2020学年高中化学 第2章 化学反应与能量 第2节 化学能与电能(第2课时)作业2 新人教版必修2
第2节 化学能与电能第2课时基 础 巩 固一、选择题1．(2020·襄阳高一检测)原电池装置如图所示。
下列有关叙述正确的是 ( B )A ．锌电极上发生还原反应B ．电池工作一段时间后，甲池的c (SO 2－4)不变C ．电池工作一段时间后，甲池溶液的总质量增加D ．该装置将化学能转化为电能，一段时间后，装置内的电子总量减少2．下列电池工作时，O 2在正极放电的是 ( B )A ．锌锰电池B ．氢燃料电池C ．铅蓄电池D ．镍镉电池 化剂，铂做催化剂，导电离子是H ＋。
下列对该燃料电池的描述中正确的是 ( C ) ①正极反应为：O 2＋4H ＋＋4e －＝2H 2O②负极反应为：2H 2－4e －＝4H ＋③总的化学反应为：2H 2＋O 2=====点燃2H 2O④氢离子通过电解质向正极移动A ．①②③B ．②③④C ．①②④D ．①②③④ 4．(2020·柳州高一检测)一种新型绿色电池——燃料电池，是把H 2、CO 、CH 4气体和空气不断输入直接氧化，使化学能转变为电能，它被称为21世纪的绿色发电站，这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是 ( C )A ．都是无毒无害气体B ．在自然界都大量存在C．都可以燃烧并放出大量的热D．燃烧产物均为CO2和H2O解析：A项，无毒无害气体不一定能够用作燃料，例如氮气无毒无害，不能用作燃料，错误；B项，在自然界大量存在的物质不一定能够用作燃料，例如水大量存在，不能用作燃料，错误；C项，都可以燃烧并放出大量的热，可以用作燃料，正确；D项，氢气燃烧不能生成二氧化碳，一氧化碳燃烧不能生成水，错误。
5．(2020·泉州高一检测)下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是( C )A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C．铅蓄电池工作时，电能转化成化学能D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源6．下列电极反应式正确的是 ( B )A．以惰性材料为电极，以KOH溶液为电解质溶液构成原电池，负极反应式为H2－2e－===2H ＋B．铜、锌在稀硫酸溶液中构成原电池，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑C．以铜为电极将2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计成原电池，正极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中构成原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋解析：在氢氧化钾溶液中不能生成H＋，负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，A项错误；铜、锌在稀硫酸中构成原电池，铜极为正极，H＋在铜极发生还原反应，B项正确；正极发生还原反应2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，负极发生氧化反应：Cu—2e－===Cu2＋，C项错误；铝、铁在氢氧化钠溶液中构成原电池，铝离子继续与OH－反应，负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O，D项错误。
7．(双选)(2020·海南高考)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。
下列说法正确的是 ( AD )A．Zn为电池的负极B．正极反应式为2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2OC．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D．电池工作时OH－向负极迁移8．(2020·东营高一检测)近年来，科学家研制了一种新型的乙醇燃料电池，它用酸性电解质(H＋)作溶剂。
电池总反应为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法错误的是 ( B ) A．乙醇在电池的负极上参加反应B．1 mol CH3CH2OH被氧化转移6 mol e－C．随着反应的进行，正极附近的酸性减弱D．电池放电过程中化学能转化成电能解析：乙醇燃料电池中，乙醇在负极失电子参加反应，A项正确；根据C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O转移12e－，可得1 mol CH3CH2OH被氧化转移12 mol e－，B项错误；该乙醇燃料电池用酸性电解质(H＋)作溶剂，所以正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，随着反应的进行，H＋不断被消耗，溶液酸性减弱，C项正确；电池放电是原电池原理，化学能转化成电能，D项正确。
9．下图是一甲醇(CH3OH)燃料电池的化学原理示意图，下列判断不正确的是 ( C )A．电极A为电池负极B．电极B表面上发生还原反应C．工作一段时间溶液pH保持不变D．燃料电池工作时不会出现火焰解析：在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。
电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
正极得到电子，发生还原反应。
所以在甲醇燃料电池中，甲醇在负极通人，氧气在正极通入，即A是负极，B是正极。
由于氧气和甲醇不直接接触，不可能产生火焰，D正确。
因为反应后会生成碳酸钾，消耗氢氧化钾，因此溶液的碱性降低，选项C是错误的。
二、非选择题10．(2020·怀化高一检测)将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：(1)上图两装置中能构成原电池的是_甲__(填“甲”或“乙”)。
(2)当甲中产生 1.12 L(标准状况)气体时，理论上通过导线的电子的物质的量为_0.1_mol__。
(3)现有如下两个反应：A：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；B：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据两反应的本质，判断_A__不能设计成为原电池(填“A”或“B”)，原因是_A反应不是自发的氧化还原反应，反应过程中没有电子转移(合理答案即可)__11．(2020·新余高一检测)可以将氧化还原反应2H2＋O2===2H2O设计成原电池。
