高中化學(xué)必修二《6.1 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與電能》課件

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與電能第1課時1.一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化成另一種形式的能量,能量轉(zhuǎn)化過程中要遵循能量守恒定律。2.化學(xué)能是能量的一種形式,你知道化學(xué)能的轉(zhuǎn)化形式有熱能、光能、電能等。3.氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到電子,化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng);還原劑失去電子,化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng)。4.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。寫出鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,并用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:水電站一次能源：直接從自然界取得的能源稱為一次能源一、能源水能風(fēng)能石油天然氣原煤火電站二次能源：一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源電能蒸汽16.6%2.1%5.1%76.2%我國化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成圖

電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱為電力。二、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能2.關(guān)鍵——燃燒(氧化還原反應(yīng))估計(jì)在2050年火電仍居首位

火電，又稱為火力發(fā)電。那么，火究竟是如何轉(zhuǎn)化為電？2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式。簡單的說就是利用燃料發(fā)熱,加熱水,形成高溫高壓過熱蒸汽,然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)中不斷膨脹做功,沖擊汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(電磁場)旋轉(zhuǎn),定子線圈切割磁感線,發(fā)出電能。(1)火力發(fā)電存在幾種形式的能量轉(zhuǎn)化?提示:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能3種形式。(2)試分析火力發(fā)電有哪些弊端?提示:①使用的化石燃料屬于不可再生資源;②化石燃料的燃燒會產(chǎn)生大量的有害氣體(如SO2、CO等)及粉塵,污染環(huán)境;③能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化,能量利用率低?；剂先紵苿诱羝麢C(jī)加熱水蒸氣帶動發(fā)電機(jī)化學(xué)能

熱能

機(jī)械能

電能

火力發(fā)電工作原理示意圖化石燃料化學(xué)能燃燒熱能蒸汽機(jī)械能發(fā)電機(jī)電能火力發(fā)電的化學(xué)深層本質(zhì)分析燃燒氧化還原反應(yīng)氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移火力發(fā)電將化學(xué)能經(jīng)一系列能量轉(zhuǎn)化為電能舊鍵斷裂和新鍵形成、體系能量變化過程關(guān)鍵本質(zhì)本質(zhì)引起火電廠存在的主要優(yōu)缺點(diǎn)排出大量溫室氣體排出廢氣（SO2），可能導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生廢渣、廢液能量轉(zhuǎn)化效率低缺點(diǎn)：煤炭是有限的不可再生資源優(yōu)點(diǎn)：廉價、方便、資源豐富思考：假設(shè)你是電力工程師，面對這些利與弊，你會如何應(yīng)對呢？a、改進(jìn)火力發(fā)電b、研究新的發(fā)電方式

方式之一就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費(fèi)能源，更方便。思考與交流：在你的生活和學(xué)習(xí)中，或你了解的范圍里，還有哪些需要使用電池的產(chǎn)品或器具？各使用什么樣的電池？鋰電池干電池疊層電池各類電池紐扣電池三.化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能——原電池(1)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

___________________________鋅與稀硫酸_____,銅與稀硫酸_______鋅片上有氣泡,銅片上無氣泡反應(yīng)不反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

___________________________產(chǎn)生H2(還原反應(yīng))的位置發(fā)生了改變

___________________________________________該裝置將_______轉(zhuǎn)化為_____鋅片上無氣泡,銅片上有氣泡鋅片上無氣泡,銅片上有氣泡,電流表指針偏轉(zhuǎn)化學(xué)能電能現(xiàn)象銅片鋅片電流表Zn片表面沒有氣泡產(chǎn)生，鋅片溶解Cu片有氣泡產(chǎn)生電流表指針偏轉(zhuǎn)結(jié)論：有電流產(chǎn)生

，裝置中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)驗(yàn)2-4]實(shí)驗(yàn)探究請將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在課本P41表中：2、定義：能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，叫做原電池。學(xué)與問：根據(jù)所了解的電學(xué)知識，你知道電子時怎樣流動的嗎？如何判定裝置的正負(fù)極？從能量轉(zhuǎn)變看：原電池是將能轉(zhuǎn)變?yōu)榈难b置。從化學(xué)反應(yīng)看，原電池的原理是中失去的電子經(jīng)過導(dǎo)線傳遞給，使氧化還原反應(yīng)分別在上進(jìn)行。化學(xué)電能

