乙能跟稀鹽酸反應放出氫氣,而甲方出的比乙多; D將甲、乙作電極組成原電池時,甲是負極3對于原電池的有關敘述錯誤的是 ( )A、發生氧化反應的一極為負極 B、發生氧化反應的一極為正極C、比較不活潑的金屬為負極 D、電流是從原電池的正極流向負極4某原電池的離子反應是:Zn+Cu2+=Zn2+Cu ,該電池的正確組成是( ) ACu為正極,Zn為負極,NaOH為電解質溶液; BZn為正極,Cu為負極,CuSO4為電解質溶液; CCu為正極,Zn為負極,CuSO4為電解質溶液; DCu為正極,Zn為負極,ZnCl2為電解質溶液5.原電池產生電流的本質原因是 ( ) A.原電池中電解質能電離

6、出自由移動的電子 B.有導線將兩個活動性不同的電極連接 C.金屬易失電子 D.原電池中發生了氧化還原反應6.“自由女神”美國的象征,百年來一直矗立在紐約港,經歷著大西洋海風的洗禮,自由女神的外殼材料是銅質,支撐整個雕像的支架是鐵質。近些年女神生病了,她的鐵骨一層層的被銹蝕,蓬松氧化鐵架體積膨脹,鉚固的支腳被撐斷,有專家指出自由女神生病的原因是發生了原電池反應,下面有關敘述正確的是( ) A“自由女神”的銅外殼是原電池的負極 B. 鐵甲作正極,發生還原反應 C.該原電池電極上進行的氧化還原反應的生成物為電子 D.該原電池反應過程中,電子從鐵架轉移到銅殼7.實驗室中欲制氫氣,能較快的制備氫氣的方法

7、是 ( ) A.純鋅與稀硫酸反應 B.純鋅與濃硫酸反應 C.純鋅與稀鹽酸反應 D.粗鋅(含鉛、銅雜質)與稀硫酸反應10.等質量的兩份鋅粉a、b,分別加入過量的稀H2SO4,同時向a中加少量的CuSO4溶液,下列圖表示產生H2的體積(V)與時間(t)的關系,其中正確的是 ( ) V V V V b a b b a a b a 0 t 0 t 0 t 0 t A B C D 8.鋅片和銅片及稀硫酸組成的原電池裝置工作一段時間后,下列說法正確的是 A鋅片是正極,銅片上有氣泡 B.電流方向是從鋅片流向銅片 C.溶液中硫酸的物質的量濃度減小 D.電解質溶液的PH保持不變9.有四種金屬a、b、c、d當他們

8、兩兩組成原電池時,金屬a都是正極;在這四種金屬組成的混合物中,加入足量的鹽酸,可使金屬b和c溶解;過濾后,在濾液中加入過量NaOH溶液,得到c離子形成的沉淀。由此可知這四種金屬的活動性由強到弱的正確順序可能是下列中的 ( )A. a、c、b、d B. c、b、d、a C. b、c、d、a D. a、b、c、d11埋在地下的輸油鑄鐵管道,在下列各種情況下被腐蝕的速率最慢的是 ( ) A.在含鐵元素較多的酸性土壤中 B.在潮濕、疏松、透氣的土壤中 C.在干燥、質密、不透氣的土壤中 D.在含炭粒較多,潮濕透氣的中性土壤中12.下列各變化,屬于原電池反應的是 ( ) A.在空氣中金屬鋁表面迅速氧化成保

9、護層 B.白鐵表面有劃損時,也能阻止鐵被氧化 C.紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色的保護層 D.鐵與稀H2SO4反應時,加入少量CuSO4溶液,可使反應加速【目標檢測】B13.請利用氧化還原反應Cu + 2FeCl3=2FeCl2 +CuCl2設計一個原電池(用圖表示并注明正、負極及電子流動方向)14. 用銅、銀與硝酸銀設計一個原電池,此電池的負極是 _;負極的電極反應是 。用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中,構成了原電池,工作一段時間后,鋅片的質量減少了3.25g,銅片表面析出氫氣 L(標準狀況),導線中通過 mol電子。第二節 化學能與電能(第一課時)答案【知識回顧】1、直接從自然界取得的

