电能转化为化学能精讲精练习与习题
电能转化为化学能——电解（讲义）
一、知识点睛
1.电解的原理
（1）电解
电解是让直流电通过____________或_____________，在两个电极上分
别发生________和________的过程。
（2）电解池
①定义
电解池是将________转化为________的装置。
②构成条件
a．与________相连接的两个电极。
b．________溶液或_____________。
c．构成_____________。
（3）电极名称和电极反应
①阳极：与电源________相连接的电极，电极上发生
________反应，格式为M n--n e-M。
②阴极：与电源________相连接的电极，电极上发生
________反应，格式为R m++m e-R。
③电解总反应：调整系数，使阴、阳两极电极反应式中的得失电子数相
等，将两式相加，即得电解总反应的方程式。
（4）电子和离子移动方向
①电子：从电解池的________流向电源的_______，
从电源的________流向电解池的_______。
②离子：阳离子移向电解池的阴极，在阴极上得电子
被________；阴离子移向电解池的阳极，在
阳极上失电子被________。
注：离子放电顺序
离子在电极表面______________电子的过程叫做“放电”。
阴极：K+ Sn2+ 阳极：含氧酸根离子 金属电极（除Pt、Au） 2.电解原理的应用 （1）氯碱工业（电解饱和食盐水） 阳极反应式：_________________。 阴极反应式：_________________。 总反应化学方程式： _____________________________。 阳极产物为_________，阴极产物为____________。 （2）电解精炼铜 阳极材料为________； 阳极反应式：____________、 ___________、___________。 阴极材料为________； 阴极反应式：_____________。 （3）电镀 ①概念 电镀是应用________原理在某些金属表面镀上一层其他_______或 ________的方法。 ②构成电镀池的条件 a．把待镀的金属制品（又称镀件）做_____极。 b．把镀层金属做_____极。 c．含有_____________的盐溶液做电镀液。 ③特点 “一多、一少、一不变”。 “一多”指________上有镀层金属沉积； “一少”指________上有镀层金属溶解； “一不变”指________的浓度基本不变。 二、精讲精练 1.下列关于电解池的叙述中正确的是（） A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的 B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从 电解池的阴极流向电源的正极 C．电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在 阳极上失去的电子数相等 2.如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图，下列有关判断正确的是 （） A．通过该装置可以将化学能转变为电能 B．石墨电极为正极 C．Na 在铁电极上得到电子被还原为钠原子 D．装置中两个电极可以互换 3.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断不正 确的是（） A．a为正极，b为负极 B．c为阳极，d为阴极 C．电解过程中，氯离子浓度不变 D．电解过程中，d电极质量增加 4.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附 近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（） A．a电极逸出气体的体积小于b电极逸出气体的体积 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味的气体 C．通电一段时间后，a电极附近溶液酸性增强 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 5.用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后，下列说法错误的是（） A．电解过程中阴极质量不断增加 B．电解过程中阳极溶液的pH不断降低 C．可用带火星的小木条检验阳极产物 D．电解后阴极、阳极产生的气体体积比为2:1 6.用惰性电极电解下列溶液，下列说法正确的是（） A．电解稀硫酸溶液，阴极附近溶液的pH降低 B．电解稀KOH溶液，阳极附近溶液的pH升高 C．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的 量之比为1:1 D．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的体积之比为1:2 7.采用惰性电极从NO3-、SO42-、Cl-、Cu2+、Ag+、H+中选出适当的离子组成 电解质，并对其溶液进行电解。 （1）若两极分别放出H2和O2，则电解质的化学式可能是 ______________________。 （2）若阴极能析出金属，阳极放出O2，则电解质的化学式可能是 ______________________。 （3）若两极分别放出气体，且体积比为1:1，则电解质的化学式可能是______________________。 8.将500 mL 0.1 mol?L-1的CuSO4和1 mol?L-1的NaCl混合溶液，用石墨为电 极电解一段时间，电路中共通过0.4 mol电子，假设电解过程中溶液体积几乎没有变化，试计算： （1）阴极析出铜的质量 （2）标况下，阳极产生气体的体积 （3）电解后溶液中c(OH－)的浓度 9.下列说法不正确的是（） A．电解熔融Al2O3制取金属铝，阳极反应式为2O2--4e-O2↑ B．电解法精炼铜，用粗铜做阴极 C．电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同 D．在电镀件上电镀锌，用锌盐（如硫酸锌）溶液做电镀液 10.如图为用石墨电解饱和氯化钠溶液的电解池。已知A极有无色无味气体放出， 请回答下列问题。 （1）y是电源的______极。 （2）电极A的名称为___________，电极A的电极反应式为 _________________________。 （3）电极B的电极反应式为__________，检验该电极反应产物的方法是__________________________________ _______________________________。 （4）该电解总反应为_______________________________。 11.如图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池为电解精炼铜的装置，乙池为电 解饱和氯化钠溶液的装置，请回答： （1）A极是电解池的______，材料是_______，电极反应为________________； B极是电解池的_______，材料是_______，主要电极反应为___________， 电解质溶液为___________。 （2）乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈_______色。 （3）若甲池阴极增重12.8 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________（不考虑气体溶解情况）。 12.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，其中a为电解质 溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： （1）Y的电极名称是________（填写“阳极”或“阴极”）。 （2）若X、Y都是惰性电极，a是硫酸钠溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴石蕊溶液，一段时间后，在X极附近观察到的现象是 __________________，Y极上的电极反应式为 ________________________。 （3）若X、Y都是惰性电极，a是足量的CuSO4溶液，则X极上的电极反应式为_________________，Y极上的电极反应式为 _________________________，电解总反应为 _____________________________________。电解一段时间后，阳极上 产生气体的体积为0.224 L（标准状况下），则阴极上析出金属的质量 为_______g。 （4）若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是 【参考答案】 一、知识点睛 1.（1）电解质溶液熔融的电解质 氧化反应还原反应 （2）①电能化学能 ②a．外加电源 b．电解质熔融的电解质 c．闭合回路 （3）①正极氧化 ②负极还原 （4）①负极阴极阳极正极 ②还原氧化 得到或失去 2.（1）2Cl--2e-Cl2↑2H++2e-H2↑ 2NaCl+2H2O2Na OH+H2↑+Cl2↑ Cl2Na OH和H2 （2）粗铜Cu-2e-Cu2+Zn-2e-Zn2+ Fe-2e-Fe2+ 精铜 Cu2++2e-Cu （3）①电解金属合金 ②a．阴b．阳c．镀层金属离子 ③阴极阳极电镀液 二、精讲精练 1.D 2.C 3.C 4.D 5.D 6.C 7.（1）H2SO4或HNO3 （2）CuSO4或Cu(NO3)2或AgNO3 （3）HCl 8.（1）3.2 g （2）4.48 L （3）0.6 mol?L-1 9.B 10.（1）正 （2）阴极2H++2e-H2↑ （3）2Cl--2e-Cl2↑将湿润的淀粉碘化钾试纸放在B电极附近，若试纸变蓝，则说明生成的气体为氯气 （4）2NaCl+2H2O2Na OH+H2↑+Cl2↑ 11.（1）阴极精铜Cu2++2e-Cu 阳极 粗铜 Cu-2e-Cu2+ CuSO4溶液 （2）红 （3）4.48 L 12.（1）阳极 （2）溶液变蓝4OH--4e-2H2O+O2↑ （3）Cu2++2e-Cu 4OH--4e-2H2O+O2↑ 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+ O2↑ 1.28 （4）D 电能转化为化学能——电解（习题） 8.下列说法正确的是（） A．电解池能把化学能转化为电能 B．电解池中与直流电源正极相连的电极是阳极 C．通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源 的负极 D．电解池中的阴离子在阴极上发生氧化反应 9.下列装置能构成电解池的是（） 10.如图是用石墨电极电解CuCl2溶液的装置，下列分析正确的是（） A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu2++2e-Cu D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 11.用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是 （） A．稀NaOH溶液B．HCl溶液 C．CuSO4溶液D．AgNO3溶液 12.用石墨电极持续电解下列溶液（电流不变），阳极上产生气体的量可能发生 如右图所示变化的是（） A．KI溶液B．Na2SO4溶液 C．CuSO4溶液D．NaCl溶液 13.关于电解NaCl水溶液，下列说法正确的是（） A．电解时钠离子向阳极移动 B．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色 14.冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称 粗铜。粗铜的导电性不够理想，工业上常常通过电解法除去这些杂质制得精铜。下列关于粗铜精炼的叙述中，正确的是（） A．粗铜与电源的正极相连 B．电解过程中，电解质溶液的浓度保持不变 C．电解后，溶液中不存在Fe2+、Zn2+ D．电解后，电解槽底部的阳极泥并无价值 15.若要在铜片上镀银，则下列叙述中错误的是（） ①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是：Ag++e-Ag ④在银片上发生的反应是：4OH--4e-2H2O+O2↑ ⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液 ⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥B．②③⑥ C．①④⑤D．②③④⑥ 16.在50 mL 0.2 mol·L-1的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水 分蒸发）： （1）若两极均为铜片，则电解过程中溶液浓度将_______； （2）若阳极为纯锌，阳极反应式是___________________； （3）如果两极均为铜片，且不考虑H+在阴极上放电，当电路中有0.01 mol 电子通过时，阴极增重_______。 17.右图为以惰性电极进行电解的装置： （1）写出各电极上的电极反应式和总反应方程式： A：______________________________________， B：______________________________________， 总反应：_________________________________； C：______________________________________， D：______________________________________， 总反应：_________________________________。 （2）反应一段时间后，在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为___________。 【参考答案】 1.B 2.C 3.A 4.A 5.D 6.D 7.A 8.C 9.（1）不变 （2）Zn-2e-Zn2+ （3）0.32 g 10.（1）Cu2++2e-Cu 2Cl--2e-Cl2↑ CuCl2Cu+Cl2↑ 4Ag++4e-4Ag 4OH--4e-2H2O+O2↑ 4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑（2）2：2：4：1 第1课时化学能转化为电能 按要求完成下列实验，并填表： 1．装置②中能量是如何转化的？具备这种特点的装置名称是什么？ 答案化学能转化为电能；该装置称为原电池。 2．原电池的工作原理 ①分析下图并填空： 原电池总反应式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 ②能量转化过程：原电池在工作时，负极失去电子，电子通过导线流向正极，溶液中氧化性物质得到电子，发生还原反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，闭合回路中不断有电子流产生，也就形成了电流，即化学能转变为电能。 3．结合原电池工作原理及上述实验现象，分析原电池的构成条件是什么？ 答案理论上，自发的氧化还原反应均可构成原电池。具体条件是 ①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)； ②溶液：两电极均插入电解质溶液中； ③导线：两极用导线相连，形成闭合回路。 1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是________________________。 答案 DFG 解析 图中A 、B 都只有一个电极，C 中是两个活动性相同的电极，E 中酒精不是电解质溶液，H 不能形成闭合回路，它们不属于原电池，属于原电池的只有D 、F 、G 。 