氧化還原反應(yīng)還原劑氧化劑兩個電極實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件一：活潑性不同的兩個電極材料負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（不可以）形成條件二：電極材料需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）3.構(gòu)成原電池的條件注意:沒有氧化還原反應(yīng),就不可能有原電池,換句話說常溫下能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),理論上都可以設(shè)計(jì)成原電池構(gòu)成條件①有兩種活動性不同的金屬②有電解質(zhì)溶液；③構(gòu)成閉合電路；④能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)即：兩極一液一連環(huán)，負(fù)極氧化正極還或一種金屬與一種非金屬導(dǎo)體(如石墨)酸、堿、鹽溶液一般要能和某極發(fā)生氧化還原反應(yīng)思考(1)兩個活潑性不同的金屬電極用導(dǎo)線連接，插入電解質(zhì)溶液中就能構(gòu)成原電池嗎？答：不一定。構(gòu)成原電池除具備①兩種活潑性不同的金屬②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路外，還必須有一個能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(2)在銅-鋅-稀硫酸原電池中，電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液到達(dá)鋅嗎？答：電子只能在兩極和外電路中流動，不能進(jìn)入溶液，在溶液中是陰陽離子的定向移動。(3)原電池內(nèi)部陰、陽離子是如何移動的？原因是什么？答：陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動。這是因?yàn)樨?fù)極失電子，生成大量陽離子積聚在負(fù)極附近，致使該極附近有大量正電荷，所以溶液中的陰離子要移向負(fù)極；正極得電子，該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近陰離子數(shù)目相對增多，帶負(fù)電荷，所以溶液中的陽離子要移向正極。構(gòu)成原電池的條件⑶

有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。⑵兩電極材料需插入電解質(zhì)溶液請判斷下列各裝置是否是原電池？為什么？⑴形成閉合回路ZnAZnSO42－H+H+AZnSO42－H+H+CAZnCu煤油SO42－H+H+SO42—ZnH+H+CuA(x)(x)(√)(x)AZnSO42－H+H+木條(x)練習(xí)1.下列裝置中能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是(

)B解析A項(xiàng)，兩個電極都是Cu，不能構(gòu)成原電池，錯誤；B項(xiàng)，符合構(gòu)成原電池的條件，正確；C項(xiàng)，Zn、Cu兩個電極分別置于兩個分離的燒杯中，不能形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池，錯誤；D項(xiàng)，酒精是非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，錯誤。練習(xí)2.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可能分別為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)C解析

原電池中，一般是負(fù)極的較活潑金屬失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，逐漸溶解，質(zhì)量減小，故A極為負(fù)極，B極為正極，A、D正確；A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸時，可以構(gòu)成原電池，且現(xiàn)象符合題意，B正確；電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，C錯誤。練習(xí)3.

下列裝置中，電解質(zhì)溶液均為稀硫酸，其中不能構(gòu)成原電池的是(

)D解析

由構(gòu)成原電池的條件可知，D項(xiàng)不能形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池。第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與電能第2課時“負(fù)極出電子，電子回正極”4、原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)5、原電池電極名稱及確定方法：負(fù)極：還原性相對較強(qiáng)的材料正極：還原性相對較弱的材料活潑金屬→發(fā)生氧化反應(yīng)→向外線路提供電子→原電池的負(fù)極；不活潑金屬（或石墨）→發(fā)生還原反應(yīng)→接受外線路提供的電子→原電池的正極。

①根據(jù)電極材料判斷練習(xí)：判斷下列原電池的正負(fù)極.ZnCu稀硫酸ZnFeA稀硫酸CZnFeCA稀硫酸A稀硫酸A負(fù)極:

較活潑的金屬正極:

較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體-+-+-+-+原電池正負(fù)電極的判斷方法③根據(jù)電子或電流流動方向判斷（外電路）：電子從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極電流從正極流出沿導(dǎo)線流入負(fù)極ee④根據(jù)離子的定向移動方向（內(nèi)電路）陽離子向正極移動陰離子向負(fù)極移動②根據(jù)電極反應(yīng)判斷失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極⑥根據(jù)現(xiàn)象判斷電極不斷溶解：負(fù)極有氣泡冒出、有固體析出：正極⑤根據(jù)離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2++H2↑（負(fù)極）（在正極）特別提示：在判斷原電池正、負(fù)極時，不要只根據(jù)金屬活潑性的相對強(qiáng)弱，還要考慮電解質(zhì)溶液。(1)Mg-Al和稀鹽酸構(gòu)成原電池中，Mg作負(fù)極，Al作正極；而若把稀鹽酸換為NaOH溶液，Al作負(fù)極，Mg作正極。(2)Al-Cu和NaOH溶液構(gòu)成的原電池中，Al作負(fù)極；而若把NaOH溶液換為濃HNO3，則Cu作負(fù)極。原電池正、負(fù)極判斷

