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第二課時(shí)
化學(xué)反應(yīng)與電能第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化素養(yǎng)要求1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)構(gòu)成原電池的條件。2.理解原電池的概念及工作原理,能正確判斷原電池的正、負(fù)極。3.了解原電池工作原理的應(yīng)用。你知道我們?nèi)粘J褂玫碾娔?,是如何得?lái)的嗎?我們?nèi)粘J褂玫碾娔苤饕獊?lái)自火力發(fā)電。情境引入1原電池構(gòu)成條件及工作原理任務(wù)一
火力發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化1.能源的分類直接從自然界取得的能源(1)一次能源例如:流水、風(fēng)力、原煤、原(石)油、天然氣、天然鈾礦、核能等2、二次能源一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源。例如:電能、蒸汽等注:使用電器都需要電能,電能是現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用最廣泛,使用最方便,污染最小的一種二次能源又稱電力任務(wù)一
火力發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化2.火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能(燃料)燃燒熱能蒸汽輪機(jī)機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能直接?其中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是______(氧化還原反應(yīng))。燃燒【思考】火力發(fā)電的缺點(diǎn)是什么?①煤炭是不可再生能源,會(huì)造成能源危機(jī);②煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染性氣體;③經(jīng)多次轉(zhuǎn)換,能量損耗大,燃料的利用率低。任務(wù)一
火力發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化1799年意大利物理學(xué)家伏特發(fā)明了世界上第一個(gè)發(fā)電器,也就是電池組,伏特電堆開創(chuàng)了電學(xué)發(fā)展的新時(shí)代。19世紀(jì),英國(guó)化學(xué)家尼克爾森和卡萊爾利用伏特電池成功的電解了水,證明了水是由氫和氧兩種元素組成的化合物。英國(guó)化學(xué)家戴維,利用串聯(lián)起來(lái)的伏特電池組,通過(guò)電解法發(fā)現(xiàn)了幾種活潑的金屬元素。比如金屬鈉和金屬鉀。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)6-3任務(wù)二
探究原電池的形成過(guò)程(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察現(xiàn)象。(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。(3)如圖6-6所示,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)。任務(wù)二
探究原電池的形成過(guò)程實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銅片:鋅片:銅片:鋅片:銅片:鋅片:電流表:實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒有變化
逐漸溶解,
有氣泡產(chǎn)生有氣泡產(chǎn)生逐漸溶解有氣泡產(chǎn)生逐漸溶解指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,而銅不反應(yīng)鋅失去電子,經(jīng)導(dǎo)線流向銅片,H+在銅片上得到電子被還原生成H2鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣(氫氣從銅片逸出)導(dǎo)線中有電流通過(guò)將
能直接轉(zhuǎn)化為
能的裝置。任務(wù)二
探究原電池的形成過(guò)程3、原電池化學(xué)電電極:負(fù)極:電子流出的一極,發(fā)生氧化反應(yīng);正極:電子流入的一極,發(fā)生還原反應(yīng)。(1)概念:(2)原電池的構(gòu)成條件裝置條件活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極形成閉合回路電極插入電解質(zhì)溶液自發(fā)的氧化還原發(fā)生
反應(yīng)本質(zhì)反應(yīng)條件【探究】結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)和動(dòng)畫演示,分析說(shuō)明該原電池的電極和導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液中的導(dǎo)電微粒分別是什么,并說(shuō)明其移動(dòng)方向。電極(鋅片、銅片)和導(dǎo)線中的導(dǎo)電微粒是電子,從負(fù)極流出,經(jīng)導(dǎo)線流向正極;電解質(zhì)溶液中的導(dǎo)電微粒是陽(yáng)離子H+、陰離子SO42-,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng)。3、原電池工作原理H+
Zn2+H+
Zn2+e-e-e-e-CuZnH+H+H2H2
H+H+e-任務(wù)二
探究原電池的形成過(guò)程任務(wù)二
探究原電池的形成過(guò)程CuZn---Zn2+H+H+Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽(yáng)離子陰離子
發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流向:負(fù)極
沿導(dǎo)線
