高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第三单元 化学能与电能的转化 第1课时 化学能转化为电能 化学电源讲义素养练（含解析）苏教版必修2-苏教版高一必修2化学试题VIP免费

第1课时化学能转化为电能化学电源学习目标核心素养建构1.通过铜锌原电池的实验探究，初步了解原电池原理。2.了解化学电源的原理与应用。3.了解钢铁的电化学腐蚀。[知识梳理]一、原电池及其工作原理1.实验探究实验步骤现象解释或说明锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，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，导线中有电流产生2.原电池(1)概念：将化学能转化成电能的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是氧化还原反应。(2)工作原理：(以Zn－H2SO4－Cu原电池为例)电极材料锌铜电极名称负极正极电极反应Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑反应类型氧化反应还原反应外电路电子流向由锌片沿导线流向铜片内电路离子移向溶液中H＋向正极移动，在铜片上被还原为H2原电池总反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑3.按要求完成下列实验，并填表实验步骤现象解释或说明两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流计指针不偏转锌与稀硫酸反应，但导线中无电流无现象乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应结合以上实验，分析原电池的构成条件是什么？答案理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。具体条件是：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)；(2)两电极均插入电解质溶液中；(3)两极用导线相连，形成闭合回路。【自主思考】1.是否所有的化学反应理论上都可以设计成原电池？提示不是。原电池是利用氧化还原反应原理，使还原反应与氧化反应分别在两极发生，电子在导线中定向移动，形成电流。2.根据课本中的活动与探究回答：H＋得到的电子是Cu失去的吗？在这个过程中Cu起什么作用？你怎样知道导线中有电子通过？提示不是；Cu做导体，起传导电子的作用；电流表的指针发生了偏转。3.若将铜锌原电池中的Cu电极换成石墨，可以吗？为什么？提示可以，因为Cu在该原电池中起到的是传递电子的作用，其本身并未参与电极反应。所以，把Cu电极换成能导电的材料就可以。当然，该材料的活泼性不能比负极活泼。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液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成红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－4e－===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)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O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【自主思考】4.钢铁在干燥的空气中长时间不易生锈，但在潮湿的空气里很快就会生锈，纯的铁片在潮湿的空气里也不容易生锈，这是什么原因呢？提示钢铁腐蚀实质上是发生了原电池反应，潮湿的空气具备了构成原电池的条件，而干燥的空气中不具备与电解质溶液接触的条件；纯的铁片不能构成原电池的两电极，所以不容易生锈。三、化学电源1.分类(1)一次电池：不能充电，用过之后不能复原。(2)二次电池：可充电，可多次重复使用。2.常见的化学电源电池名称电池组成电池反应锌锰干电池锌筒为负极，石墨棒为正极，MnO2和NH4Cl作电解质Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)银锌纽扣电池负极是锌，正极是氧化银，电解质溶液是氢氧化钾溶液Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O镍氢电池负极是贮氢合金，正极是泡沫氧化镍，电解质溶液是KOH溶液NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O(MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢)氢氧燃料电池负极通氢气，正极通氧气，KOH溶液为电解质溶液2H2＋O2===2H2O甲醇－空气燃料电池负极通甲醇，正极通入空气，电解质溶液是KOH溶液2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O【自主思考】5.铅蓄电池的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2S...