思维启迪 原电池的判定方法：一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活动性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。 2.在如图所示的装置中，a 的金属活动性比氢要强，b 为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( ) A ．碳棒上有气体放出，溶液中c (H ＋ )减小 B ．a 是正极，b 是负极 C ．导线中有电子流动，电子从a 极到b 极 D ．a 极上发生了氧化反应 答案 B 解析 显然，电极a 、b 与电解质溶液稀H 2SO 4组成原电池。因活动性a ＞b(碳棒)，所以a 为原电池的负极，b 为正极。电极反应式：a(负)极：a －n e － ===a n ＋ (氧化反应)；b(正)极： n H ＋＋n e －===n 2 H 2↑(还原反应)。由于正极放电消耗H ＋，溶液中c (H ＋)减小。在外电路中，电 子由a 极流向b 极。 二、原电池原理的应用 1．由A 、B 、C 、D 四种金属按下表中装置进行实验。 (1)装置甲中负极的电极反应式是______________________________________。 (2)装置乙中正极的电极反应式是__________________________________________。 (3)装置丙中溶液的pH 变化是________。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_____________________________________。 答案 (1)A －2e － ===A 2＋ (2)Cu 2＋ ＋2e － ===Cu (3)增大 (4)D>A>B>C 解析 据图Ⅰ知活动性：A>B ，A 作负极，电极反应式为A －2e － ===A 2＋ ；据图Ⅱ知活动性：B>C ，正极反应式为Cu 2＋ ＋2e － ===Cu ；据图Ⅲ知活动性：D>A ，正极反应式为2H ＋ ＋2e － ===H 2↑，故c (H ＋ )减小，pH 增大。据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知活动性：D>A>B>C 。 2．钢铁在潮湿的空气中很快被腐蚀，如图所示。回答下列问题： 化学能与电能的知识点 化学能与电能的知识点 1、原电池原理 （1）原电池概念 把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理 通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。 （3）构成原电池的条件 ①电极为导体且活泼性不同;②两个电极接触（导线连接或直接接触）;③两个相互连接的`电极插入电解质溶液构成闭合回路。 （4）电极名称及发生的反应 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应。 电极反应式：溶液中阳离子+ne-=单质。 正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应。 电极反应式：较活泼金属-ne-=金属阳离子。 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 （5）原电池正负极的判断 ①依据原电池两极的材料： 较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极； 较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）。 ②根据原电池中的反应类型： 负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。 正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2 的放出。 ③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。 ④根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。 （6）原电池电极反应的书写方法 ①原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳 如下： a.写出总反应方程式。 b.把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。 c.氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。 ②原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。 （7）原电池的应用 ①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。②比较金属活动性强弱。③设计原电池。④金属的腐蚀。 2、化学电源基本类型 （1）干电池：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：Cu-Zn原 电池、锌锰电池。 《化学能转化为电能》教案 张丽红 教学目标： 知识目标：通过实验探究, 使学生认识化学能可以转化为电能,初步认识原电池的结构和工作原理。学会判断原电池的正、负极，初步认识电极反应式及原电 池反应方程式的书写。 情感目标：培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，训练科学的学习方法，渗透环境保护意识 能力目标：培养学生探究式的思维能力、自学能力和动手能力及发现问题、分析问题和解决问题的能力。 教学重点、难点：原电池原理，构成原电池的一般条件。 教学方法：1、实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结应用等过程，引导学生观察、思考、推理、探究。 2、利用多媒体将微观、抽象的理论转为具体、直观的形象。 学习方法：实验——观察——思考——讨论——结论——应用。 教学用品：铁丝、铜丝、锌片、铜片、镁条、铅笔芯、火柴梗、西红柿、稀硫酸、无水乙醇、导线、烧杯、电流计、实物展台、投影仪。 教学过程： 『导入』由实验：将铜片和锌片用导线连接起来，并串联一个电流计，插入稀硫酸溶液中，观察实验现象。导出什么叫做原电池。 【板书】第三节化学能转化为电能-----原电池 一、原电池 1、概念：把化学能转化为电能的装置 2.工作原理：氧化还原反应 ［投影］化学能转化为电能 一、原电池 1、概念：将化学能转化成电能的装置称为原电池 2、电极名称及电极反应：负极（锌片）：Zn-2e-=Zn2+正极（铜片）：2H++2e-=H2↑ 原电池总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 3、电子方向: 由负极经导线到正极电流方向:正极到负极 4、实质:氧化还原反应分开在两极进行，还原剂所失去的电子通过导线转移到氧化剂。 『实验探究』（学生分组实验并讨论） 构成原电池的一般条件 注意观察指针是否偏转,若偏转,方向如何?正负极分别是什么?若不偏转,可能的原因是什么? 重庆备战高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题 一、化学能与电能 1．某小组同学用如下装置电解食盐水，并对电解产物进行探究。 实验装置 电解质溶液 实验现象 5mol /L NaCl 溶液 a 极附近 b 极 附近 开始时，产生白色浑浊并逐渐增加，当沉入U 形管底部时部分沉淀变为橙黄色；随后a 极附近沉淀自下而上也变为橙黄色 产生 无色 气泡 资料显示： ①氯化亚铜（CuCl ）为白色粉末，微溶于水； ②氢氧化亚铜（CuOH ）为黄色不溶于水的固体，易脱水分解为红色的2Cu O ； ③Cu +水溶液中不稳定，酸性条件下易歧化为2Cu +和Cu ； ④氢氧化铜可以溶于浓NaOH 得到蓝色溶液． 1（）经检验，b 极产生的气体是2H ，b 极附近溶液的pH______ （填“增大”、“减小”、或“不变”）；铜丝a 应与电源的______（填“正”或“负”）极相连。 