負(fù)極：正極：明確正、負(fù)極反應(yīng)生成的陰、陽離子與電解質(zhì)溶液中的離子是否共存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的離子應(yīng)寫入正、負(fù)極反應(yīng)式。再根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒配平。確保正、負(fù)極的得失電子相等后，總反應(yīng)式=負(fù)極反應(yīng)式+正極反應(yīng)式電極反應(yīng)式的一般書寫程序:還原劑—ne-=氧化產(chǎn)物氧化劑+ne-=還原產(chǎn)物6、原電池電極反應(yīng)式的書寫①Al作____極,②Cu作____極電極反應(yīng)式是：負(fù)極___________________

正極___________________總反應(yīng)式_____________________例題1：Al和Cu作電極所構(gòu)成的原電池電解質(zhì)溶液為稀硫酸負(fù)正2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑(2Al+6H+=2Al3++3H2↑)例題2：Al和Cu作電極所構(gòu)成的原電池電解質(zhì)溶液為濃硝酸①Al作____極②Cu作____極電極反應(yīng)式是：負(fù)極___________________

正極___________________總反應(yīng)式_______________________Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O)正負(fù)2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2OCu-2e-=Cu2+①Al作____極②Cu作____極電極反應(yīng)式是：負(fù)極___________________

正極___________________

總反應(yīng)式_______________________例題3：Al和Cu作電極所構(gòu)成的原電池電解質(zhì)溶液為NaOH溶液負(fù)正2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-=6OH-+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑)書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的規(guī)則（打沉淀符號）；3．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與電解質(zhì)溶液有關(guān)（如酸堿性，＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32－形式存在）。2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；練習(xí)判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.①②③(×)(×)(√)2H++2e-＝H2↑負(fù)極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑤④(√)(√)負(fù)極：正極：總反應(yīng)：正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）Zn片：Zn－2e-=Zn2+Cu片：2H++2e-=H2

↑電極反應(yīng)式：總化學(xué)方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑總反應(yīng)式：Zn+2H+==Zn2++H2↑

2e-7、原電池工作原理：原電池的工作原理小結(jié)知識導(dǎo)學(xué)概念將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4實(shí)質(zhì)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軜?gòu)成前提能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)構(gòu)成條件①兩個電極；②電解質(zhì)溶液；③構(gòu)成閉合回路電極構(gòu)成正極、負(fù)極Zn：負(fù)極Cu：正極電極反應(yīng)負(fù)極：失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極：得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極：Zn失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極：Cu2＋得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)知識導(dǎo)學(xué)電子及電流的流向外電路：電子由負(fù)極流向正極，與電流方向相反；內(nèi)電路：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，電流由正極流向負(fù)極外電路：電子由Zn極經(jīng)導(dǎo)線流向Cu極，電流由Cu極流向Zn極；內(nèi)電路：SO42－、OH－移向Zn極(負(fù)極)，Cu2＋、Zn2＋移向Cu極(正極)電極反應(yīng)式與反應(yīng)總式的關(guān)系兩個電極反應(yīng)式相加，即得反應(yīng)總式負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋；正極：Cu2＋＋2e－===Cu；總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu工作原理示意圖【提醒】(1)構(gòu)成原電池的兩電極材料不一定都是金屬,正極材料可以為導(dǎo)電的非金屬,例如石墨。兩極材料可能參與反應(yīng),也可能不參與反應(yīng)。(2)兩個活潑性不同的金屬電極用導(dǎo)線連接,共同插入電解質(zhì)溶液中不一定構(gòu)成原電池,必須有一個能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(3)在判斷原電池正負(fù)極時,既要考慮金屬活潑性的強(qiáng)弱,也要考慮電解質(zhì)溶液性質(zhì)。如Mg-Al-HCl溶液構(gòu)成的原電池中,負(fù)極為Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,負(fù)極為Al,正極為Mg。2.構(gòu)成原電池的條件(1)具有活潑性不同的兩個電極。(2)兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中。(3)形成閉合回路。(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。小結(jié)本節(jié)內(nèi)容1.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。3.原電池工作原理口訣原電池分兩極；負(fù)氧化正還原；電子由負(fù)向正；離子陽正陰負(fù)。4.原電池正、負(fù)極的判斷方法首先準(zhǔn)確判斷元素化合價的變化，然后根據(jù)原電池工作原理判斷?；蟽r升高―→失去電子―→發(fā)生氧化反應(yīng)―→負(fù)極；化合價降低―→得到電子―→發(fā)生還原反應(yīng)―→正極。

