第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能 (第1课时)
【学习目标】
1. 了解煤发电的一般过程;理解原电池的概念、工作原理及构成条件。
2. 通过对化学能转化为电能的学习,体验科学探究的过程,理解科学探究的意义,理解科学探究的基本过程和方法,初步养成科学探究的能力。
3. 通过探究化学能转化为电能的奥秘,提高学习化学的兴趣和热情,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
【学习重点】原电池的概念及构成条件
【学习难点】原电池的工作原理
【知识梳理】
一.化学能与电能的相互转化
1. 火力发电
火力发电是指通过化石燃料的燃烧,使 能最终转化为 的过程。在火力发电过程中,经历了一系列的能量转换:
【想一想】火力发电的优缺点有哪些?
【提出问题】能否将化学能直接转化为电能,提高能量的利用率?
2. 探究实验
(1)把互不接触的铜片、锌片放到盛有稀硫酸的烧杯里,观察到 ,写出有关反应的化学方程式 。在此反应中有无能量的转化?若有,是 能转化成了 能。
(2)在导线中间串联一电流表,可以观察到 ,这说明导线里面有
通过。在此过程中, 能转化成了 能。
得出结论:要将化学能直接转化为电能,必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行,同时架设桥梁,使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域而形成电流,这样将 能直接转化为 能的装置叫做原电池。
二、原电池
1、定义:
2、原电池的工作原理
探索:利用电流计和干电池测试铜锌原电池的正负极和电流方向。
负极:电子 的一极, 电子,发生 反应(如上述原电池中的 片);
正极:电子 的一极, 电子,发生 反应(如上述原电池中的 片);
电极反应式:表示负极、正极得失电子的情况的式子。分析在Zn-Cu原电池中两个电极区域得失电子情况,并写出电极反应式:
正极(铜片): ;负极(锌片): ;
电极反应总式: 。
3、(1)原电池的构成条件
【探究】
①自己利用手边材料和灵敏电流计,制作一个水果电池;
②现有装有硫酸铜溶液和苯的瓶子,对比将铜丝和铝丝插入上下两层液体时灵敏电流计的现象;
总结原电池的构成条件:
4、正负极的判断:
探索:利用多种电极制作水果电池,并用灵敏电流计检测正负极。
总结规律:原电池的正负极可以用那些方式进行判断?具体如何分析?
【巩固练习】
1.在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法正确的是
A.锌片是正极,铜片上有气泡产生 B.电流方向是从锌片流向铜片
C.溶液中硫酸的物质的量浓度减小 D.电解质溶液的pH保持不变
2.实验室中欲制氢气,最好的方法是
A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应
3.下列各组材料中,不能组成原电池的是
A B C D
两极材料 Zn片,石墨 Cu片,Ag片 Zn片,Cu片 Fe片,Cu片
电解质溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