2（） 同学们分析a 极附近生成的白色浑浊是CuCl ，则该极的电极反应式是______。 3（） ①橙黄色沉淀中含有2Cu O ，则CuCl 转化为2Cu O 的原因是______（用方程式表示）； ②结合离子在溶液中的运动规律，解释“a 极附近沉淀自下而上”变为橙黄色原因是______。 4（）同学们通过实验进一步证实沉淀中含有1 Cu +：将橙黄色沉淀滤出洗涤后，滴加0.2mol /L 24H SO 至过量，应观察到的现象是______。 5（） 同学们根据上述实验提出猜想：电解时，Cu 做阳极先被氧化为1 Cu +。为此，他们用Cu 电极电解5mol /L NaOH 溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡，附近溶液变蓝，未见预期的黄色沉淀。根据现象能否得出“该猜想不成立”的结论，并说明理由：______。 【答案】增大 正 Cu e Cl CuCl ---+=↓ CuCl OH CuOH Cl --+=+、222CuOH Cu O H O =+ 通电时，在阴极产生的OH -向阳极定向移动 沉淀溶解，溶液变蓝，且有少量红色固体产生 不能，阳极产生的大量2O 可能将CuOH 氧化 【解析】 【分析】 (1)电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，据此判断； (2)结合a 极附近生成的白色浑浊是CuCl 写出电极反应式； 化学能与电能的转化课例分析 【教材分析】 本节的内容是化学能与电能。化学反应与能量是最重要的原理性知识之一，也是在社会生产、生活和科学研究中广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有着重大价值的知识，与我们每个人息息相关。化学能对人类的重要性决定了本节学习的重要性。 在上一节已经学习了“化学能与热能”的关系，通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量、电化学基础。本节内容是对前一节课中“一种能量可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善，又是为学习“电化学基础”奠定必要的基础。 【教学目标】 1、知识与技能： 了解常见的化学能与电能的转化方式 理解原电池原理及其形成条件 2、过程与方法： ⑴通过预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。 ⑵通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神 ⑶通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。 3、情感、态度与价值观 ⑴培养学生主动参与意识。 ⑵经历探究过程，提高学生的创新思维能力，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程。 【教学重点】 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。 【教学难点】 原电池工作原理 【教学方法】 1、实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结应用等过程，诱导学生观察、思考、推理、探究; 2、教学中以教师为主导，学生为主体，教材为主线，思维为中心； 3、利用计算机,化微观、抽象为具体、直观、形象。 【教学过程】 必修2《化学能转化为电能》教学设计案例 厦门集美中学化学组韩冬 一．教材分析与教学思路 1．教材分析 案例章节：《普通高中标准实验教科书（苏教版）》必修2专题二第三单元化学能转化为电能（第一课时） 内容分析：本单元知识内容在必修1中，讲到了很多的电解的生活实例但还没有形成具体的知识概念。教材利用活动与探究铜锌原电池的装置，总结出原电池的原理。通过实验现象的分析出两极的反应方程式，通过上面知识的构建总结出原电池的原理，提出原电池的概念。最后设计了交流与讨论钢铁的吸氧腐蚀来巩固学生对原电池的理解。 2. 教学思路与设计 本节课属于电化学的内容，学生第一次接触到电化学理论会接受起到会比较困难。根据课标要求：要学生能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，并能用生活中的材料制作简易电池。要求从知识角度上不高，在化学选修中还会继续学习。所以在设计这节课的主要以提升学生学习兴趣为主不拓展太多内容。根据前苏联教育家维果茨基提出的“最近发展区”理论，在提出原电池理论前应结合学生已有的生活体验和对电的感性知识给学生搭建一个平台。 在课的引入时，我用“借实验用品”的方式来完成第一个环节也就是借用学生在生活中接触很多的不同面值的硬币和面巾纸来完成。通过用灵敏电流表来测试硬币原电池的电流，来激发学生的学习兴趣和热情和提高参与度，同时也为学生提出问题如何解释电流产生的原因。为下一个环节提供了铺垫，为了更好的解释电流产生的原因给学生提供铜锌原电池的材料让学生按照发给学案内容完成书上的实验内容，并记录现象。做完实验交流结果，引出原电池的概念原理和氧化还原反应之间的关系及书写铜锌原电池的电极反应。通过投影生活中常见的案例练习来巩固原电池的概念理解通过习题讲述原电池的应用。实验探究分析课前硬币发电实验中如何利用电流表确定正负极，及哪种材料更为活泼，让学生知道化学就在身边和在生活中的应用。最后讨论交流钢铁的腐蚀完成吸氧腐蚀的内容，这部分以了解为主不拓展太多。 二. 三维目标 第二节化学能与电能B卷 一、选择题 1．下列关于电能的特点叙述中错误的是（） A．电能较其它能源使用方便 B．电能在现代社会中的使用最为广泛 C．电能使用导致的污染小 D．电能是化学能与各种能量转化中利用率最高的 2．下面的能源中属于二次能源的是（） A．电能、蒸汽B．电能、风能C．蒸汽、风能D．煤、石油 3．三峡工程水电站装机总容量是1820万千瓦，这将给中国电网带来历史性变革，有利于全国电力联网和西电东输工程。目前在我国发电总量中的比例最大的是（） A．水电（水力发电）B．火电（火力发电） C．核电（核能发电）D．风电（风力发电） 4．火力发电是通过化石燃料燃烧，使化石燃料中化学能转化为电能，其能量转化方式正确的是（）A．化学能→电能B．化学能→机械能→电能 C．化学能→热能→电能D．化学能→热能→机械能→电能 5．现在电池的种类非常多，且由电池造成的污染越来越严重，下列电池不会造成环境污染的是（）A．锂电池B．锌锰电池 C．氢氧燃料电池 D．镍镉电池 6．化学电池可以直接将化学能转化为电能，化学电池的本质是（） A．化合价的升降 B．电子的转移C．氧化还原反应D．电能的储存 7．下列电池中不属于二次电池的是（） A．碱性锌锰电池B．铅蓄电池C．镍镉电池D．锂离子电池 8．有关原电池的工作原理中的下列说法中不正确的是（） A．电池负极发生氧化反应 B．电池正极发生还原反应 C．电子流向是从负极流向正极（外电路） D．电流方向是从负极流向正极（外电路） 9．原电池是将化学能转化为电能的装置，但其构成具有一定的条件，这些条件是（） ①电极（负极与正极：金属活动性不同）、②电解质溶液、③闭合回路、④灯泡 A．①②③④B．①②③C．①②④D．②③④ 10．锌电池可望代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液，发生的总反应是2 Zn＋O2＝2ZnO。 下列有关它的说法正确的是（） A．锌为电池负极，发生氧化反应 B．电解质溶液是酸性溶液 C．电池工作时，氧气与锌直接化合，生成氧化锌 D．负极发生的反应是：Zn－2ｅ-＋H2O＝ZnO＋2H＋ 11．日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质（其中加入MnO2氧化吸收H2），电极反应可简化为：Zn－2ｅ-＝Zn2＋；2NH4＋＋2e-＝2 NH3＋H2（NH3再用于结合Zn2＋。）根据上述叙述判断下列说法中正确的是（） A．干电池中Zn为正极，碳为负极 B．干电池工作时，电子由Zn极经外电路流向碳极 C．