5.一般來說，負(fù)極質(zhì)量減小，正極質(zhì)量不變或增加。(1)相對活潑性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，另一個為正極(3)電子由負(fù)極流向正極。(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極。(4)電流由正極流向負(fù)極。(5)陰離子移向的電極為負(fù)極，陽離子移向的電極為正極。1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是()CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4課堂練習(xí)2、把A,B兩種不同的未知活潑性的金屬用導(dǎo)線連接后同時插入稀硫酸中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)A金屬上有氣體產(chǎn)生,則下列說法正確的是()A.A為正極,A較活潑

B.B為負(fù)極,B較活潑

C.A上發(fā)生的是氧化反應(yīng)

D.A的質(zhì)量減小B3、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(D)A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態(tài)；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；4.某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.CuB5.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的PH()A.不B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小C6.一個電池反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,

該反應(yīng)的的原電池正確組合是(

)CABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl7、如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（）A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4

B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液

A

CABD第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與電能第3課時1．加快氧化還原反應(yīng)的速率(1)原理：原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶液中離子運(yùn)動時相互的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。

(2)實(shí)例：如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反應(yīng)制H2，用粗Zn產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4溶液形成原電池，加快了鋅的腐蝕，產(chǎn)生H2的速率加快。如果用純Zn，可以在稀H2SO4溶液中加入少量CuSO4溶液，也同樣會加快產(chǎn)生H2的速率，原因是Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋，Zn和生成的Cu在稀H2SO4的溶液中形成原電池，加快了鋅的腐蝕，產(chǎn)生H2速率加快。三、原電池原理的應(yīng)用1.將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別放入兩支相同的試管中，然后加入等體積等物質(zhì)的量濃度且均過量的稀硫酸，同時向a中加入少量CuSO4溶液，則產(chǎn)生氫氣的體積(V)與時間(t)的關(guān)系用圖像表示如下，其中正確的是(

)D解析

等質(zhì)量的兩份鋅粉中，加入等體積等物質(zhì)的量濃度且均過量的稀硫酸，同時向a中加入少量CuSO4溶液，則a中發(fā)生的反應(yīng)有Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，b中只發(fā)生反應(yīng)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。由于a中置換出來的Cu與Zn在稀硫酸中構(gòu)成原電池，所以a中的反應(yīng)速率比b中的反應(yīng)速率大，即反應(yīng)完成所需的時間短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中產(chǎn)生的H2比b中產(chǎn)生的H2少。綜上分析，D項(xiàng)正確。2.100mL2mol·L－1的鹽酸與過量的鋅反應(yīng)，為加快速率，又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，可采用的方法是(

)A．加入適量的6mol·L－1的鹽酸

B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適量的蒸餾水

D．加入適量的氯化鈉解析A項(xiàng)能加快反應(yīng)速率，但生成氫氣的總量會增加；C、D兩項(xiàng)不影響H2的量，但稀釋了鹽酸，降低了反應(yīng)速率；B項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu—Zn原電池，加快了反應(yīng)速率且生成氫氣的總量不變。BA．兩圈仍保持平衡

B．有氣泡產(chǎn)生，兩圈搖擺不定C．鐵圈向下傾斜

D．銀圈向下傾斜3．如圖所示，燒杯中盛的是水，鐵圈和銀圈直接相連，在接頭處用一根絕緣細(xì)絲吊住，并使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液，反應(yīng)一段時間后，觀察到的現(xiàn)象是(

