第六章　化学反应与能量 实验活动 6　化学能转化成电能学案（含答案） 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修2

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】 烧杯、导线、电流表。 锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。 【实验步骤】 1．电极材料的实验 (1)用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接，使锌片与铜片接触，观察电流表指针是否发生偏转；用石墨棒代替铜片进行上述实验。解释所观察到的现象。 电极材料 电流表指针是 否发生偏转 解释 锌片、铜片 _____ 没有_____溶液，不能发生原电池反应 锌片、石墨棒 _____ (2)按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。 实验装置 实验现象 解释 锌片_____，表面产生_____ 锌的还原性比H2_____，溶液中的_____直接得到Zn失去的电子生成_____ ①锌片_____，表面产生_____； ②铜片_____ 铜的还原性比H2_____，_____置换出H2，H＋在锌片表面被_____成_____ ①锌片_____，表面产生_____； ②石墨棒_____ 石墨为惰性材料，不能置换出H2，H＋在锌片表面被_____成_____ 2.原电池实验 按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。 实验材料 实验现象 解释 Zn、Cu、H2SO4 ①锌片_____； ②铜片_____溶解，表面产生_____； ③电流表指针_____ 锌_____的电子通过导线转移至_____产生电流，溶液中的____在铜片表面获得_____生成_____ Zn、石墨、H2SO4 ①锌片_____； ②石墨棒表面产生_____； ③电流表指针_____ 锌_____的电子通过导线转移至_____产生电流，溶液中的_____在石墨棒表面获得_____生成_____ Cu、石墨、H2SO4 铜片_____，电流表指针_____ 铜的还原性比_____弱，_____发生氧化还原反应，_____电子转移，因而不能产生电流 【问题探究】 1．根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素。 2．指出原电池实验中铜锌原电池的电极名称，并写出电极反应和电池总反应。 3．在原电池实验中，若锌片、铜片接触，插入硫酸溶液，能否观察到电流？ 4．将原电池实验中锌 石墨原电池中的锌片换成铁片，能否形成电流？若能产生电流，写出电极反应和电池总反应。 即学即练 1．理论上任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。下列能设计成原电池且b极质量增加的是(　　) 　 选项 a极 b极 X溶液 A C Fe 稀硫酸 B Cu Ag 酒精 C Zn Cu FeCl3溶液 D Fe Ag CuSO4溶液 2．某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是(　　) A.a和b不连接时，铁片上有红色的铜析出 B.a和b用导线连接时，铜片为负极 C.无论a和b是否连接，反应的本质相同，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2+生成 D.a和b用导线连接时，溶液中的Cu2+应向铜电极移动且能更快地在铜电极上析出铜 3．(1)将反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2+设计成原电池，写出正、负极材料，电极反应式及反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)，电解质溶液名称。 负极：_____，_____，_____。 正极：_____，_____，_____。 电解质溶液：_____。 (2)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图甲)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图乙所示。反应过程中有红棕色气体产生。 O～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_____，溶液中的H＋向_____移动；t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_____。 实验活动6　化学能转化成电能 [实验步骤] 1．(1)否　否　电解质　(2)溶解　无色气泡　强　H＋　H2　溶解　无色气泡　表面无明显现象　弱　不能　还原　H2　溶解　无色气泡　表面无明显现象　还原　H2 2．溶解　不　无色气泡　偏转　失去　铜片表面　H＋　电子　H2　溶解　无色气泡　偏转　失去　石墨棒表面　H＋　电子　H2　不溶解　 ... ...