高中化学 第2章 化学键 化学反应规律 第2节 化学反应与能量转化 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池教案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册化学教案VIP专享VIP免费

第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池[核心素养发展目标]1.掌握原电池的构成及工作原理，能从微观角度理解化学能与电能之间是如何转化的，培养“宏观辨识与微观探析”的学科素养。2.能根据原电池工作原理，设计简单的原电池，培养严谨求实的科学探究与创新意识。3.了解常见的化学电源，体会开发高能新型电池的重要性，增强科学态度与社会责任。一、原电池及工作原理1．原电池利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。2．工作原理(以铜锌原电池为例)装置现象铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，灯泡发亮结论导线中有电子通过，化学反应中化学能转化为电能解释当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时：a.锌原子失去电子被氧化为Zn2＋进入溶液电极反应为Zn－2e－===Zn2＋b.电子由负极通过导线流向正极c.溶液中的H＋从铜片上获得电子被还原为氢气电极反应为2H＋＋2e－===H2↑电子在导线上及离子在溶液中做定向移动，形成电流(1)原电池是电能转化为化学能的装置(×)提示原电池是利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。(2)将铜片和锌片用导线连接插入任何溶液中，电流表指针都会偏转(×)提示只有溶液为电解质溶液时，才能形成闭合回路，电流表指针才会偏转。(3)原电池中负极一定参加化学反应(×)提示原电池中并不是所有的负极都参加化学反应，如氢氧燃料电池中两个电极都是铂电极，做负极的金属铂并没有参加化学反应。(4)原电池外电路中电子的流向是由正极流向负极(×)提示外电路中电子是由负极经导线流向正极。(5)原电池工作时，在负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应(√)提示原电池工作时，物质在负极上失去电子，发生氧化反应，电子经导线流向正极，溶液中的阳离子在正极上得到电子，发生还原反应。(6)原电池在工作时，电子可以通过电解质溶液形成电流(×)提示电子只能由电池负极经导线流向正极，溶液中是电解质中的阴、阳离子定向移动形成电流。工作原理(以铜、锌原电池为例)1．下图为氢氧燃料电池构成要素图，试回答下列问题：(1)燃料电池在工作时，H2和O2并没有接触，为什么在线路中会形成电流？提示H2和O2在两个石墨电极上得失电子能力不同，在两个电极上形成电势差，H2在左侧石墨电极失去电子，电子在电势差的作用下经导线流向右侧石墨电极，氧气在右侧石墨电极上得到电子，从而形成电流。(2)稀硫酸在原电池中起到什么作用？如果换成乙醇，电流表指针还能偏转吗？提示稀硫酸中存在自由移动的离子，起到传导电荷的作用，如换成乙醇，则电流表指针则不会偏转，因为乙醇为非电解质，无自由移动的离子，无法传导电荷，无法形成闭合回路，故电流表指针不会偏转。2．某实验兴趣小组按下图所示装置进行实验(1)该小组完成实验后，在读书卡片上记录如下：卡片：NO.1实验后记录：①Fe为正极，Cu为负极②Cu2＋向负极移动③电子流动方向：Fe→导线→Cu④Fe上析出大量红色物质⑤正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋⑥若有0.2mol电子流过导线，则产生Cu为6.4g关于卡片上的描述合理的是________。答案③⑥解析在该原电池中，Fe为负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；Cu为正极，Cu2＋在Cu电极上发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，外电路中电子由Fe电极经导线流向Cu电极，溶液中Cu2＋向正极(Cu电极)移动，由电池总反应式：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，当有0.2mol电子转移时，则会生成0.1molCu，即6.4g，综上所述③和⑥正确。(2)如把Cu电极换成碳棒，电流表的指针还偏转吗？提示把Cu换成碳棒，电流表的指针和原来偏转方向相同。(3)该原电池工作时，Fe电极失去的电子总数与Cu电极得到的电子总数有何关系？提示原电池工作时，Fe电极上Fe所失电子总数等于Cu电极上Cu2＋所得电子总数。3．在下图的装置中，属于原电池且有电流产生的是____________。答案④⑦⑧⑨1．有关原电池的下列说法中正确的是()A．在外电路中电子由正极流向负极B．在原电池中负极发生还原反应C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动D．原电池中正极一定是不活泼金属答案C解析A项，电子应由负极流向正极；B项，原电池中负极发生氧化反应；D项，原电池中正极可以为导电的非金属，如碳，故选C。2．...