)D解析

首先鐵圈可以與CuSO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，其次是鐵圈和銀圈直接相連，電子可順利傳遞，故該裝置構(gòu)成了原電池。負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu。由于鐵溶解，鐵圈質(zhì)量減輕，生成的銅附著在銀圈上，銀圈質(zhì)量增加。2．判斷金屬的活動性強(qiáng)弱(1)原理：一般原電池中，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。(2)實(shí)例：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入到稀H2SO4中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生，根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極，b是正極，由原電池原理可知，金屬活動性a>b，即原電池中，活動性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動性弱的金屬為正極。1、X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序?yàn)椋ǎ粒兀荆伲荆冢拢兀荆冢荆伲茫伲荆兀荆冢模伲荆冢荆鼐毩?xí)C因?yàn)閄置換出Z,所以金屬性Ｘ＞Ｚ負(fù)極的金屬較活潑,所以Ｙ＞Ｘ

2、把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為：

()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB3.已知四種金屬A、B、C、D，根據(jù)下列事實(shí)：①A＋B2＋===A2＋＋B；②D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑；③以B、C為電極與C的鹽溶液組成原電池，電極反應(yīng)為C2＋＋2e－===C，B－2e－===B2＋，由此可知A2＋、B2＋、D2＋、C2＋的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系是(

)A．D2＋>A2＋>B2＋>C2＋B．A2＋>B2＋>D2＋>C2＋C．D2＋>C2＋>A2＋>B2＋D．C2＋>B2＋>A2＋>D2＋解析由①知，A比B活潑；由②知，D的活潑性較強(qiáng)，能置換出H2O中的氫，故D的活潑性大于A；由③知，B作負(fù)極，活潑性大于C，則金屬的活動性順序是D>A>B>C，而金屬單質(zhì)的還原性越弱，其陽離子的氧化性越強(qiáng)，故D正確。D3、保護(hù)金屬設(shè)備(1)原理：使被保護(hù)的金屬作原電池的正極而得到保護(hù)。(2)實(shí)例：船體是鋼鐵材料，在海水中易被腐蝕，所以經(jīng)常在船體外殼焊接比鐵活潑的鋅。4、設(shè)計(jì)原電池

已知一個氧化還原反應(yīng)，分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。以Fe+CuSO4====FeSO4+Cu為例步驟實(shí)例將反應(yīng)拆分為電極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)Fe-2e-====Fe2+正極反應(yīng)Cu2++2e-====Cu步驟實(shí)例選擇電極材料負(fù)極:較活潑金屬,一般為發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬Fe正極:活潑性弱于負(fù)極材料的金屬或石墨Cu或C選擇電解質(zhì)一般為與負(fù)極反應(yīng)的電解質(zhì)CuSO4溶液步驟實(shí)例畫出裝置圖

特別提示：在設(shè)計(jì)原電池時，若給出的是離子反應(yīng)方程式，如：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，此時電解質(zhì)不確定為具體的物質(zhì)，只要是可溶性銅鹽即可，如CuCl2、CuSO4等。同時畫出原電池裝置圖時，必須符合原電池組成的三大要素。原電池的設(shè)計(jì)方法(1)找：找一個能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，只有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才能被設(shè)計(jì)成原電池。(2)拆：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，分別作為負(fù)極和正極的電極反應(yīng)，還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物(負(fù)極電極反應(yīng))；氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物(正極電極反應(yīng))。(3)定：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的還原劑和氧化劑確定原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液，正極一般選擇比負(fù)極活潑性差的金屬或能導(dǎo)電的非金屬。(4)畫：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。規(guī)律方法

“設(shè)計(jì)原電池”思維流程如下:【誤區(qū)警示】設(shè)計(jì)原電池裝置的兩個易錯點(diǎn)(1)能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)一般是自發(fā)的放熱的氧化還原反應(yīng),吸熱反應(yīng)不可能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(2)設(shè)計(jì)原電池時,負(fù)極材料確定之后,正極材料的選擇范圍較廣,只要合理都可以。2.下列四個化學(xué)反應(yīng)中，理論上不可設(shè)計(jì)成原電池的是(

)A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑B．2H2＋O2點(diǎn)燃=====2H2OC．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

D解析A、B、C三項(xiàng)都是氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池，D項(xiàng)不是氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池。

1.某原電池的電池反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，與此電池反應(yīng)不符合的原電池是(

)①銅片、鐵片、FeCl3溶液組成的原電池②石墨、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池③鐵片、鋅片、Fe2(SO4)3溶液組成的原電池④銀片、鐵片、Fe(NO3)2溶液組成的原電池A．①② B．②③C．③④ D．②④解析

