第6講化學能與電能（課件）高一化學寒假銜接課（人教版2019）

【基礎(chǔ)知識梳理】一、原電池的工作原理1．實驗探究實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論或解釋：鋅片：逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生銅片：沒有變化鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，銅與稀硫酸不反應(yīng)實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論或解釋：鋅片：逐漸溶解銅片：有氣泡產(chǎn)生電流表：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅失去電子，變?yōu)殇\離子，電子經(jīng)過導線流向銅片，產(chǎn)生電流，氫離子在銅片上得到電子生成氫氣，反應(yīng)過程中產(chǎn)生了電能2．原電池的概念原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。3．原電池的工作原理負極正極氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑原電池總反應(yīng)式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑電子的移動方向：從負極流出，經(jīng)導線流向正極。離子的移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。4．原電池的構(gòu)成條件(1)兩極為兩種活動性不同的金屬（或一種為能導電的非金屬）。(2)電解質(zhì)溶液。(3)形成閉合回路。(4)能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。5．原電池工作原理的簡單應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率在原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進行，使溶液中粒子運動相互間的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。(2)比較金屬的活動性強弱原電池中，一般活動性強的金屬為負極，活動性弱的金屬為正極。【課堂鞏固】1．判斷正誤：(1)火力發(fā)電是化學能間接轉(zhuǎn)化為電能的過程(

)(2)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放熱反應(yīng)，可以設(shè)計成原電池(

)(3)將銅片和鋅片用導線連接插入酒精中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(

)(4)在銅—鋅—稀硫酸原電池中，電子由鋅通過導線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液到達鋅(

)(5)原電池中陽離子向正極移動(

)(6)原電池中的負極反應(yīng)一定是電極材料失電子(

)答案：(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×2．下列裝置中能夠組成原電池的是________(填序號)，其他不能構(gòu)成原電池的試分別說明理由：________________________________________________________________________。答案：③⑤

①中只有一個電極，②中兩個電極的活潑性相同，④中為非電解質(zhì)溶液，不能導電，⑥中電解質(zhì)溶液(內(nèi)電路)未形成閉合回路。3．根據(jù)原電池原理，結(jié)合裝置圖，按要求解答問題：(1)若X為Zn，Y為硫酸銅溶液，則X為________(填電極名稱)，判斷依據(jù)：_________________；銅電極的名稱是________，溶液中的Cu2＋移向________(填“Cu”或“X”)電極。(2)若X為銀，Y為硝酸銀溶液，則X為________(填電極名稱)，判斷依據(jù)：_________________；銅電極的名稱是________，溶液中的Ag＋移向________(填“Cu”或“X”)電極。答案：(1)負極鋅的活潑性比銅強(或Zn的還原性比Cu強)正極Cu(2)正極銅的活潑性比銀強(或Cu的還原性比Ag強)負極X二、化學電源1．一次電池(1)特點：電池放電后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進行)，如鋅錳干電池屬于一次電池。(2)鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示。①鋅筒為負極，電極反應(yīng)是Zn－2e－===Zn2＋。②石墨棒為正極，最終被還原的物質(zhì)是二氧化錳。③NH4Cl糊的作用是作電解質(zhì)溶液。2．二次電池(充電電池)(1)特點：二次電池在放電時所進行的氧化還原反應(yīng)，在充電時可以逆向進行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。(2)能量轉(zhuǎn)化：化學能

電能(3)常見的充電電池：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池。3．燃料電池(1)特點：①反應(yīng)物儲存在電池外部；②能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔、安全；③供電量易于調(diào)節(jié)。(2)燃料電池常用的燃料有：氫氣、甲烷、乙醇等；常用氧化劑：氧氣。鋅錳干電池銀鋅紐扣電池鉛酸電池電動車用鎳氫電池鎳氫電池手機用鋰電池數(shù)碼相機用鋰電池【課堂鞏固】1．判斷正誤(1)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(

)(2)氫氧燃料電池是將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?

)(3)充電電池可以無限制地反復(fù)充電、放電(

)(4)氫氧燃料電池比氫氣直接燃燒發(fā)電能量利用率高(

)答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)√2．鉛酸蓄電池常用作汽車電瓶，其構(gòu)造如圖所示，工作時該電池總的方程式為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O按要求回答下列問題：(1)負極材料是________，正極材料是________，電解質(zhì)溶液是________。(2)工作時，電解質(zhì)溶液中的H＋移向________極。(3)工作時，電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度________(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)當鉛酸蓄電池向外電路提供2mole－時，理論上負極板的質(zhì)量增加_______g。答案：(1)Pb

PbO2

H2SO4溶液(2)PbO2電(或正)

(3)減小(4)963．氯鋁電池是一種新型的燃料電池。電解質(zhì)溶液是KOH溶液。試回答下列問題：(1)通入Cl2(g)的電極是________(填“正”或“負”)極。(2)投入Al(s)的電極是________(填“正”或“負”)極。(3)外電路電子從________(填“Al”或“Cl2”)極流向________(填“正”或“負”)極。(4)每消耗8.1gAl(s)，電路中通過的電子數(shù)目為________NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。答案：(1)正(2)負(3)Al正【核心知識突破】1．原電池的構(gòu)成和工作原理(1)原電池構(gòu)成條件①反應(yīng)：能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)②電極：一般是活潑性不同的兩電極。③形成閉合回路。(2)工作原理①反應(yīng)類型：負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。②電子的移動方向：從負極流出，經(jīng)導線流向正極。③離子的移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。④電流方向：正極→導線→負極【問題解決】1．如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極的質(zhì)量減小，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯誤的是(

)A．B極為原電池的正極B．A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸C．C中陽離子向A極移動D．A極發(fā)生氧化反應(yīng)答案：C2．某興趣小組設(shè)計的簡易原電池裝置如圖所示。該電池工作時，下列說法正確的是(

)A．鋅片作正極B．銅片上有氣泡產(chǎn)生C．將電能轉(zhuǎn)化為化學能D．電子由銅片經(jīng)導線流向鋅片答案：B2．設(shè)計原電池根據(jù)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，設(shè)計一個原電池，畫出裝置圖，標明電極材料，并寫出正、負極的電極反應(yīng)式。①拆：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反