(1)利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池，则正极的电极反应式为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O ；负极的电极反应式为 2H2－4e－===4H＋(2)如把H2改为CH4，KOH溶液做电解质溶液，则负极的电极反应式为 CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O ，当导线中通过4 mol电子时，需消耗_1__ mol的KOH。
解析：(1)原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，则利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池，则正极通入的是氧气，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，负极通入的是氢气，电极反应式为2H2－4e－===4H＋。
(2)把H2改成CH4，KOH溶液作电解质，则负极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O。
正极通入的是氧气，总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。
因此当导线中通过4 mol电子时，需消耗1 mol的KOH。
12．(2020·合肥高一检测)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
(1)甲中SO2－4移向_镁片__极(填“铝片”或“镁片”)。
写出甲中正极的电极反应式 2H ＋＋2e－===H2↑。
(2)乙中负极为_铝片__，总反应的离子方程式： 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。
此反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_3︰1__。
(3)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_不可靠__(填“可靠”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性实验方案_可以根据电流方向判断电池的正负极(或其他合理方案)__(如可靠，此空可不填)。
解析：(1)甲中Mg是负极，Al是正极，SO2－4移向负极Mg电极；甲中正极上H＋得到电子变为H2，该电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。
(2)乙中负极为Al，正极是Mg，总反应的离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。
此反应中氧化剂是H2O，还原剂是Al，NaOH未参与氧化还原反应。
易得Al和H2O氧化还原反应中物质的量对应关系为Al～3H2O。
故氧化剂、还原剂的物质的量之比为3︰1。
(3)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法不可靠，可以根据电流方向判断电池的正负极。
能力提升一、选择题1．随着人们生活质量的不断提高，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 ( B )A．利用电池外壳的金属材料B．防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品D．回收其中的石墨电极解析：废电池中的汞、镉和铅等重金属离子对环境污染严重，因而必须回收。
2．关于化学电源的叙述，错误的是 ( C )A．化学电源均是根据原电池的工作原理设计的B．在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应C．镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵D．燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源解析：镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属，会对环境造成严重的污染。
3．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) ( B )解析：A、B、C三项中的装置均能将化学能转化为电能，A中反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑，A项错误；B项符合题目的要求，正确；C项中反应为Al和硝酸反应生成NO，故C项达不到目的；D项中两电极全是Al，因而不能构成原电池，即不能将化学能转化为电能。
4．下列说法正确的是 ( C )A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析：构成原电池的电极材料可以是非金属，如碳棒；电子流出的一极为负极，发生氧化反应；粗锌可与稀硫酸构成原电池，加速反应的进行；原电池反应的产物仍会具有一定的能量，故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能。
5．下列叙述错误的是 ( C )A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B．用锡焊接的铁制器件，焊接处易生锈C．铝制品不易腐蚀，是因为在形成原电池时铝作正极，受到保护D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀解析：生铁中含有碳，构成原电池加快了铁的腐蚀速率，A项正确；用锡焊接的铁制器件，焊接处易生锈，是因为构成的原电池中Fe作负极；加快了腐蚀速率，B项正确；铝制品不易腐蚀，是因为其表面形成致密的氧化膜，起到了保护作用，C项错误；铁管上镶嵌锌块，构成的原电池中Fe作正极，受到保护，D项正确。
高中化学二课时作业：第二章化学反应与能量第二节第课时化学能转化为电能含答案
第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能[目标导航］1。
熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。
2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理，以及判断原电池的正、负极。
3.会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。
一、一次能源和二次能源1．能源按其来源可分为一次能源和二次能源。