根據(jù)電池反應(yīng)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，F(xiàn)e為負(fù)極，比Fe不活潑的金屬或?qū)щ姺墙饘僮髡龢O，含F(xiàn)e3＋的溶液為電解質(zhì)溶液。③④不符合。

C2.某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是(

)A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接后，F(xiàn)e片上發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的Cu2＋向銅電極移動

D解析

鐵的活潑性強(qiáng)于銅，故鐵能置換出銅且附著在鐵棒上，A正確；a和b用導(dǎo)線連接后，構(gòu)成原電池，其中Fe作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅作正極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，B正確、D錯誤；無論a和b是否連接，鐵都被氧化生成Fe2＋，C正確。(1)該電池的負(fù)極材料是

,正極材料是

,電解質(zhì)溶液是

。

(2)在外電路中,電流方向是從

極到

極。

(3)正極反應(yīng)的產(chǎn)物為

,正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是

;

負(fù)極反應(yīng)的產(chǎn)物為

,負(fù)極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是

。

解析:反應(yīng)Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+中Cu被氧化,Ag+被還原,所以需用Cu棒作負(fù)極,正極材料可選用活潑性比Cu弱的金屬,如Ag等,正極也可選用石墨電極;電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。電流從正極流向負(fù)極,正極發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)物為Ag,電極變粗;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)物為Cu2+,負(fù)極Cu棒溶解。答案:(1)Cu石墨(或Ag)

AgNO3溶液(2)正負(fù)(3)Ag電極變粗Cu2+

Cu棒溶解

7月1日是中國共產(chǎn)黨的生日,從2019年起,每年的7月1日還多了一重含義:國際航標(biāo)協(xié)會第13屆全會確定,自2019年起將每年的7月1日設(shè)立為“世界航標(biāo)日”,讓更多人了解航標(biāo)在保障船舶安全航行中起到的重要作用。2019年世界航標(biāo)日的主題是海上航標(biāo)——成功的航行,可持續(xù)發(fā)展的地球。青島慶祝首個“世界航標(biāo)日”,首次面向全國啟動燈塔開放季。我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板、鉑網(wǎng)作電極,海水為電解質(zhì)溶液,電池總反應(yīng)為4Al+3O2+6H2O====4Al(OH)3?？捎米鳠羲璧碾姵?。(1)鋁板在該電池中作什么極?發(fā)生什么變化?提示:負(fù)極逐漸被消耗。根據(jù)電池反應(yīng)可知,鋁被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),是負(fù)極,電池工作時鋁板逐漸被消耗,轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁。(2)鉑電極作什么極?在該電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是什么?提示:根據(jù)電池反應(yīng)可知,正極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是氧氣,鉑電極作正極,本身不參與反應(yīng)。(3)在燈塔的使用過程中存在什么能量的轉(zhuǎn)化?提示:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為光能。第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與電能第4課時發(fā)展中的化學(xué)電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池化學(xué)電池的分類一次電池（干電池）：電池消耗到一定程度，就不能使用；二次電池（充電電池或蓄電池）：放電后可以再充電重新使用；燃料電池：一種將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。1.干電池(一次性電池)電極:Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊

另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極方程式：負(fù)極(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋正極(C)：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O(1)鋅錳干電池特點(diǎn)：放電后不能充電,便于攜帶,價格低(2)堿性鋅錳干電池

隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。體積小、性能好的堿性鋅－錳電池應(yīng)運(yùn)而生。這類電池的重要特征是電解質(zhì)溶液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。堿性電池是個人音響、照相機(jī)等地首選電源。堿性電池

電解液:中性NH4Cl→堿性KOH（離子導(dǎo)電性更好）負(fù)極：鋅片→鋅粉（反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高）優(yōu)點(diǎn)：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電堿性鋅-錳干電池（3）紐扣電池負(fù)極：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

