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1、中学化学精品资料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一、化学能转化为电能1实验探究探究目的化学能怎样转化为电能实验步骤实验现象实验结论实验1：把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象锌片溶解且周围有_产生，铜片周围_锌在金属活动顺序表中位于氢的前面，能置换出酸中的_；铜位于氢的后面，_置换出酸中的氢实验2：把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察实验现象锌片溶解且周围有_产生，铜片周围_锌在金属活动顺序表中位于氢的前面，能置换出酸中的_；铜位于氢的后面，_置换出酸中的氢实验3：用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来锌片_，铜片上_锌比铜活泼，容易_电
2、子发生氧化反应。在锌片上，锌_电子形成锌离子Zn2进入溶液：_，电子经锌电极流向导线，并经电流计流向铜片，流入铜电极的电子使H发生还原反应，生成H2：_。铜电极附近溶液中H减少，锌电极附近溶液中增加的锌离子向铜电极附近移动，使电极和溶液形成电流回路，将化学能转化为电能实验4：在导线中间接一个灵敏电流计，观察实验现象锌片_，铜片上_，电流计指针_2.原电池(1)概念：将_能转化为_能的装置称为原电池。(2)工作原理：锌失去电子，作_极，发生的反应为_，电子通过导线流向铜片，溶液中的_在Cu片上得电子生成_，铜片作_，发生的反应为_。(3)反应本质：原电池反应的本质是_。(4)原电池的构成条件具有
3、_的两个电极；能自发进行的氧化还原反应；电极间_。(5)电极材料及电极反应(铜锌原电池)负极：(_)_(_)正极：(_)_(_)(6)正、负极的判断负极正极电极材料活泼性_的金属活泼性_的金属或能导电的_电子流动方向电子_极电子_极电解质溶液中离子定向移动方向_离子移向的极_离子移向的极发生的反应_反应_反应反应现象电极溶解电极_或有_二、钢铁的电化学腐蚀1电化学腐蚀金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。2钢铁腐蚀(1)环境：在潮湿的空气里钢铁表面吸附一层水膜，水膜里含有少量_，还溶解了_，形成电解质溶液。(2)电极反应：负极(Fe)：_
4、；正极(C)：_。知识点1原电池的构成1下列装置能构成原电池的是()2某原电池工作时总的反应为ZnCu2=Zn2Cu，该原电池的组成可能是()AZn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液BCu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液CCu为正极，Zn为负极，CuSO4溶液作电解质溶液DFe为正极，Zn为负极，ZnSO4溶液作电解质溶液知识点2原电池的工作原理3下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()AZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgBPbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OCZnCuSO4=CuZnSO4DCCO22CO4将纯锌片和纯铜片按图
5、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()两烧杯中铜片表面均无气泡产生甲中铜片是正极，乙中铜片是负极两烧杯中溶液的c(H)均减小产生气泡的速率甲比乙慢甲中SO向Zn片移动，H向Cu片移动乙中电流从Cu片流向Zn片甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变A B C D知识点3原电池原理的应用5一学生欲通过实验判断X、Y、Z、W四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论：当X、Y组成原电池时，Y为负极；当Z、W组成原电池时，W为正极；W能从含Y离子的盐溶液中置换出单质Y，据此可知它们的活泼性顺序是()AZWXY BXYZWCXYWZ DZWYX6某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，
6、锌作为负极，则该金属可能为()A铝 B铜 C锡 D硅练基础落实1对于原电池的电极名称叙述错误的是()A发生氧化反应的为负极B正极为电子流入的一极C比较不活泼的金属为负极D电流的方向由正极到负极2茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()铝合金是正极铝合金是负极海水是电解液铝合金电极发生还原反应A B C D3下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()4.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()Aa为负极，是铁片
7、，烧杯中的溶液为硫酸Bb为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液Ca为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸Db为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液5.如右图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是()A两圈仍保持平衡B有气泡产生，两圈摇摆不定C铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜练方法技巧原电池正负极及电极反应的判断6镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)22Ni(OH)2充电放电Cd2NiO(OH)2H2O由此可知，该电池放电时的负极材料是()A
