第六章第1節(jié) 第2課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)與電能

第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化第2課時(shí)

化學(xué)反應(yīng)與電能◆

學(xué)習(xí)任務(wù)一

原電池的工作原理◆

學(xué)習(xí)任務(wù)二

常見(jiàn)化學(xué)電源新課探究課堂評(píng)價(jià)備用習(xí)題◆

學(xué)習(xí)任務(wù)一

原電池的工作原理【新知自主預(yù)習(xí)】1.火力發(fā)電中能量轉(zhuǎn)化過(guò)程（1）

火力發(fā)電是通過(guò)___________燃燒時(shí)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，使_______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)____能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。化石燃料化學(xué)熱

2.原電池（1）實(shí)驗(yàn)探究原電池的構(gòu)成及原理[教材實(shí)驗(yàn)6-3]實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

①將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象

鋅片表面產(chǎn)生大量氣泡，銅片表面無(wú)明顯現(xiàn)象

鋅比銅活潑，能與稀硫酸反應(yīng)，銅不反應(yīng)

②用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象

鋅片逐漸溶解，銅片表面產(chǎn)生大量氣泡

鋅逐漸反應(yīng)而溶解，銅片表面產(chǎn)生氫氣

③用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)

鋅片逐漸溶解，銅片表面產(chǎn)生氣泡，電流表指針偏轉(zhuǎn)

有電流通過(guò)電流表（2）

理論分析鋅片和銅片通過(guò)導(dǎo)線連接，插入稀硫酸中形成原電池，裝置如圖6-1-7所示：圖6-1-7

氧化

還原

（3）

原電池①

概念：把_________轉(zhuǎn)化為_(kāi)______的裝置叫作原電池。在原電池中，電子流出的一極是_______，電子流入的一極是_______?；瘜W(xué)能電能負(fù)極正極②

通過(guò)特定的裝置使_______反應(yīng)和_______反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，可以使氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的_______通過(guò)導(dǎo)體發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，從而實(shí)現(xiàn)_________向_______的轉(zhuǎn)化。氧化還原電子化學(xué)能電能【實(shí)驗(yàn)問(wèn)題探究】某校研究小組利用檸檬設(shè)計(jì)“水果電池”，在探究電池的工作原理時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)按圖6-1-8甲所示連接一個(gè)檸檬時(shí)，二極管不發(fā)光；按圖乙所示連接幾個(gè)檸檬時(shí)，二極管發(fā)光。圖6-1-8問(wèn)題一：圖甲中二極管不發(fā)光，某同學(xué)認(rèn)為該裝置不能構(gòu)成原電池，你認(rèn)為合理嗎？為什么？提示：不合理；圖甲中鐵環(huán)、銅線與檸檬酸構(gòu)成原電池，二極管不發(fā)光是因?yàn)閱蝹€(gè)檸檬電池提供的電壓較小。問(wèn)題二：判斷圖乙裝置中形成電池的正極、負(fù)極，并寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式。

【核心知識(shí)講解】1.原電池的構(gòu)成要素圖6-1-92.原電池的工作原理（以鋅銅原電池為例）圖6-1-10（1）負(fù)極上金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的金屬陽(yáng)離子進(jìn)入電解質(zhì)溶液；正極上溶液中的陽(yáng)離子發(fā)生還原反應(yīng)，析出氫氣（或不活潑金屬）。（2）電極與導(dǎo)線中，電子由負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極，電流則是由正極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極。（3）電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。3.原電池電極反應(yīng)式的書寫圖6-1-114.原電池原理的應(yīng)用

（2）比較金屬的活潑性：原電池中一般負(fù)極金屬比正極金屬活潑。（3）設(shè)計(jì)原電池①依據(jù)：已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料（或在負(fù)極上被氧化），氧化劑（電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子）在正極上被還原。②選擇合適的電極材料及電解質(zhì)溶液：電極材料：電極材料必須導(dǎo)電。負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應(yīng)中，本身失去電子的材料。電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)。【知識(shí)遷移應(yīng)用】例1

[2022·江蘇高郵質(zhì)檢]

下列各裝置中能組成原電池的是(

@19@

)A.

B.

C.

D.

B

例2

[2022·廣東惠州期末]

下列關(guān)于圖6-1-13所示裝置的敘述錯(cuò)誤的是(

@21@

)C圖6-1-13

選項(xiàng)正極材料負(fù)極材料電解質(zhì)溶液B

[方法技巧]原電池正、負(fù)極的判斷方法◆

學(xué)習(xí)任務(wù)二

常見(jiàn)化學(xué)電源【新知自主預(yù)習(xí)】1.化學(xué)電源的分類（1）化學(xué)電源可分為一次電池、二次電池等。一次電池放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無(wú)法逆向進(jìn)行）。（2）

二次電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)放電（_______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)____能）和充電（_____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______能）的循環(huán)。化學(xué)電電化學(xué)2.酸性鋅錳干電池（1）鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖圖6-1-14（2）

_________作正極，_______作負(fù)極，___________作電解質(zhì)溶液。在使用過(guò)程中，電子由鋅筒流向石墨棒，鋅逐漸消耗，___________不斷被還原，電池電壓逐漸降低，最后失效。石墨棒鋅筒氯化銨糊二氧化錳3.鉛酸蓄電池（1）鉛酸蓄電池的構(gòu)造示意圖圖6-1-15（2）

放電時(shí)的工作原理①

負(fù)極材料是_________，正極材料是_________________，電解質(zhì)溶液是稀硫酸。

4.燃料電池（1）

將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的_______能直接轉(zhuǎn)化為_(kāi)____能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、安全、高效等特點(diǎn)?；瘜W(xué)電（2）當(dāng)以氫氣為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水；當(dāng)以甲烷為燃料時(shí)，產(chǎn)物為水和二氧化碳。【情境問(wèn)題思考】2022年2月4日晚8點(diǎn)北京冬奧會(huì)在國(guó)家體育場(chǎng)開(kāi)幕，為實(shí)現(xiàn)“綠色冬奧”的承諾，北京冬奧會(huì)大規(guī)模使用氫氧燃料電池汽車，有效促進(jìn)了降碳減排。問(wèn)題一：氫氧燃料電池中,若電解質(zhì)溶液為稀硫酸,分別寫出正極和負(fù)極的電極反應(yīng)式。

【核心知識(shí)講解】常見(jiàn)化學(xué)電源簡(jiǎn)單電極反應(yīng)式的書寫1.負(fù)極反應(yīng)式的書寫

2.正極反應(yīng)式的書寫

【知識(shí)遷移應(yīng)用】

D圖6-1-16

例5

[2022·北京清華附中期中]

燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。如圖6-1-17是某氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是(

@41@

)B圖6-1-17

[易錯(cuò)提醒]分析燃料電池問(wèn)題,書寫電極反應(yīng)式時(shí),要特別注意:

1.[2022·黑龍江齊齊哈爾期末]

下列裝置能夠形成原電池且銅為負(fù)極的是(

@43@

)A.

B.

C.

D.

D

C圖6-1-19

B

4.[2022·遼寧遼陽(yáng)期末]

某小組同學(xué)用鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流表、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是

(

@49@

)D圖6-1-20

5.[2022·北京昌平區(qū)期末]

如圖6-1-21為一種氫氧燃料電池的裝置示意圖，下列說(shuō)法不正確的是(

@51@

)D圖6-1-21

1.某興趣小組設(shè)計(jì)的水果電池裝置如