正極：Ag2O+H2O

+2e-=2Ag+2OH-

總反應(yīng)：

Ag2O+Zn=ZnO+2Ag電極反應(yīng)：用途：電子手表、液晶顯示的計(jì)算器或一個小型的助聽器等所需電流是微安或毫安級的。

2.二次電池也叫充電電池充電電池又稱二次電池。可充電電池是兩極都參加反應(yīng)的電池。這是一種發(fā)展較快的原電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池、（紐扣電池）、鋰電池、愛迪生蓄電池等，它們的負(fù)極是較活潑的金屬，正極一般是金屬氧化物。放電時，負(fù)極被氧化。正極材料的氧化物被還原，充電時的電極反應(yīng)與放電時相反。電動車、手機(jī)的電池都可以反復(fù)充電使用,都屬于二次電池。。充電電池：氧化還原反應(yīng)在充電時可以逆向進(jìn)行。化學(xué)能放電充電電能用途：目前汽車上使用的電瓶大多仍是鉛蓄電池，它還廣泛用于國防、生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域。鉛蓄電池：最早使用的充電電池。（1）鉛蓄電池特點(diǎn)：鉛蓄電池的電壓穩(wěn)定，使用方便安全可靠，可再次充電使用。鉛蓄電池可放電亦可充電，它是用硬橡膠或透明塑料制成方形外殼，在正極板上有一層棕褐色的

，負(fù)極板是海綿狀的

，兩極均浸入

溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。負(fù)極：正極：放電總反應(yīng)式：⑴鉛蓄電池PbO2金屬鉛硫酸Pb+SO42——2e—=PbSO4PbO2+4H++SO42—+2e—=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O當(dāng)硫酸的濃度降低，溶液的密度達(dá)1.18g/cm3時應(yīng)停止使用，需充電，充電時起電解池的作用，電極反應(yīng)為：陽極：陰極：充電總反應(yīng)式：鉛蓄電池放電和充電總反應(yīng)式：PbSO4+2H2O—2e—=PbO2+4H++SO42—PbSO4+2e—=

Pb+SO42—

2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電（2）鎳鎘電池特點(diǎn)：體積小，便于攜帶?？芍貜?fù)使用500次以上。壽命比鉛蓄電池長。鎘有致癌作用，有被鎳氫電池取代的趨勢。H2+NiO(OH)2

Ni(OH)2+H2O

。放電充電鎳鎘電池電極反應(yīng)（KOH為電解液）用途：廣泛用于收錄機(jī)、無線對講機(jī)、電子閃光燈、電動剃須刀等。2NiO(OH)+2H2O+Cd2Ni(OH)2+Cd(OH)2放電充電(3)鎳氫電池負(fù)極：正極：

放電總反應(yīng)式：H2+2OH——2e—=2H2O2NiO(OH)+2H2O+2e—=2Ni(OH)2+2OH—

H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2

鋰電池鋰電池是新一代可充電的綠色電池，已成為筆記本電腦、可移動電話、攝象機(jī)等低功耗電器的主流電源。鋰電池

鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。（4）鋰電池

以鋰為負(fù)極的非水電解質(zhì)電池有幾十種，其中性能最好、最有發(fā)展前途的是鋰一二氧化錳非水電解質(zhì)電池，這種電池以片狀金屬及為負(fù)極，電解活性MnO2作正極，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)溶液：負(fù)極：Li－e＝Li+正極：MnO2

＋e＋Li+

＝LiMnO2

總反應(yīng)：Li＋MnO2＝

LiMnO23.發(fā)展中的燃料電池它的電極材料一般為活性電極，具有很強(qiáng)的催化活性，如鉑電極，活性炭電極等。(例如：H2和O2的燃料電池，CH4和O2的燃料電池)小型高性能燃料電池

新型燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池⑴氫氧燃料電池氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為鉑電極，活性炭電極，電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液。

負(fù)極：正極：放電總反應(yīng)式：2H2+4OH——4e—=4H2OO2+2H2O+4e—=4OH—

2H2+O2=2H2O

若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4

負(fù)極：正極：放電總反應(yīng)式：2H2—4e—=4H+

O2+4H++4e—=2H2O2H2+O2=2H2O⑵甲烷氧氣燃料電池該電池用鉑片插入KOH溶液中作電極，在兩極上分別通甲烷和氧氣負(fù)極：正極：放電總反應(yīng)式：CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O2O2+4H2O+8e—=8OH—CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O⑶Al—空氣—海水電池負(fù)極：正極：放電總反應(yīng)式：

4Al—12e—=4Al3+3O2+6H2O+12e—=12OH—4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3（4）固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

其他電池空氣電池1.幾種電池的特點(diǎn)2.化學(xué)電源滿足的一般規(guī)律(1)化學(xué)電源就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,但實(shí)際工作時,化學(xué)能不可能完全轉(zhuǎn)變成電能,有一部分化學(xué)能會轉(zhuǎn)化成熱能等其他形式的能量。(2)電源的負(fù)極反應(yīng)是還原劑失去電子