8、Cd(OH)2 BNi(OH)2CCd DNiO(OH)7据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、污染少等优点，其电池反应为2ZnO2=2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极B负极反应为Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应D电解液是酸溶液题号1234567答案练综合拓展8有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 molL1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 molL1的NaOH溶液中，如下图所示。(1)写出甲池中正极的电极反应式：正极：_。(2)写出
9、乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极：_。总反应的离子方程式：_。(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_活动性更强，而乙会判断出_活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？()A利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质B镁的金属性不一定比铝的金属性强C该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值D该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_(“可靠
10、”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案_(如可靠，此空可不填)。9我国“神舟七号”载人宇宙飞船发射成功，成为我国航天史上重要的里程碑。飞船上使用了氢氧燃料电池，其构造示意图如图所示，两电极均由多孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出并在电极表面放电。(1)a极是_极，b极是_极(填“正”或“负”)，电极反应式为：a极：_；b极：_。(2)氢氧燃料电池的优点是燃料转化率高、无污染，若飞船中的宇航员的生活用水均由燃料电池提供，将节省大量资金(1 kg水送入太空约耗资26万美元)。已知燃料电池发1度电，生成350 g水，求其能量转化率。提示：1 mol H2燃烧生成液态
11、水放出286 kJ热量。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基础落实一、1.气泡无气泡氢不能气泡无气泡氢不能溶解有气泡产生溶解有气泡产生偏转失去失去Zn2e=Zn22H2e=H22(1)化学电(2)负氧化反应HH2正极还原反应(3)氧化还原反应(4)活性不同形成闭合回路(5)锌Zn2e=Zn2氧化反应铜2H2e=H2还原反应(6)较强较弱非金属流出流入阴阳氧化还原增重气泡放出二、2.(1)H和OHO2(2)2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH对点训练1B原电池的构成条件：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液，形成闭合回路。2CZn失电子则Zn应为负极；Cu2得电子则Cu2
12、为电解质溶液中的阳离子。3DD是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。4B5DX、Y组成原电池Y为负极，则活泼性：YX；Z、W组成原电池，W为正极，则活泼性：ZW，W能从含Y离子的溶液中置换出Y单质，则活泼性：WY，综上，则活泼性顺序为ZWYX。6C该金属在金属活动顺序表中应在氢前锌后，故选C。课后作业1C原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。2A分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属PtFe合金作正
13、极，电解液是海水；铝合金作负极，发生的是氧化反应，故错误，正确。3A由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气泡产生。4CFe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H2e=H2，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。5D因为铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应FeCuSO4=FeSO4Cu，铁圈和银圈直接相连，电子可以顺利传递，所以可以构成原电池。其电极反应方程式为负极：Fe2e=Fe2正极：Cu22e=Cu铁溶解，铁圈减轻；生成的Cu沉积
14、在银圈上，银圈增重。6C根据镍镉可充电电池放电的反应原理Cd2NiO(OH)2H2O=Cd(OH)22Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被还原生成Ni(OH)2，即Cd发生氧化反应，是失去电子的物质，NiO(OH)发生还原反应，是得到电子的物质，所以，Cd为负极，NiO(OH)为正极，即电池的负极材料是Cd，C项正确。7B根据电池反应2ZnO2=2ZnO判断，锌为负极，负极反应为Zn2e=Zn2，所以A不正确，B正确；正极发生还原反应，所以C不正确；电解液若为强酸，将与锌发生化学反应，而不是O2与锌反应，所以D不正确。8(1)2H2e=H2(2)2Al8OH6e=2AlO4H2O2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)MgAl(4)AD(5)不可靠将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极解析甲同学依据的化学反应原理是MgH2SO4=MgSO4H2，乙同学依据的化学反应原理是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。9(1)正负2H2OO24e=4OH2H24OH4e=4H2O(2)64.7%