2.化学反应与电能_新人教版高中化学必修一、二_新人教版高中化学必修下册_微课高一化学必修2（视频课）_必修二讲义（2019人教版）_第六章化学反应与能量[7节]

第 50 课时： 化学反应与电能 【学习目标】 掌握原电池形成的基本原理。 熟悉正负极判断的基本方法。 【重点难点】 1.重点：电池中的能量转化形式； 电池的形成原理。 2.难点：判断正负极方法。 【高频考点】 根据装置判断是否形成原电池。 【教学内容】 一、工作原理 1.在化学中，将化学能转化为电能的装置称为原电池。 2.形成条件 （1）电极 第 1 页活动性强的作为负极。活动性弱的作为正极。正极材料不参与反应， 可以用石墨代替。 （2）电解质溶液 电解质溶液参加反应，作为电池的内电路，依靠离子导电。 （3）闭合回路 形成闭合回路，外电路为导线，依靠电子导电。 （4）化学反应 需要自发放热的氧化还原反应。 二、判断正负极的方法 1.金属活动性 活动性强的作为负极，活动性弱的作为正极。 2.电子流向 电子只在外电路中存在。电子从负极出发，经导线流向正极。 3.离子流向 离子只在内电路中存在。阴离子流向负极，阳离子流向正极。 4. 氧化还原 负极：失电子，发生氧化反应 正极：得电子，发生还原反应 5. 现象 负极：电极溶解 正极：产生气体、金属析出 【经典例题】 第 2 页1.下列装置中可以形成电池的是（ ） 2.下列反应是否可以制作原电池 （1）CaCO +2HCl===CaCl +CO ↑+H O （ ） 3 2 2 2 （2）2H +O === 2H O （ ） 2 2 2 （3）Fe+Cu2+==Fe2++Cu （ ） （4）NaOH+HCl===NaCl+H O （ ） 2 【本课小结】 将化学能转化为电能的装置被称为原电池。 形成原电池需要 4 个基本条件。 原电池中需要熟练判断正负极。 第 3 页【课后作业】 1. 有 a、b、c、d 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如 下： 由此可判断这四种金属的活动性顺序是（ ）。 A. B. C. b c d a D. a b c d d a b c 2. 等质量并且均过量的两份锌粉 a 和 b（粉末表面积可视为相同）， 分别加入等体积等物质的量浓度的稀硫酸中，同时向 a 中加入少量硫 酸铜，下图表示产生 的体积（ ）与时间（ ）的关系正确的 是（ ）。 H A. A B. B C. C 第 4 页D. D 3. 钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里，其表面吸附一层薄薄的水膜， 构成了若干微小原电池（如图所示）。下列有关说法正确的是（ ）。 A. 负极的电极反应式为 B. 钢铁生锈过程中电能转F化e为化e 学能 Fe C. 在正极参加反应生成 D. 为O减 缓铁制品生锈，可将其O与H铜相连 4. 常温下，将除去表面氧化膜的 、 片插入浓 中组成 原电池（图 1)，测得原电池的电流A强l 度（Cu ）随时间（HNO） 的变化 如图 2 所示，下列说法正确的是 A. 时，原电池的负极是铜片 B. 时，正极的电极反应式是 H e H 第 5 页C. 时刻，电流方向发生变化的原因是 在浓硝酸中发生钝化， 氧化膜 阻止了 进一步反应 Al D. 时刻后，Al电子从铝经过导线流向铜 5. 将 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现 液滴覆盖Na的Cl圆圈中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色 铁锈环（b），铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式： ， 进一步被氧气氧化为FeH ，O再 在O 一定条件F下e脱OH水生 成铁Fe锈O。H下 列说法正确的是（ ）。FeOH A. 液滴中的 由 a 区向 b 区迁移 B. 铁腐蚀严重C的l 区域，生锈也严重 C. 液滴下的 因发生还原反应而被腐蚀 D. 液滴边缘是F正e 极区，发生的电极反应为 O H O e OH 【答案与解析】 1. D 本题主要考查原电池原理、原电池正负极判断以及化学能转化为电能 等知识点。 装置一为原电池，a 极质量减小，说明 a 极为负极，失电子变成阳离 第 6 页子，b 极质量增大，说明 b 为正极，铜离子的电子变成铜附着在 b 极， 所以金属活动性， ；装置二 b 与硫酸反应，c 不与硫酸反应， 说明金属活动性： a b ；装置三为原电池，d 极溶解，说明 d 为负 极，失电子变成阳离b子，c c 极有气体产生，说明氢离子在 c 极得电子 变成氢气，所以 c 为正极，说明金属活动性： ；装置四为原 电池，在电池外部，电流从正极流到负极，所以dd为c负极，a 为正极， 说明金属活动性： 。综合四个装置，可以得出： ， 故选 D 项。 d a b c 综上所述，本题正确答案为 D。 2. A 等质量并且均过量的两份锌粉 a 和 b，分别加入等体积等物质的量浓 度的稀硫酸中，同时向 a 中放入少量的 溶液，发生的反应为： ，形成铜-锌-稀C硫uS酸O 形成原电池，反应速率 Z加n快，Cu反应用Z时n a少C于ub，但生成的氢气 a 等于 b，故 A 项正确。 综上所述，本题正确答案为 A。 3. C 本题主要考查金属的吸氧腐蚀。 由题可知，铁做负极失去电子变成亚铁离子，氧气得到电子变成氢氧 根。 C 项，根据分析，氧气在正极得电子变成氢氧根，故 C 项正确； 第 7 页A 项，负极铁变为亚铁离子，电极反应式为 ， 故 A 项错误； Fee Fe B 项，钢铁生锈过程为原电池，是化学能转化为电能，故 B 项错误； D 项，铜的金属活泼性弱于铁，铁与铜相连形成原电池，会加速电化 学腐蚀速度，铁制品更快生锈，故 D 项错误。 综上所述，本题正确答案为 C。 4. C 本题主要考查原电池。 C 项， 时刻电流方向发生偏转，因为铝在浓硝酸中会发生钝化， 生成的致t 密的氧化膜阻止了反应的继续进行，此时原电池的正负极发 生变化，正极为 ，负极为 ，故 C 项正确； A 项， 时，Al 被氧化生Cu成氧化铝，此时 做负极，故 A 项错误； t Al Al B 项， 时， 为正极，发生的反应为硝酸根放电生成二氧 化氮，电极 反t 应式是Cu ，故 B 项 错误； H NO e NO H O D 项， 时刻后，正极为 ，负极为 ，因此电流方向为 t ，而电子流动方向A为l C，u故 D 项错误。 A综l上所C述u ，本题正确答案为 C。Cu Al 5. D 第 8 页本题主要考查原电池。 该腐蚀为吸氧腐蚀，因为边缘的含氧量高，所以 b 处的氧得电子，化 合价降低，所以 b 为正极，a 为负极。 D 项，液滴边缘是正极区，正极发生还原反应，电极反应为： ，故 D 项正确； O AH项 O，原电e池中阴离子向OH负极移动，所以液滴中的 由 b 区向 a 区迁移，故 A 项错误； Cl B 项，铁被腐蚀在负极上发生反应，生锈在正极上反应，所以铁腐蚀 严重的区域，生锈不严重，故 B 项错误； C 项，液滴下的 因发生氧化反应而被腐蚀，故 C 项错误。 综上所述，本题正Fe确答案为 D。 第 9 页