正極電流方向:正極沿導(dǎo)線負(fù)極外電路內(nèi)電路陰離子負(fù)極陽(yáng)離子正極外電路內(nèi)電路e-I【總結(jié)】知識(shí)辨析正誤判斷(1)火力發(fā)電過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能是整個(gè)能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵(
)(2)原電池的電極材料必須是金屬(
)(3)原電池工作時(shí),正極與負(fù)極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同(
)(4)在鋅銅原電池中,電子由鋅通過(guò)導(dǎo)線流向銅,再由銅通過(guò)電解質(zhì)溶液流回鋅(
)(5)原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)(
)××√×√總結(jié)歸納電極名稱的判斷方法2原電池工作原理的應(yīng)用任務(wù)三
原電池工作原理的應(yīng)用【問(wèn)題1】用Zn和稀鹽酸反應(yīng)制氫氣時(shí),加快該反應(yīng)的方法有哪些?鋅和置換出的銅、稀鹽酸構(gòu)成了原電池,可以加快反應(yīng)速率思考與討論【問(wèn)題2】為了使反應(yīng)加快,常常加入少量CuSO4溶液,請(qǐng)問(wèn)這是為什么?2.比較金屬的活動(dòng)性一般,若兩種金屬A、B與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池,若金屬A作負(fù)極,則金屬活動(dòng)性:
。任務(wù)三
原電池工作原理的應(yīng)用1.加快氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行在原電池中,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行,使溶液中粒子運(yùn)動(dòng)相互間的干擾減小,使反應(yīng)加快。B作正極A作負(fù)極稀H2SO4A>B任務(wù)三
原電池工作原理的應(yīng)用3.設(shè)計(jì)原電池(1)給定氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池一般給定氧化還原反應(yīng)的還原劑作負(fù)極,氧化劑作電解質(zhì)溶液,比負(fù)極活動(dòng)性弱的金屬或石墨等能導(dǎo)電的非金屬作正極。電極總反應(yīng):Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag還原劑:氧化劑:正極材料:正極反應(yīng)方程式:負(fù)極反應(yīng)方程式:Cu(作負(fù)極材料)AgNO3Cu-2e-===Cu2+2Ag++2e-===2Ag石墨等金屬性小于銅的固體任務(wù)三
原電池工作原理的應(yīng)用(2)簡(jiǎn)易電池的設(shè)計(jì)與制作
【目的】根據(jù)原電池原理,設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)易電池,體會(huì)原電池的構(gòu)成要素。【用品】水果(蘋果、柑橘或檸檬等),食鹽水,濾紙,銅片、鐵片、鋁片等金屬片,石墨棒,導(dǎo)線,小型用電器(發(fā)光二極管、電子音樂卡或小電動(dòng)機(jī)等),電流表?!緦?shí)驗(yàn)】(1)水果電池(2)簡(jiǎn)易電池水果電池簡(jiǎn)易電池任務(wù)三
原電池工作原理的應(yīng)用動(dòng)手設(shè)計(jì)水果電池動(dòng)動(dòng)手小組小結(jié)
間接:直接:化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)動(dòng)機(jī)電能裝置原電池化學(xué)能與電能原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置定義構(gòu)成條件活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極形成閉合回路電極插入電解質(zhì)溶液電池反應(yīng)電子電流氧化還原反應(yīng)由負(fù)極流向正極由正極流向負(fù)極離子負(fù)負(fù)正正當(dāng)
堂
練
習(xí)3任務(wù)四
限時(shí)訓(xùn)練選項(xiàng)ABCDM石墨ZnFeAlNAgAgCuAlP稀硫酸蔗糖溶液FeCl3溶液NaOH溶液1.(2023·遼寧撫順高一校聯(lián)考期中)下列各組材料組成如圖裝置,電流表指針能發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()C任務(wù)四
限時(shí)訓(xùn)練2.(2023·安徽蕪湖一中高一質(zhì)檢)a、b、c、d四種金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩組成原電池。若a、b相連時(shí),電流由a經(jīng)導(dǎo)線流向b;c、d相連時(shí),d極質(zhì)量減少;a、c相連時(shí),c極上產(chǎn)生大量氣泡;a、d相連時(shí),H+移向d極,則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/p>
)A.b>a>d>c B.b>d>a>cC.b>a>c>d D.b>d>a>cA任務(wù)四
限時(shí)訓(xùn)練3.(2023·廣東肇慶高一質(zhì)檢)某化學(xué)興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:根據(jù)表中記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,推斷下列說(shuō)法不正確的是(
)A.實(shí)驗(yàn)2、3中Al均作電池的負(fù)極,
提供電子B.實(shí)驗(yàn)2中H+在Cu極上發(fā)生還原
反應(yīng),電流表的指針偏向CuC.實(shí)驗(yàn)3中的Al電極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-===[Al(OH)4]-D.通過(guò)實(shí)驗(yàn)3可說(shuō)明金屬性:Mg>AlD編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流表指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀硫酸偏向Al2Cu、Al稀硫酸……3Mg、AlNa
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