高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第3单元 化学能与电能的转化 第1课时 化学能转化为电能 化学电源学案 苏教版必修2-苏教版高一必修2化学学案VIP免费

第1课时化学能转化为电能化学电源学习目标：1.通过铜锌原电池的实验探究，初步了解原电池原理。(重点)2.了解化学电源的原理与应用。3.了解钢铁的电化学腐蚀。[自主预习·探新知]一、化学能转化为电能1．实验探究实验步骤现象解释或说明锌片溶解，表面有气泡产生；铜片无明显变化锌与稀硫酸发生反应生成H2，而铜与稀硫酸不反应锌片溶解，铜片表面有气泡产生，电流计指针发生偏转锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流2.原电池(1)概念：将化学能转变为电能的装置。(2)工作原理(以锌铜稀硫酸原电池为例)装置电极Zn电极Cu电极现象锌片逐渐溶解铜片上产生气泡得失电子失电子得电子正、负极判断负极正极电子流向流出流入电极反应式Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑总反应式Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(3)构成原电池的“一个反应，三个条件”①原理反应：自发进行的氧化还原反应。②三个条件二、钢铁的电化学腐蚀实验内容在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，放置一段时间实验现象溶液周围逐渐呈现红色，并慢慢形成褐色的锈斑实验结论钢铁在潮湿的空气中很快被腐蚀钢铁的电化学腐蚀原理图示形成条件钢铁表面形成的电解质溶液中溶有O2，通常溶液呈中性弱酸性或弱碱性电极材料负极是Fe，正极是C电极反应负极反应式：2Fe－2e－===2Fe2＋，正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－总反应式2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2溶液中的反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)3脱水生成红色铁锈电化学腐蚀概念不纯金属或合金与电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀三、化学电源1．优点：能量转化率比燃料燃烧要大得多。2．化学电源的分类(1)一次电池：用过之后不能复原，如锌锰干电池等。(2)二次电池：充电后能继续使用，如银锌纽扣电池。(3)燃料电池：燃料和氧化剂分别在两个电极上反应，如氢氧燃料电池、甲醇空气燃料电池等。3．实例(1)银锌纽扣电池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag，则该电池的负极为Zn，发生氧化反应。(2)氢氧燃料电池工作时负极反应的物质为H2，正极反应的物质为O2。[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)原电池是一种将电能转化为化学能的装置。()(2)原电池中活泼金属作负极，失去电子，发生氧化反应。()(3)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动。()(4)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能。()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×2．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()①两装置中铜片表面均无气泡产生②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极③两装置中溶液中的c(H＋)均减小④产生气泡的速率甲比乙慢⑤甲中SO向Zn片移动，H＋向Cu片移动⑥乙中电流从Cu片流向Zn片⑦两装置中Cu片的质量均不变A．①②③B．③⑤⑦C．④⑤⑥D．②③④⑤⑦B[甲是原电池，甲中锌片作负极，铜片作正极，正极上发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，有气泡产生，乙装置中锌片上发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，铜片上无气体产生，①错；乙中装置不构成原电池，②、⑥错；两装置中溶液中的氢离子均发生反应，c(H＋)均减小，③正确；原电池反应的反应速率较快，④错；阳离子H＋向正极Cu片移动，阴离子SO向Zn片移动，⑤正确；两装置中Cu片未参加反应，质量均不变，⑦正确。故选B。]3．下列说法正确的是()A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C．化学电池的反应基础是氧化还原反应D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2C[碱性锌锰干电池是一次电池；燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池；铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。][合作探究·攻重难]原电池的工作原理[背景材料]铜锌原电池工作原理如图所示：[思考交流](1)在铜锌原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？原电池工作时电流是怎样形成的？【提示】锌失去电子，电子通过导线流向铜片。电子不能通过电解质溶液，在溶液中阳离子流向正极，阴离子流向负极，阴阳离子定向移动形成电流。(2)若将铜...