高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能学案

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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
1．电极材料的实验
(1)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。
(2)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。
2.原电池实验
按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。
问题讨论
1．根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素。
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2．指出原电池实验中铜锌原电池的电极名称，并写出电极反应和电池总反应。
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3．在原电池实验中，若锌片、铜片接触，插入硫酸溶液，能否观察到电流？
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4．将原电池实验中锌­石墨原电池中的锌片换成铁片，能否形成电流？若能产生电流，写出电极反应和电池总反应。
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1．(2023·徐州高一期中)某锌­空气电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，电解质溶液为NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A．锌片作电池的负极
B．电池工作时，电解质溶液中OH－向正极移动
C．氧气在正极发生还原反应
D．理论上每转移1 ml电子消耗标准状况下氧气的体积为5.6 L
2．Ⅰ.将反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋设计成原电池，写出正、负极材料，电极反应式及反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)，电解质溶液名称。
负极：________，_________________________________，_____________。
正极：________，____________________________________________，_____________。
电解质溶液：________________________。
Ⅱ.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。
O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_______________，
溶液中的H＋向________移动；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是____________________________________。
实验活动6 化学能转化成电能
实验步骤
1．(1)否 否 电解质
(2)溶解 无色气泡 强 H＋ H2 溶解 无色气泡 表面无明显现象 弱 不能 还原 H2 溶解 无色气泡 表面无明显现象 还原 H2
2．溶解 不 无色气泡 偏转 失去 铜片表面 H＋ 电子
H2 溶解 无色气泡 偏转 失去 石墨棒表面 H＋
电子 H2 不溶解 不偏转 H2 不能 没有
问题讨论
1．(1)工作原理：负极失去电子发生氧化反应，电子通过导线流入正极，溶液中的离子在正极上得到电子发生还原反应。
(2)构成要素：①化学反应：自发进行的氧化还原反应。②装置条件：a.活泼性不同的电极，b.电解质溶液，c.形成闭合回路。
2．Zn：负极，Zn－2e－===Zn2＋；
Cu：正极，2H＋＋2e－===H2↑；
电池总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
3．不能。
4．能产生电流。
负极：Fe－2e－===Fe2＋；
正极：2H＋＋2e－===H2↑；
电池总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
跟踪训练
1．B
2．Ⅰ.Cu Cu－2e－===Cu2＋ 氧化反应 石墨棒(或Ag、铂、金等，任选一种) Ag＋＋e－===Ag 还原反应 硝酸银溶液
Ⅱ.2H＋＋NOeq \\al(－,3)＋e－===NO2↑＋H2O 正极 Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应
电极材料
电流表指针是否发生偏转
解释
锌片、铜片
没有________溶液，不能发生原电池反应
锌片、石墨棒
实验装置
实验现象
解释
锌片______，表面产生_______
锌的还原性比H2________，溶液中的________直接得到Zn失去的电子生成________
①锌片____，表面产生______；
②铜片__________________
铜的还原性比H2________，______置换出H2，H＋在锌片表面被____成________
①锌片______，表面产生____；
②石墨棒________________
石墨为惰性材料，不能置换出H2，H＋在锌片表面被______成______
实验材料
实验现象
解释
Zn、Cu、H2SO4
①锌片______；
②铜片______溶解，表面产生____________；
③电流表指针________
锌__________的电子通过导线转移至________________产生电流，溶液中的________在铜片表面获得________生成________
Zn、石墨、H2SO4
①锌片______；
②石墨棒表面产生________________；
③电流表指针________
锌__________的电子通过导线转移至________________产生电流，溶液中的________在石墨棒表面获得________生成________
Cu、石墨、
H2SO4
铜片________，电流表指针________
铜的还原性比________弱，__________发生氧化还原反应，________电子转移，因而不能产生电流