干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器 D．干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 12．某同学做完铜、锌原电池的实验后得出了下列结论，你认为正确的是（） A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B．由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池铜是负极 C．电子沿导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D．铜锌原电池工作时，锌被硫酸溶解，所以才产生电子 13．燃料电池是一种新型电池，下列有关燃料电池的说法中正确的是（） ①优点之一是能量转换率高②优点之二是无污染③缺点之一是需要持续的补充燃料④缺点之二 技术问题有待改进，尚未广泛使用 A．①②③④B．只有①②C．只有②③ D．只有② 14．下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（） A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B．铝片与盐酸的反应 C．甲烷与氧气的反应 D．石灰石的分解反应 电能转化为化学能——电解练习题 1．电解池中电解某盐溶液时，阴、阳两极相等的是 () A．析出物质的物质的量 B．析出物质的质量 C．转移电子的数目 D．放出气体的体积 2．下列描述中，不．符合生产实际的是 () A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作为阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作为阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作为阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作为阳极 3．用铂电极(惰性)电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是() A．稀NaOH溶液B．HCl溶液 C．酸性CuSO4溶液 D．酸性AgNO3溶液 4．按下图所示装置进行实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴应表示 ①c(Ag＋)②c(NO－3)③a棒的质量④b棒的质量⑤c(H＋) A．①③B．③④ C．①②④ D．①②⑤ 5.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置．通电后在石墨电极a 和 b附近分别滴加一滴石蕊溶液．下列实验现象中正确的是 () A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 6.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流 电源，一段时间后，发现a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为 白色，外圈呈浅红色．则下列说法错误的是 ( ) A ．b 电极是阴极 B ．a 电极与电源的正极相连接 C ．电解过程中，水是氧化剂 D ．b 电极附近溶液的pH 变小 7.某同学按右图所示的装置进行电解实验．下列说法正确的是 A ．电解过程中，铜电极上有H 2产生 B ．电解初期，总反应方程式为：Cu ＋H 2SO 4=====电解 CuSO 4＋H 2↑ C ．电解一定时间后，石墨电极质量不变 D ．整个电解过程中，H ＋的浓度不断增大 8．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能 使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 ( ) A ．AgNO 3[AgNO 3] B ．NaOH [H 2O] C ．KCl [KCl] D ．CuSO 4[Cu(OH)2] 9．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ( ) A ．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH 不变 B ．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH －，故溶液pH 减小 C ．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D ．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 10.如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl 饱和溶液，C(Ⅰ)、 C(Ⅱ)为多孔石墨电极．接通S 后，C(Ⅱ)附近溶液变红，两玻璃管中有 气体生成．下列说法正确的是 ( ) A ．C(Ⅰ)的电极名称是正极 B ．C(Ⅱ)的电极反应式是2Cl －―→Cl 2↑＋2e － C ．电子从电源的负极沿导线流向C(Ⅱ) D ．电解过程中，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)两极产生的气体质量相等 11．常温下用石墨电极，电解100 mL 0.1 mol·L －1Cu(NO 3)2和0.1 mol·L －1 AgNO 3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是 ( ) A ．阴极增重1.4 g B ．所得溶液pH ＜1 C ．阴极增重0.64 g D ．所得溶液pH ＞1 12．按如下图甲所示装置进行实验，若图乙中横坐标x 表示流入电极的电子的物质的 高考化学化学能与电能综合练习题及答案 一、化学能与电能 1．二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2，回答下列问题： （1）以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，写出制备ClO2的离子方程式__。 （2）用过氧化氢作还原剂，在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2，并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。 ①装置A的名称是__，装置C的作用是__。 ②反应容器B应置于30℃左右的水浴中，目的是__。 ③通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是__。 ④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__，装置E的作用是__。 （3）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。 ①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的__（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。 ②用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，工作原理如图所示，写出阳极产生ClO2的电极反应式__。 【答案】FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O 恒压漏斗安全瓶提高化学反应速率，同时防止过氧化氢受热分解稀释ClO2，防止其爆炸 2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-吸收ClO2等气体，防止污染大气 BaCl2 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ 化学能与电能》完美 版 课题情景创设在“化学能与电能”中的应用 第二节化学能与电能(第1课时) 教学前期分析 1．