第六章實(shí)驗(yàn)活動(dòng)6化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能實(shí)驗(yàn)活動(dòng)6

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解氧化還原反應(yīng)在化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能過(guò)程中的作用,體會(huì)化學(xué)的價(jià)值。2.認(rèn)識(shí)原電池的構(gòu)成要素及其作用。二、實(shí)驗(yàn)用品1.試劑:鋅片、銅片、石墨棒、稀硫酸。2.儀器:導(dǎo)線、燒杯、電流表。三、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)1.將電極材料用導(dǎo)線直接與電流表連接,觀察是否有電流產(chǎn)生。2.將電極材料插入電解質(zhì)溶液中,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3.將不同電極材料制成不同的原電池裝置,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定正、負(fù)極。四、實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施1.電極材料的實(shí)驗(yàn)(1)按圖用導(dǎo)線將電流表分別與鋅片、銅片相連接,使鋅片與銅片接觸,觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn);用石墨棒代替銅片進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)。觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。電極材料電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論鋅片、銅片否沒(méi)有電解質(zhì)溶液,不能發(fā)生原電池反應(yīng)鋅片、石墨棒否(2)按如圖所示的裝置做實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并解釋原因。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論鋅片溶解,表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡鋅的還原性比H2的強(qiáng),溶液中的H+直接得到Zn失去的電子生成H2①鋅片溶解,表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡;②銅片表面無(wú)明顯變化銅的還原性比H2的弱,不能置換出H2,電子不能在溶液中移動(dòng),鋅的電子不能轉(zhuǎn)移到銅片,H+只能在鋅片表面被還原成H2①鋅片溶解,表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡;②石墨棒表面無(wú)明顯變化石墨為惰性材料,不能置換出H2,電子不能通過(guò)溶液轉(zhuǎn)移到石墨棒,H+只能在鋅片表面被還原成H22.原電池實(shí)驗(yàn)按如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),選擇不同的電極材料,以及稀硫酸、導(dǎo)線和電流表,組裝原電池,試驗(yàn)其能否產(chǎn)生電流,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并解釋原因。實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論Zn、Cu、稀硫酸①鋅片溶解;②銅片不溶解,表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡;③電流表指針偏轉(zhuǎn)鋅失去的電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移至銅片表面,產(chǎn)生電流,溶液中的H+在銅片表面獲得Zn失去的電子生成H2Zn、石墨、稀硫酸①鋅片溶解;②石墨棒表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡;③電流表指針偏轉(zhuǎn)鋅失去的電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移至石墨棒表面產(chǎn)生電流,溶液中的H+在石墨棒表面獲得Zn失去的電子生成H2Cu、石墨、稀硫酸銅片不溶解,電流表指針不偏轉(zhuǎn)銅的還原性比H2的弱,不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移,因而不能產(chǎn)生電流五、問(wèn)題和討論1.結(jié)合實(shí)驗(yàn),分析組裝原電池的操作注意事項(xiàng)。提示:電極材料活動(dòng)性不同,且能與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng);電極用導(dǎo)線連接或直接接觸。2.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),說(shuō)明原電池的工作原理。提示:原電池工作時(shí)在負(fù)極和正極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),電子從負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線流向正極,溶液中的陽(yáng)離子(H+)從負(fù)極移向正極,陰離子從正極移向負(fù)極,構(gòu)成閉合回路產(chǎn)生電流,使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。3.結(jié)合實(shí)驗(yàn),分析原電池的構(gòu)成條件或要素。提示:①原電池反應(yīng)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng);②有兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極;③將兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))中;④形成閉合回路。4.能否用鐵片作為電極代替銅鋅原電池中的鋅片?為什么?提示:能。鐵的金屬性強(qiáng)于銅的,作原電池的負(fù)極,溶液中存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng),能構(gòu)成原電池。『鏈接高考』(2023·浙江1月選考)關(guān)于反應(yīng)2NH2OH+4Fe3+N2O↑+4Fe2++4H++H2O,下列說(shuō)法正確的是(

)A.生成1molN2O,轉(zhuǎn)移4mol電子B.H2O是還原產(chǎn)物C.NH2OH既是氧化劑又是還原劑D.若設(shè)計(jì)成原電池,Fe2+為負(fù)極產(chǎn)物A解析:

由上述分析可知,生成1molN2O,轉(zhuǎn)移4mol電子,A正確;反應(yīng)中H2O既不是氧化產(chǎn)物也不是還原產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;NH2OH中N元素的價(jià)態(tài)升高,H、O元素的價(jià)態(tài)不變,故NH2OH只作還原劑,C錯(cuò)誤;Fe3+→Fe2+得到電子,在原電池中Fe2+為正極產(chǎn)物,D錯(cuò)誤?！簩?shí)驗(yàn)專練』1.在如圖所示的8個(gè)裝置中,屬于原電池的是(

)A.④⑦ B.③④⑤C.②④⑧ D.①⑤⑥A解析:①中只有一個(gè)電極,不能形成原電池;②⑥中兩電極未相連,沒(méi)有形成閉合回路,不能形成原電池;③⑧中電極相同,而且沒(méi)有形成閉合回路,不能形成原電池;⑤中酒精不是電解質(zhì)溶液,沒(méi)有形成閉合回路,不能形成原電池。2.下列說(shuō)法正確的是(

)A.構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是金屬B.在原電池中,電子流出的一極是負(fù)極,該電極被還原C.原電池的正極一定是化學(xué)性質(zhì)較不活潑的金屬D.原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量部分轉(zhuǎn)化為電能D解析:原電池的正極和負(fù)極材料可以是兩種活潑性不同的金屬,也可以是能導(dǎo)電的非金屬和金屬,A錯(cuò)誤;原電池中電子從負(fù)極流出,該電極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),B錯(cuò)誤;原電池中一般相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極,相對(duì)不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬等作正極,C錯(cuò)誤;原電池中化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為電能外,還有部分能量轉(zhuǎn)化為熱能或光能等,原電池的能量轉(zhuǎn)化率小于100%,D正確。3.下列各組材料組成如圖裝置,能形成原電池且M作正極的是(

)C選項(xiàng)MNPAZnCu稀硫酸BAgZn蔗糖溶液CAgFeFeCl3溶液DAlMgNaOH溶液解析:Zn、Cu和稀硫酸構(gòu)成的原電池中Zn是負(fù)極,Cu是正極,即M作負(fù)極,A錯(cuò)誤;蔗糖不是電解質(zhì),不能形成原電池,B錯(cuò)誤;Ag、Fe和FeCl3溶液形成的原電池中Fe是負(fù)極,Ag是正極,即M作正極,C正確;Al和NaOH溶液反應(yīng),Mg、Al和NaOH溶液構(gòu)成的原電池中Mg是正極,Al是負(fù)極,即M作負(fù)極,D錯(cuò)誤。4.一個(gè)原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+Zn2++Cu,利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)成的原電池的正確組成是(

)C選項(xiàng)正極負(fù)極電解質(zhì)溶液AZnCuCuCl2溶液BZnCuZnCl2溶液CCuZnCuSO4溶液DCuZnZnSO4溶液5.某反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物有FeCl3、FeCl2、Cu、CuCl2,小林將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池。(1)該電池的負(fù)極材料為

,負(fù)極反應(yīng)式為

。

Cu(2)正極材料為