能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能(水电、火电、核电）、蒸汽能、机械能等2.二次能源-—火力发电(1）火力发电原理:首先通过化石燃料燃烧,使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电. (2)能量转换过程：化学能错误!热能错误!机械能错误!电能.其中能量转换的关键环节是燃烧。
（3）火力发电弊端：①煤属于不可再生资源，用一点少一点，用煤发电会造成资源的浪费。
②能量经过多次转化,利用率低，能量损失大.③煤燃烧会产生有害物质（如SO2、CO、NO2、粉尘等）,污染环境。
【议一议】1．判断正误（1)根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源。
()（2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源.()（3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程.（)(4）水力发电是将化学能转化为电能的过程。
（)答案(1)√(2)√（3)√(4)×二、化学能直接转化为电能1．按要求完成下列实验，并填表2.原电池（1)概念：是将化学能转化为电能的装置;原电池的反应本质是氧化还原反应。
（2）构成条件①原电池反应必须是自发的氧化还原反应，②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)，③两电极均插入电解质溶液中,④电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。
（3)原电池的工作原理原电池总反应式:Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(4）能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到,闭合回路中形成电流,化学能转变为电能.【议一议】2．判断正误：(1）HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放热反应，可以设计成原电池.(）(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转.（)（3)在铜－锌－稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。
2020-2021学年化学人教版必修2课件：2-2-1 化学能转化为电能
解析：A 项，锌作负极，电极反应式为 Zn－2e－===Zn2＋， 负极质量减轻，铜作正极，电极反应式为 Cu2＋＋2e－===Cu，正 极质量增加，故 A 正确；B 项，铝作负极，铁作正极，电子由铝 片(负极)通过导线流向铁片(正极)，故 B 错误；C 项，H＋向正极 移动，得到电子，发生还原反应，则硫酸根离子必然向负极移动， 这样才能形成一个闭合回路，故 C 错误；D 项，虽然镁的金属活 动性比铝强，但镁不与 NaOH 溶液反应，而铝能与 NaOH 溶液 反应，即在此环境中铝更容易失去电子，铝作负极，镁作正极， 故 D 错误。
燃烧 ――→
热能蒸汽 ―ຫໍສະໝຸດ →机械能发―电―→机 电能 。
(2) 燃烧 是使化学能转化为电能的关键。
2．原电池 (1)实验探究。
(2)原电池。 ①定义：将化学能转变为 电能 的装置。 ②工作原理(以铜－锌－稀硫酸原电池为例)：
③构成条件——“两极一液一线一反应” a．两极——两种 活泼性 不同的金属(或一种为能导电
劣质不锈钢腐蚀的实验现象：不__锈__钢__表__面__有__红__色__物__质__生__成__。
[思路分析] 设计原电池步骤如下： ①以自发发生的氧化还原反应为基础。 ②把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应， 从而确定电极反应。 ③以两极反应为原理，确定电极材料以及电解质溶液。 ④画出示意图。
(3)实例：
在大海中航行的轮船，钢制船壳上常镶嵌一定量 的锌块，目的是什么？
提示：钢的成分是铁碳合金，轮船在大海中航行，钢铁与海 水接触，形成铁碳原电池，能加速铁的腐蚀。由于锌比铁活泼， 在船壳上镶嵌锌块后，形成铁—锌原电池，锌作负极被腐蚀，从 而保护了轮船不被腐蚀。
[例 2] 铁及铁的化合物应用广泛，如 FeCl3 可用作催化剂、 印刷电路铜板和外伤止血剂等。
高中化学必修二《化学反应与能量》ppt
1.在某反应中，反应物A的浓度在10s内从4.0mol· L-1变 成1.0mol· L-1，在这10s内A的化学反应速率为多少？
0.3mol· L-1 · s-1
2.在5升密闭容器中发生如下反应： C (s) +CO2 (g) ＝2CO(g)
若最初加入22g二氧化碳，5min后测得还剩有17.6g， 求在这段时间内，二氧化碳的平均速率。
阳极：
接电源正极
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42- 氧化反应
充电过程总反应： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程：
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
3、燃料电池
氢氧燃料电池 酸性电解质：负极： 2H2-4e-==4H+
吸热反应
C+CO2 C+H2O H2+CuO Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl Fe+H2O（g） Na2CO3·10H2O+NH4NO3 大部分分解反应
1. 下列说法正确的是
( AB )
A. 大多数的化合反应是释放能量的反应
B. 大多数分解反应是吸收能量的反应
C. 释放能量的反应都不需要加热
Zn Cu
酒精 A
酒精不是 电解质
Cu
C
CuSO4
D
H2SO4
没有形成 H2SO4 闭合回路
四.发展中的化学电源 普通锌锰干电池
化学电源
一次电池 二次电池
碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
银锌蓄电池
2020版新教材高中化学第2章第2节第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池课件鲁科版必修二
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
原电池工作原理及正负极的判断 问题探究 下图是某同学设计的两个实验装置
甲、乙两个装置能不能构成原电池?若能,铜片分别是原电池的 正极还是负极?若不能,请说明原因。
提示:甲、乙两个装置都有正、负极材料,也有正、负极反应物, 有离子导体和电子导体,能发生氧化还原反应,故可以构成原电池。 甲中铜片做正极,乙中铜片做负极。
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.下图为水果电池的示意图,下列说法正确的是 ( ) A.锌片作负极,质量逐渐减少 B.电子由铜片沿导线流向锌片 C.铜电极逐渐溶解 D.该装置能将电能转化为化学能