10、能源 ;一次能源經加工轉換得到的能源 2、電離 自由移動 陰陽離子 濃度 所帶電荷的多少 能電離 不能電離【教學過程】一、1. 廣泛 方便 小 二 火力2. 化石燃料 化學 熱 汽化為蒸汽 發電機 熱 機械 電3、探究實驗一:無變化 溶解、表面產生氣泡 Zn與H2SO4發生置換反應探究實驗二:表面產生氣泡 溶解 電流從銅片沿導線流向鋅片 Zn失電子,電子沿導線流入Cu片,H+在銅片表面得電子,產生氫氣化學能轉換為電能 化學 電 負 Zn - 2e- = Zn2+ 氧化 正 2H+ + 2e- = H2 還原 Zn + H2SO4 = Zn SO4+ H2 升高 負 正 陰 陽 氧化還原 電解質

11、溶液 兩種活潑性不同的金屬 或 較活潑金屬和非金屬導體(C) 或較活潑金屬和金屬氧化物 閉合 自發氧化還原反應【目標檢測】A1. C 2. D 3. BC 4. C 5. D 6. D 7. D 10.D 8. C 9. BC 11. C 12. BD 【目標檢測】B13. 負極:Cu 正極:C 用導線連接兩極,電解質溶液:FeCl3溶液(其它設計合理也正確)14. 銅 Cu 2e- = Cu2+ 1.12L 0.1mol 10第二節 化學能與電能(第二課時)【學習目標】知識技能:學習有關原電池的相關知識過程與方法:1、引導學生自主學習,了解有關原電池的相關知識2、培養和訓練思維能力和判斷能力

12、情感態度與價值觀:培養學生形成一定的邏輯思維和一定的推理能力【知識回顧】1. 原電池:_2. 原電池的電極反應負極發生_反應,在這一過程中_電子正極發生_反應,在這一過程中_電子。3. 判斷下列組合能否形成原電池,并寫出電極反應鐵、碳、鹽酸負極( ) _ 正極( )_破損的白鐵(FeZn)浸泡在硫酸溶液中負極( ) _ 正極( )_破損的馬口鐵(FeSn)浸泡在鹽酸溶液中負極( ) _ 正極( )_【教學過程】一、化學能與電能的相互轉化 原電池的正負極的判斷方法微觀判斷:根據電子流動方向電子流出的極:_極 電子流入的極:_極結論:一般情況下,兩種金屬電極,較活潑的為負極,較不活潑的為正極。如:

13、Mg Al HCl其它情況:如Mg Al NaOH 原電池原理的應用: 判斷金屬活動性的強弱 加快氧化還原反應的速率金屬防腐設計電池二. 發展中的化學電源1干電池最早使用的化學電池是_,即大家所熟系的_。它是一種_電池,放電之后不能_(內部的氧化還原反應是不可逆的)。電池在使用過程中,_會逐漸溶解,負極反應為:_;使用后鋅外殼逐漸變_,最后內部糊狀的_會泄漏出來,腐蝕電器。后來人們采用在外殼套上_或_的方法改造成了防漏電池。 為了延長電池_和提高其_,將內部的電解質NH4Cl換成_,并在結構上作了改進,制成_電池,現在各類堿性電池已經占有了越來越大的市場份額。2充電電池 充電電池又稱為_電池。

14、它在放電時所進行的氧化還原反應,在充電時又可_進行,使_恢復原狀,如此充、放電可循環進行,至一定周期后終止。工作原理:放電時(接用電器)電池內進行氧化還原反應: _能_能(釋放) 充電時(接直流電源)電池內逆向進行氧化化原反應:_能_能(儲存)最早使用的充電電池:_電池,正極_,負極_,電解質_。現代社會又研制出新型的封閉式體積小的_電池,正極_,負極_,電解質_,其壽命比鉛蓄電池長(可充電超過500次)。_離子是新一代可充電的綠色電池,成為手機、攝像機等低功耗電器的主流電源。3.燃料電池 利用原電池的工作原理將燃料(還原劑)和氧氣(氧化劑)反應所放出的_直接轉化為_能的裝置,稱為燃料電池。

