第六章 实验活动6化学能转化成电能 学案（含答案） 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

实验活动6　化学能转化成电能 实验目的 1．理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用，体会化学的价值。 2．认识原电池的构成要素及其作用。 实验用品 器材：烧杯、导线、电流表。 试剂：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。 实验过程和结论 1．电极材料的实验 (1)用导线将电流表分别与两个电极相连接，使两个电极接触。 实验操作 电极材料 电流表指针 解释 锌片、铜片 _____ _____ _____ _____ _____ 锌片、石墨棒 不偏转 (2)将电极插入盛有稀硫酸的烧杯中。 实验操作 实验现象 解释 _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ 锌片上有气泡，石墨棒上无气泡 _____ _____ _____ 2.原电池实验 选择不同的电极材料，以及稀硫酸、导线和电流表，组装原电池，如图： 试验其能否产生电流，并作出解释。 编号 电极材料 实验现象 解释 ① 锌片、铜片 锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转 _____ _____ ② 锌片、 石墨棒 锌片上无气泡，石墨棒上_____，电流表指针_____ _____ _____ ③ 铜片、 石墨棒 无明显现象 _____ _____ 问题和讨论 1．根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素，以及组装原电池的操作注意事项。 2．能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？ 3．若将稀硫酸换为硫酸铜溶液，①～③能否构成原电池？ 练习与应用 1．现有如下两个反应： A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O B．Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ (1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_____。 (2)如果不能，说明其原因_____ _____ _____。 (3)如果可以，则写出正负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)。 负极：_____，_____，_____； 正极：_____，_____，_____。 2．为了探究影响铝在原电池中作正极或负极的因素，设计如下实验。 电解质 溶液 左侧电 极材料 实验现象 解释 稀硫酸 镁片 镁片上无气泡，铝片上有气泡，电流表指针偏转 _____ _____ 稀硫酸 铜片 铝片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转 _____ _____ 氢氧化 钠溶液 镁片 铝片上无气泡，镁片上有气泡，电流表指针偏转 _____ _____ _____ 实验 结论 铝在原电池中作正极或负极的影响因素有_____ _____ 3.研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电， 总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。 (1)该电池的负极是_____，负极反应是_____ _____。 (2)正极现象是_____ _____ _____。 (3)放电时OH－向_____移动(填“正极”或“负极”)。 实验活动6　化学能转化成电能 实验过程和结论 1．(1)不偏转　没有电解质溶液，不发生氧化还原反应 (2)锌片上有气泡　锌与稀硫酸反应生成氢气　锌片上有气泡，铜片上无气泡　锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应　锌与稀硫酸反应生成氢气，石墨棒与稀硫酸不反应 2．①构成原电池，将化学能转化为电能　②有气泡　偏转　构成原电池，将化学能转化为电能　③无氧化还原反应发生，不能构成原电池 问题和讨论 1．提示：构成原电池的条件有①两种活泼性不同的金属；②电解质溶液；③形成闭合回路；④有—个能自发进行的氧化还原反应。原电池是将氧化反应和还原反应分别在不同的区域发生，使电子在导线中转移，产生电流。 2．提示：铁片代替锌片后，铁能够与稀硫酸反应，仍然具备构成原电池的条件，仍然有电流产生。 3．提示：由于锌能与硫酸铜发生氧化还原反应，故①②仍然构成原电池，③不能。 练习与应用 1．解析：(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，B是氧化还原反应且能自发进行。(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或能导电 ... ...