答案:A 解析:锌比铜活泼,所以Zn做负极,Zn失去电子发生氧化反应,Zn2+ 进入溶液,所以锌片质量减少,A正确;Zn为负极,Cu为正极,所以电子 从锌片沿导线流向铜片,B错误;铜电极发生还原反应,水果中的氢 离子发生还原反应生成氢气,所以Cu不溶解,C错误;该装置是原电 池,原电池把化学能转化为电能,D错误。
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.组装电池需要满足的基本条件 负极反应物与负极材料,正极反应物与正极材料;传导电荷的电 解质作为离子导体;导线作为电子导体,起到传导电子形成闭合回 路的作用。
知识铺垫
新知预习
自主测试
三、设计简单原电池
设计思路及依据
氧化还原反应:Zn+2H+ Zn2++H2↑ 确定 选择负极反应物
知识铺垫
新知预习
自主测试
【微思考2】 在锌与稀硫酸反应时,若滴几滴硫酸铜溶液,产生气泡的速度会 加快,试分析其原因。 提示:滴加硫酸铜溶液后,会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜。 然后铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池,从而加快锌 与稀硫酸的反应。
人教版高中化学第二章第二节《化学能与电能》.(共20张PPT)教育课件
• • 学习重要还是人脉重要?现在是一 个双赢 的社会 ，你的 价值可 能更多 的决定 了你的 人脉， 我们所 要做的 可能更 多的是 专心打 造自己 ，把自 己打造 成一个 优秀的 人、有 用的人 、有价 值的人 ，当你 真正成 为一个 优秀有 价值的 人的时 候，你 会惊喜 地发现 搞笑人 脉会破 门而入 。从如 下方 面改进 ：1、专 心做可 以提升 自己的 事情； 2、学 习并拥 有更多 的技能 ；3、成 为一个 值得交 往的人 ；4学 会独善 其身， 尽量少 给周围 的人制 造麻烦 ，用你 的独立 赢得尊 重。
化学电池的创新设想
光合作用有二氧化碳与水合成葡萄糖，同时放出氧 气，写出化学方程式。
6CO2（g)+ 6H2O (l) = C6H12O6 (g) + 6O2 (g) 光、叶绿体 设想将写成的反应式倒过来，可设计成一个原电池，
产生电流。这样，我们通过正逆反应，就从太阳能产生 了电能。写出这种原电池的电极反应。
• • 理财的时候需要做的一方面提高收入， 令一方 面是节 省开支 。这就 是所谓 的开源 节流。 时间管 理也是 如此， 一方面 要提高 效率， 另一方 面是要 节省时 间。主 要做法 有：1、 同时做 两件事 情（备 注：请 认真选 择哪些 事情可 以同时 做）， 比如跑 步的时 候边听 有声书 ；2、 压缩休 息时间 提升睡 眠效率 ，比如 晚睡半 小时早 起半小 时（6~7个小 时即可 ）；3、 充分利 用零碎 时间学 习，比 如做公 交车、 等车、 上厕所 等。
负极：CH4+10 OH-–8e- == CO32-+7H2O
化学电池与新能源
请考虑，化学电池有污染，这个问题如何解决？ （开发新能源）
风力发电
人教版必修二第二章第二节第二课时：正负极判断及原电池原理运用(共16张PPT)
例4.请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
设计成一个原电池。 1、电解液： 硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液。
2、电极材料：正极 铁
，
负极 铜、石墨或比铁不活泼的其他金属
。
3、电极反应式 ：负极: 正极: Cu2+ +2e - = Cu
某同学用Zn和稀H2SO4制H2时，为加快反应速率，加入了大量的CuSO4溶 液，却发现产生H2很慢，为什么？ 解释：加入大量的CuSO4溶液后，生成的Cu附着在Zn片表面，甚至把Zn
包裹，减少了Zn片与溶液的接触面积，从而反应速率减慢。
2.揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，在潮湿的环境提供电解质溶液，与Fe组成原电池，发生 原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
总反应： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
随之发生： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 ，不稳定的Fe(OH)3失水 变成铁锈(Fe2O3·nH2O),自然条件下钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。
防止钢铁腐蚀的方法： 方法一：改变金属的内部结构，如不锈钢； 方法二：用有机油、油漆等涂料和陶瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料在钢 铁的表面制造各种材质的保护层； 方法三：在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后， 使Fe成为原电池的正极而得到保护。
3.判断金属活动性的强弱
例3. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出， X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序
高中化学第二章化学反应与能量第二节化学能与电能课件新人教版必修2
正极反应：__________________________________； 负极反应：___________________________________。
解析：
答案：(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)装置图如图所示 正极反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 负极反应：Cu－2e－===Cu2＋
A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O2=点==燃==2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
解析：D 项中的反应不属于氧化还原反应，不能设计 成原电池。
答案：D
3.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确 的是( )
(3)构成条件：必须能自发进行的氧化还原反应，此 外有三个条件：①有两种活泼性不同的电极；②电极插 入电解质溶液；③形成闭合回路。
三、发展中的化学电源
1．干电池——一次电池。 (1)特点：放电后不能充电。 (2)实例：锌锰电池。
2．充电电池——二次电池。 (1)特点：放电时所进行的氧化还原反应，充电时可 以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 (2)实例：