15、例如:氫氧燃料電池工作原理(惰性材料作電極浸在電解質溶液中,從兩極分別通入氫氣和氧氣)酸性電解質溶液中電極反應: 負極:_ 正極:_ 總反應: _堿性電解質溶液中電極反應:負極:_ 正極:_ 總反應:_燃料電池是一種_、_的發電裝置。燃料電池的能量轉化率理論上可高達_(現在時機已達到40%60%)。燃料電池與干電池或蓄電池的主要差別在于_等,這時電池起著類似試管、燒杯的作用。【目標檢測】A組1將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是A兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B甲中銅片是正極,乙中銅片是負極C兩燒杯中溶液的pH均增大D產生氣泡的速度甲比乙慢2. 對于鋅銅稀硫酸組

16、成的原電池裝置中,當導線中有1 mol電子通過時,理論上的兩極變化是( )鋅片溶解32.5 g鋅片增重32.5g銅片上析出lg H2銅片上析出1 mol H2A. 和 B. 和 C. 和 D. 和3. 如下圖所示,電流表G發生偏轉,同時A極質量增加,B極質量減少,C為電解質溶液。則A、B、C分別為( )A. A是Zn,B是Cu,C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4. 有A,B,C,D四種金屬。將A與B用導線連接起來浸入電解質溶液中,B不易腐蝕,將A,D分別投入等濃度的鹽酸中,D比A反應劇烈

17、,將銅浸入B的鹽溶液中,無明顯變化,若將銅浸入C的鹽溶液中,有金屬C析出。據此判斷這四種金屬的活動性由強到弱的順序是( )A. D>C>A>B B. D>A>B>C C. D>B>A>C D. B>A>D>C5. 實驗室中制取氫氣,最好的方法是( )A. 純鋅與稀硫酸反應 B. 純鋅與濃硫酸反應C. 純鋅與稀鹽酸反應 D. 粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應6鋅電池可望代替鉛蓄電池,它的構成材料是鋅、空氣、和某種電解質溶液,發生的總反應是:2Zn + O2 = 2ZnO 。下列有關它的說法正確的是 ( )A.鋅為電池負極,發生還

18、原反應B.電解質溶液用酸性溶液C.電池工作時,氧氣與鋅直接化合,生成氧化鋅D.該電池負極的反應物為鋅,發生氧化反應7.日常所用干電池的電極分別為碳棒(上面有銅帽)和鋅皮,以糊狀NH4Cl和ZnCl2做電解質(其中加入MnO2吸收H2)電極反應可簡化為:Zn 2e- = Zn2+ 2NH4+ + 2e- =2NH3+ H2(NH3 與Zn2+ 能生成一種穩定的物質)。根據上述判斷,下列結論正確的是 ( )A.Zn為正極,碳為負極 B. Zn為負極,碳為正極C.工作時,電子由碳極經過電路流向Zn極D.長時間連續使用時,內裝糊狀物可能流出腐蝕用電器8.某原電池的總反應是:Zn + Cu2+ = Zn

19、2+ + Cu ,該原電池的正確組成是 ( ) A B C D正極 Zn Cu Zn Cu負極 Cu Zn Cu Zn電解質溶液CuCl2CuCl2ZnCl2ZnCl2Sn FeZn Fe9.下列容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是 ( ) Fe (1) (2) (3) A.(2)>(1)>(3) B.(1)>(2)>(3) C.(2)>(3)>(1) D.(3)>(2)>(1)【目標檢測】B組10、下列裝置能否組成原電池?并判斷正負極。11.1991年我國首創海水電池,以鋁-空氣-海水電池作為能源的新型海水標志燈,以海水為電解質,靠

20、空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產生電流,只要把燈放入海水中數分鐘,就會發出耀眼的白光,其總反應式為:4Al+3O2 +6H2O=4Al(OH)3,則該電源的負極材料為:_,正極材料為:_,負極電極反應為:_.正極反應式_12、現有如下兩個反應:(A)NaOH + HCl = NaCl + H2O、(B)2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 (1)根據兩反應本質,判斷能否設計成原電池 (2)如果不能,說明其原因 (3)如果可以,則寫出正、負極材料及其電極反應式,電解質溶液名稱 。第二節 化學能與電能(第二課時)答案【知識回顧】1. 將化學能轉變為電能的裝置2. 氧化 一般為負極材料失電子 還原 一般為電解質溶液中陽離子或O2得電子負極(鐵) Fe - 2e- = Fe2+ 正極(碳)2H+ + 2e- = H2負極(Zn) Zn

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