高中化学 第2章 化学键 化学反应规律 第2节 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-鲁科版高中必修第二册化学教案VIP专享VIP免费

第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池发展目标体系构建1.能从宏观和微观相结合的角度认识化学电池的构成条件、原理、本质。2.通过了解新型电池的用途，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性，增强社会责任感。一、原电池的构造1．原电池一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。2．初识氢氧燃料电池负极反应：2H2－4e－===4H＋。正极反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。此装置中的能量变化：化学能转化为电能。稀硫酸的作用：传导电荷，导线的作用：传导电子。3．原电池的构造二、设计原电池(以Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑为例)1．基本思路2．实例(1)原电池设计依据Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑实验现象确定负极选择负极反应物：Zn锌片逐渐溶解；正极材料表面有气泡产生。选择负极材料：Zn确定正极选择正极反应物：H＋选择正极材料：Cu构成闭合回路选择离子导体：稀H2SO4选择电子导体：导线(2)装置微点拨：正极材料最好选择不与正极反应物和离子导体发生反应且能导电的固体。三、常见化学电池分类微点拨：(1)原电池中电极不一定参加化学反应，如氢氧燃料电池中电极不参加反应。(2)金属K、Na、Ca活泼性强，不作原电池电极。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)原电池是电能转化为化学能的装置。()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。()(3)原电池中外电路中的电子的流向是由正极流向负极。()(4)原电池工作时，负极发生氧化反应。()(5)铅蓄电池是常见的一次电池。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．如图为水果电池的示意图，下列说法正确的是()A．锌片作负极，质量逐渐减少B．电子由铜片沿导线流向锌片C．铜电极逐渐溶解D．该装置能将电能转化为化学能A[锌比铜活泼，所以Zn做负极，Zn失去电子发生氧化反应，Zn2＋进入溶液，所以锌片质量减少，A正确；Zn为负极，Cu为正极，所以电子从锌片沿导线流向铜片，B错误；铜电极发生还原反应，水果中的氢离子发生还原反应生成氢气，所以Cu不溶解，C错误；该装置是原电池，原电池把化学能转化为电能，D错误。]3．现有如下两个反应：①KOH＋HNO3===KNO3＋H2O②H2SO4＋Zn===ZnSO4＋H2↑。(1)根据两反应的本质判断能否设计成原电池：①________，②________。(2)如果不能，说明其原因：__________________________。(3)如果可以，则写出作原电池的正极材料名称：______，电极反应式：负极________；正极________。[解析](1)①反应中各元素化合价不变，不属于氧化还原反应，属于复分解反应，所以不能设计成原电池；②反应中锌元素化合价由0价变为＋2价，氢元素化合价由＋1价变为0价，且该反应是放热反应，能自发进行，所以能设计成原电池。(2)①反应是非氧化还原反应，没有电子转移，所以不能设计成原电池。(3)由反应②可知，Zn做负极，不如锌活泼的金属或能导电的非金属做正极，如碳棒或铜片，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应，所以电极反应式分别为负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。[答案](1)不能能(2)①反应是非氧化还原反应，没有电子转移(3)石墨或铜片(合理即可)Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑原电池的工作原理及正、负极的判断下图是某同学设计的两个实验装置(1)甲、乙两个装置是原电池吗？提示：是，因为FeCl3与Fe、Cu均反应。(2)若是原电池，指明正、负极。提示：甲中铁片为负极，铜片为正极；乙中铜片为负极，石墨棒为正极。1．原电池工作原理示意图(以铜锌原电池为例)2．正负极的判断(大多数原电池)判断正负极时应注意的几个问题(1)活泼性强的不一定是负极，如镁和铝放入氢氧化钠溶液中形成原电池，铝是负极；铜和铝放入浓硝酸中形成原电池，由于铝的钝化，铜是负极。(2)燃料电池中电极不参与反应，通入燃料的一极为负极，通入助燃剂(一般为氧气)的一极为正极。(3)如果给了电池反应，正负极还可以根据化合价的改变来判断，化合价升高的物质失电子，为负极；化合价降低的物质得电子，为正极。【例1】如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录...