教材及课标相关内容分析 与元素化合物的知识相比,化学反应原理部分内容更注重学科知识的应用、整合以及学生的思维的有序性和缜密性的培养。初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。本章是学生第一次接触到化学反应与能量之间的相互关系,是化学理论知识在工业生产中的重要应用。而本节内容则是侧重于化学能转化为电能的研究,从知识上说则是氧化还原反应的重要应用之一,也是实现氧化还原反应这一主干知识的螺旋式上升的一个重要环节，因此本节课的重心是实现通过氧化还原反应将化学能转变成电能的装置的研究。它既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。 2．学生调研分析 (1)学生已有的认知基础 知识方面：学生通过“化学1”的学习,已经了解了氧化还原反应的实质是电子的得失或偏移,通过初中物理的学习已经知道带电粒子的定向移动形成电流,知道电流的形成的基本条件:有电源,形成闭合回路，知道化学反应中存在能量变化。 能力方面：通过高中一年多的教学，学生具备了一定的实验动手能力、观察能力、分析与归纳能力。因此本节课主要采用学生探究实验获得大量的感观材料之后加以分析的方法来进行学习。 情感方面：电池与生活各方面息息相关，中学生普遍对新鲜事物感兴趣，求知欲旺盛，电池与生活各方面息息相关，中学生普遍对新鲜事物感兴趣，求知欲旺盛，因此，本节课教学通过分组实验、演示实验、多媒体模拟动画，充分调动学生的积极性和主动性。 （2）学生的学习障碍 学生对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生这种情况是第一次接触,很难想象氧化剂和还原剂还能分开反应，而且能真实感受到电子确实发生了转移，觉得很神奇。因此，在教学中设计了大量的对比实验，然后通过实验事实的直观材料去分析原电池的工作原理，形成条件、实际应用，降低了难度，符合学生的认知规律。 教学目标 （一）知识与技能 1、理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正负极。初步掌握形成原电池的条件。 2、训练学生的实验操作技能。 （二）过程与方法 1. 高效利用教材、课外资料和图片、事实数据等教育资源，对“火力发电”进行完整透彻的剖析，为学生创设情景，使他们有机会去研究和总结“火力发电”的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”的思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，并且形成高效利用燃料、不浪费能源的意识。 2. 充分调动学生已有的生活经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，建立在学生已有背景知识上的教学设计，能更好地体现课程的完整性和教材编排体系的层次性，也符合认识规律。 3. 选择实验探究教学方法。通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会化学能与电能相互转 化学能与电能的转化 (时间：45分钟满分：100分) 一、选择题(本题共8题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求) 1．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )。 A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 2．下列关于工业冶金的描述中不正确的是( )。 A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，阳极反应式为2O2－－4e－===O2↑ B．电解法精炼铜，用粗铜作为阴极 C．电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物相同 D．在电镀件上电镀锌，用锌盐(如硫酸锌)溶液作为电镀液 3．大功率镍氢动力电池及其管理模块是国家“十五”863计划电动汽车专项中一项重要课题。我国镍氢电池居世界先进水平，解放军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为： LaNi5H6＋6NiO(OH) 放电 充电 LaNi5＋6Ni (OH)2 下列有关镍氢电池的说法，不正确的是( )。 A．电池工作时，储氢合金作负极 B．电池充电时，阳极发生氧化反应 C．电池放电时，电子由正极通过外电路流向负极 D．电池工作时，负极反应式：LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O 4．(2012浙江高三调研)已知电极上每通过96 500 C的电量就会有1 mol电子发生转移。精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量，可以确定电解过程中通过电解池的电量。实际测量中，常用银电量计，如图所示。下列说法不正确的是( )。 A．电量计中的银棒应与电源的正极相连，铂坩埚上发生的电极反应是：Ag＋＋e－===Ag B．称量电解前后铂坩埚的质量变化，得金属银的沉积量为108.0 mg，则电解过程中通过电解池的电量为96.5 C C．实验中，为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差，常在银电极附近增加一个收集网袋。若没有收集网袋，测量结果会偏高 D．若要测定电解饱和食盐水时通过的电量，可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连，铂坩埚与电源的负极相连 5．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是( )。 A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动 B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 6．关于下列装置说法正确的是( )。 人教版高中化学新教材必修(2) 第二章化学反应与能量 第二节化学能与电能 一、教材分析: 在学习本节课之前已经学过氧化还原反应和电解质溶液并且介绍过电解方法冶炼金属(必修2第四章学习)，电解方法冶炼金属属于把电能转化为化学能的过程。而原电池则是通过氧化还原反应把化学能转化为电能的过程。从教学内容上分析，教材内容的安排顺序是根据学生已有的金属性质设计实验创设学习情景，引入认知冲突，并通过铜锌原电池实验的分析，领悟原电池的组成和原理，再利用原电池原理认识常见的化学电源，解释常见的金属腐蚀问题(必修教材没有改内容)。在教学过程中重点是通过铜锌电池实验的分析使学生理解原电池的工作原理，和通过学生自己动手进行实验探究来总结原电池的形成条件。并且难点是通过铜锌电池实验的分析让学生理解原电池的工作原理。 原电池是对金属与电解质溶液知识的结合。通过学生学习要求达到对有关“电解质溶液的酸碱性、化学反应的能量变化、氧化还原反应、金属的性质及活动强弱比较”等知识的整和。 从学生认知发展的需要分析，学生达到由认识纯金属的性质到认识不纯金属的性质的要求。在此前学习的是纯金属的性质，日常生活中接触的金属制品都是不纯金属成合金，如何解释常温下金属制品生锈的现象呢(必修教材已经删除该内容)？通过本节学习学生实现书本知识（理论）与生活实践的结合，再由生活实践的感性认识向书本知识的认识的飞跃，提高学生关注自然，社会和生活现象的热情。 二、学情分析: 在学习原电池之前，学生学生已经学习了氧化还原反应，并且对带电粒子定向移动也非常了解。这为学生学习原电池两极变化和外电路电子流向，理解原电池原理提供了理论依据。学生通过对原电池的学习增加学生对原电池的感性认识，对原电池的探究，掌握逻辑推理方法，学会归纳化学反应原理的过程和运用相关原理解决实际问题的演绎过程。