(2)比较金属的活动性强弱。 ①原理：原电池中，一般活动性强的金属为负极， 活动性弱的金属为正极。
②应用：有两种金 A 和 B，用导线连接后插入到 稀硫酸中，观察到 A 极溶解，B 极上有气泡产生，由原 电池原理可知，金属活动性 A>B。
(3)设计原电池。 ①依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧 化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧 化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能课件新人教版必修2
5．(2016·张家界高一检测)某原电池总反应离子方程式为 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋， 不能实现该反应的原电池是( )
A．正极为 Cu，负极为 Fe，电解质溶液为 FeCl3 溶液 B．正极为 C，负极为 Fe，电解质溶液为 Fe(NO3)3 溶液 C．正极为 Ag，负极为 Fe，电解质溶液为 Fe2(SO4)3 溶液 D．正极为 Ag，负极为 Fe，电解质溶液为 CuSO4 溶液
【答案】 C
2．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下：
①Zn为正极，Cu为负极。
②H＋向负极移动。
③电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu。
④Cu极上有H2产生。 ⑤若有1 mol电子流过导线，则产生H2为0.5 mol ⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。
描述合理的是( )
A．①②③
B．③④⑤
C．④⑤⑥
D．②③④
【解析】 在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由 Zn流出经导线流向Cu片，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－ ===H2↑，故每转移1 mol电子时，产生H2 0.5 mol，在溶液中H＋向正极移动， SO24－向负极移动，故①②⑥错误，③④⑤正确。
(2)比较金属活泼性强弱 ①原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正 极，发生还原反应。 ②实例：有两种金属 A 和 B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到 A 极溶 解，B 极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属活动性 A>B。 注意：在判断原电池正负极时，不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑 电解质溶液的特点。
3．原电池 (1)概念：把 化学能转变为 电能的装置。 (2)工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例)：
2019_2020学年高中化学第二章化学反应与能量2化学能与电能课件新人教版必修2
1．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( ) A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O2=点==燃==2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 解析：选 D。D 项中的反应不属于氧化还原反应，不能设计成 原电池。
②原电池的工作原理(以铜-锌原电池为例)
负极 氧化反应
正极 还原反应
原电池总反应式：_Z__n_＋__2_H_＋_=__=_=_Z_n_2_＋_＋__H__2↑_____。
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③构成条件 a．有_两__种__活__泼__性__不__同__的电极； b．电极插入_电__解__质__溶__液__； c．电极间形成_闭__合__回__路__； d．能自发进行的氧化还原反应。
解析：选 D。由电极反应式可知，X 极上发生得到电子的还原 反应，是原电池的正极，Y 极上发生失去电子的氧化反应，是 原电池的负极。
原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应的速率 (1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行， 使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应速率增大。 (2)应用：实验室用 Zn 和稀 H2SO4(或稀盐酸)反应制取 H2，常 用粗锌，它产生 H2 的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀 H2SO4(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生 H2 的速率加快。
原电池正、负极的判断方法
如图所示，电流计指针发生偏转，同时 A 极质量减少， B 极上有气泡产生，C 为电解质溶液，下列说法错误的是 ()
A．B 极为原电池的正极 B．A、B、C 可能分别为 Zn、Cu、稀盐酸 C．C 中阳离子向 A 极移动 D．A 极发生氧化反应
高一化学人教版必修二第二章第2节《化学能与电能》知识点总结
第2节 化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程.化学能−−→−燃烧热能−−→−蒸汽机械能−−→−发电机电能 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O……总反应式2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO2－3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH－=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H＋和OH－从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH－总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H＋+2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2＋2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。