但在学习过程中由于学生缺乏知识连贯性，学生可能不会判断氧化还原反应，对原电池中正负极判断及电极方程式书写会存在问题。 三、教学思路分析： 本节以构建主义理论为依据，采用实验探究教学模式。首先，创设情境（让学生来当医生，提高自己动手的积极性）→引导学生提出猜想（阿呆的病因：假牙）→设计实验验证 《化学能与电能的转化》 班级________ 姓名____________ 1 ?将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。 燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80% （一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是（） A ?上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质 B ?氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇 航员使用 C.乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为：C2H5OH —12e「= 2CO2 T+ 3H2O D .甲烷燃料电池的正极反应为：O2+ 2H2O + 4e—= 4OH 2 ?固体氧化物燃料电池是由美国西屋（West-i nghouse ）公司研制开发的。它以固体氧化锆一 氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2—）在其间通过。该电池的工 作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是（ ） A . O2—向电池的负极移动 B .有H2放电的b极为电池的正极 C. a极对应的电极反应为C b+2H2O+4e =4OH D .该电池的总反应方程式为2H2+O2輕2H2O 3.类推是在化学学习和研究中常用的思维方法，但类推出的结论最终要经过实践的检验才能 决定其正确与否，下列几种类推结论中不正确的是（ ） A .钠、镁都是活泼金属，由金属钠和镁引起火灾都不能用干冰灭火器灭火 B. NaHSO3溶液能与NaAIO2反应生成白色沉淀，NaHCO3溶液也能与NaAIO 2反应生成白色沉淀 C. NH4CI、NH4I结构相似，将两种固体分别加热，都分解生成HX和NH3 D .原电池中通常是活泼金属做负极，不活泼金属做正极，用铜和铝与浓硝酸构成原电池 时，铝是负极 4 .一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通人乙烷和 氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH = 4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是 A .负极反应为：14H2O+7O2+28e-= 28OH-（ ） B .放电一段时间后，负极周围pH升高 第3单元课时1 化学能转化为电能 教学设计 一、学习目标 1.了解常见的化学能与电能的转化方式。 2.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能；理解科学探究的意义、过程与方法。 3.理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，正确书写简单原电池的电极反应和总反应。 4．了解常见的化学电源及其应用。认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。 二、教学重点及难点 教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用。 教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件。 三、设计思路 学生对“电”有着较丰富的感性认识。充分利用学生已有的经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，调动学生主动探索科学规律的积极性。通过实验探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。 本课从日常生活中常见的电池入手，通过各种电池的展示，提出疑问：这些电池是如何产生电流的？学生根据物理对电流的认识，提出假设：有电子的流动，因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。引导学生通过简单的氧化还原反应验证这一假设。通过锌、铜与硫酸的简单组合，体验电流的 产生。引出原电池的概念。再利用分组实验的方式探究原电池的工作原理、构成条件。同时从电子转移的方向确定原电池正极、负极，电极上发生的反应，并写出电极反应式、电池总反应。认识到可以利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池，将化学能转化为电能，为人类的生产、生活所用。在此基础上介绍一些常见的化学电源，以拓宽学生的知识面。 四、教学过程 【创设情景】展示图片：生产、生活都离不开电。我们平时所用的手电筒、计算器、手机、笔记本电脑、电子表等都需要用到电池。这些电池是怎样产生电流的呢？（见PPT2） 【板书】一、化学能转化为电能 1.电池是怎样工作的 【活动与探究】同学以小组为单位完成实验，分析原因。（见PPT3、4、5）[实验1]把一块锌片插入稀硫酸中 [实验2]把一块铜片插入稀硫酸里 [实验3]把一块锌片和一块铜片同时平行插入稀硫酸（锌片与铜片不接触)。 [实验4]用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，然后将锌片与铜片平行插入稀硫酸中。 [实验5]在导线中间连接一个灵敏电流计。 [学生交流、讨论] 1.实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？ 2.锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？ 3．灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计实验加以证明。 【板书】（1）什么是原电池（见PPT6） 高考化学专题《化学能与电能》综合检测试卷含详细答案 一、化学能与电能 1．某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。 （甲同学的实验） 装置编号试剂X实验现象 I Na2SO3溶液（pH≈9）闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转 II NaHSO3溶液（pH≈5）闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转 (1)怎样配制FeCl3溶液？ ________________________________________________________。 (2)甲同学探究实验I的电极产物。 ①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液，加入_________________________________，产生白色沉淀，证明产生了SO42-。 ②该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为 _______________________________。 (3)实验I中负极的电极反应式为 ______________________________________________________。 乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：装置编号反应时间实验现象 III 0~1 min产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出 1~30 min 沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐 变为橙色，之后几乎无色 30 min后 与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色， 随后逐渐变为浅橙色 (4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示②的可能原因。 ① Fe3+＋3HSO3-垐? 噲? Fe(OH)3 ＋3SO2； ②_____________________________________________。 《化学能与电能的转化》教案 疏导引导 知识点1：原电池的工作原理 1.原电池的判定 (1)先分析有无外接电源，无外接电源才有可能为原电源；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)；看溶液——两极插入电解质溶液中；看回路——形成闭合回路或两极直接接触；看本质——有无氧化还原反应发生。 (2)多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看作电解池。 2.原电池正、负极的判定 (1)由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极(一般地，负极材料与电解质溶液要发生反应)，相对活泼性较差的金属或导电的非金属为正极。如MgAlHCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但MgAlNaOH溶液构成的原电池中，负极为Al。(思考：AlCuHCl，AlCu 浓HNO3溶液构成的原电池中的负极分别是什么？) (2)由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，则此电极为负极；若某一电极上有气体产生，电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反应，则此电极为正极，燃料电池除外。如：ZnCCuSO4溶液构成的原电池中，C电极上会析出紫红色固体物质，则C为此原电池的正极。 (3)根据某些显色现象确定：一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况，是氧化反应还是还原反应，是H+还是OH-或I-等放电，从而确定正、负极。 3.电极反应式的书写 (1)负极：负极电极是还原材料失去电子被氧化发生氧化反应。 (2)正极：正极电极反应要分析电极材料的性质；若电极材料是强氧化性材料，则是电极材料得电子被还原，发生还原反应；若电极材料是惰性的，再考虑电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应，能则是溶液中的阳离子得电子，发生还原反应；若不能与负极材料反应，则考虑空气中的氧气，由氧气得电子，发生还原反应。 (3)原电池反应：电解质溶液中，正负极上发生的两极反应的电子得失要相等，或直接写电极材料与电解质溶液间发生的氧化还原反应。 化学能与电能专题复 习 https://www.360docs.net/doc/643558880.html,work Information Technology Company.2020YEAR 【复习】1、已知X+、 Y2+、 Z-、W2-四种离子均具有相同的电子层结构。关于X 、Y 、W 、Z 四种元素的描述，不正确的是 A .原子半径X>Y>W>Z B .原子序数Y>X>Z>W C .原子最外层电子数Y>X>Z>W D. 金属性X>Y 2、如图是元素周期表的一部分，关于元素X、Y、Z的叙述正确的是 ①X的气态氢化物与Y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐； ②Y、Z的气态氢化物水溶液的酸性Y＜Z； ③Z的单质常温下是液体，可与铁粉反应； ④Z的原子序数比Y大19； ⑤Z所在的周期中含有32种元素． A．①②③④ B．①②③④⑤ C．只有③ D．只有①④ 3、已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态 氢化物的稳定性，X、Y为金属元素，X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。下列说法正确的 A．X、Y、Z、W的原子半径依次减小B．W与X形成的化合物中只含离子键 C．W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点 D．若W与Y的原子序数相差5，则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3 4、现有下列短周期元素相关性质的数据： 元素编号元素性质①②③④⑤⑥⑦ 原子半径（10-10 0.74 1.60 1.52 1.100.99 1.860.75 m） 最高正化合价+2+1+5+7+1+5最低负化合价-2-3-1-3（1）元素⑤在周期表中的位置；元素②的单质与CO2反应的化学方程式，元素④与元素⑦相比较，气态氢化物较稳定的是（填结构式）； （2）元素④形成的+3和+5价的氯化物中，各原子均达到8电子稳定结构的化合物 是．（写化学式） 化学能与电能 一、原电池的定义： 二、构成原电池的条件： 1、必须是_______________溶液； 精心整理高中化学《2.2化学能与电能》教案（1）新人教版必修2 三维目标 知识与技能 1.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。 2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。 1. 2. 能力。 [ 二、 [学生自学]阅读课本P35第二、第三段。思考问题：（教师播放投影片） 1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。 2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。 4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。 5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题 [师生互动]： 1.学生活动形式：组成课堂学习小组进行讨论，建立思维模型。 2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。 3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题（怎样实现上述想法？氧化剂和还原剂分别选择什么物质？它们怎样给出和接受电子？）。 师：能否将氧化反应区域和还原反应区域拆开？这样在氧化反应区域和还原反应区域之间可能有电子流动，从而完成化学能向电能的转化。 [板书] 实验设计：1.Cu-Zn原电池实验： ①Cu、Zn分别插入稀硫酸中。②Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。 ④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。 [板书] Zn片发生氧化反应，Zn：Zn －2e ＝Zn２－负极 H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++ 2e＝H2↑正极 师：很好，总的离子反应方程式：Zn2++2H+＝Zn2+＋H2↑ 石墨与稀 8.Cu-Zn ［课堂小结］ ［板书］ 1.归纳、概括形成原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。浙江专版2020学年高中化学专题2化学反应与能量变化第三单元化学能与电能的转化第1课时教学
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