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1、2022年高中化學 第二章 第二節(jié) 化學能與電能導學案 新人教版必修2(I)
學習目標
1.了解一次能源和二次能源;
2.熟悉化學能轉化為電能的間接途徑和直接途徑;
3.掌握原電池的形成條件、工作原理;
4.學會判斷原電池及正、負極的方法。
學習重點
原電池的形成條件、工作原理;原電池及正、負極的判斷方法。
學習難點
原電池的形成條件、工作原理;原電池及正、負極的判斷方法。
自主學習學案
一、一次能源、二次能源的概念
一次能源的概念:__________________________________________________________
2、
舉例:__________________________________________________________
二次能源的概念:___________________________________________________________
舉例:__________________________________________________________
二、化學能轉化為電能
1.間接轉化途徑,如:火力發(fā)電。(閱讀教材P39--40頁完成以下內容)
(1)火力發(fā)電能量的轉化過程:_______能
3、 →_______能 →________能 →________能
(2)化學能間接轉化為電能的關鍵:_____________________________
2.直接轉化途徑。(閱讀教材P40--41頁內容)
合作探究學案
探究內容一:鋅片與稀H2SO4的反應
化學方程式(用雙線橋表示):______________________________________
離子方程式:_____________________________________________________
探究內容二:完成教材P40頁實驗2--4
1.將鋅片
4、和銅片用導線連接(導線中間接入一個電流表),平行插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察現象,填寫下表:
實 驗 現 象
銅 片
鋅 片
電流表
結 論
2.根據以上實驗現象及結論回答下列問題
(1)反應前后鋅片、銅片的質量有何變化?溶液中c (H+)如何變化?
(2)該實驗裝置中的總反應如何書寫?
(3)鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書寫?
(4)該實驗裝置中電子流動的方向如何、電流流動的方向如何?
(5)溶液中陽離子、陰離子是怎樣移動的?
探
5、究內容三:原電池的形成條件及工作原理
1.原電池形成條件(以鋅-銅-稀硫酸原電池為例)
(1)活潑性不同的兩個電極
負極:_________________,發(fā)生_________________反應。
正極:_________________,發(fā)生_________________反應。
(2)電解質溶液
(3)形成閉合回路
2.原電池中電流、電子的流向和離子的移動方向
(1)電子流向: → 導線 →
(2)電流流向:________________________________
(3)陰離子移向______極,陽離子移
6、向____極。
探究內容四:原電池正、負極的判斷方法
1.根據組成原電池的兩極材料判斷
一般是活動性較強的金屬為 ,活動性較弱的金屬或能導電的非金屬為 。
2.根據電流方向或電子流動方向判斷
電流是由 極流向 極;電子流動方向是由 極流向 極。
3.根據原電池中電解質溶液內離子的定向移動方向判斷
在原電池的電解質溶液內,陽離子移向 極,陰離子移向 極。
4.根據原電池兩極發(fā)生的變化來判斷
原電池的負極總是發(fā)生 反應,正極總是發(fā)生 反應。
5.根據現象判斷:溶解的一極
7、為 極,增重或有氣泡放出的一極為 極。
鞏固練習
1.能源可分為一級能源和二級能源,自然界中以現成形式提供的能源稱一級能源,需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。據此判斷,下列敘述正確的是 ( )
A.天然氣是二級能源 B.石油是二級能源
C.電能是一級能源 D.水力是一級能源
2.化學電池可以直接將化學能轉化為電能,化學電池的本質是 ( )
A.化合價的升降 B. 電子的轉移 C.氧化還原反應 D.電能的儲存
3.下列說
8、法中正確的是( )
A.原電池是把電能轉為化學能的裝置
B.原電池中電子流出的一極是正極,發(fā)生氧化反應
C.原電池兩極均發(fā)生氧化還原反應
D.原電池中的陽離子向正極移動
4.裝置能夠組成原電池的是 ( )
5.鋅片和碳棒用導線連接后插入稀硫酸中,鋅片是 ( )
A.陰極 B.正極 C.陽極 D.負極
6.某金屬能和鹽酸反應生成氫氣,該金屬與鋅組成原電池時,鋅為負極,該金屬可能為( )
A.鋁 B.銅
9、 C.錫 D.硅
7.下列燒杯中盛放的都是稀H2SO4,在Cu電極上產生大量氣泡的是 ( A )
8.一個原電池的總反應的離子方程式是Zn + Cu2+ == Zn2+ + Cu,該反應的原電池的組成正確的是 ( )
A
B
C
D
正極
Zn
Ag
Cu
Cu
負極
Cu
Cu
Zn
Zn
電解質溶液
CuCl2
H2S04
CuSO4
10、 FeCl2
9.把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中,用導線兩兩相連組成原電池,若a、b相連時,a為負極;c、d相連時,電流由d到c;a、c相連時, c極上產生大量氣泡;b、d相連時,b上有大量氣泡產生,則四種金屬的活動性順序為 ( )
A.a>b>c>d B. a>c>d>b C. c>a>b>d D. b>d>c>a
10.如圖所示,電流表G發(fā)生偏轉,同時A極逐漸變粗,B極逐漸變細,C為電解質溶液,則A、B、C應是下列各組中的哪一組( )
A.A是Zn、B是Cu、C為稀H2SO4 B.A是C
11、u、B是Zn、C為稀H2SO4
C.A是Fe、B是Ag、C為AgNO3溶液 D.A是Ag、B是Fe、C為AgNO3溶液
第二章 化學反應與能量
第二節(jié) 化學能與電能 (第二課時)
學習目標
1.了解生活中常用的化學電源和新型化學電池;
2.從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質以及這種轉化的綜合利用價值;
3.感悟研制新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環(huán)境問題,初步形成較為客觀.正確的能源觀。
學習重點
通過對常用化學電源和新型化學電池原理的了解,進一步鞏固原電池原理。
學習難點
通過對常用化學電源和新型化學電池原理的了解,進一步
12、鞏固原電池原理。
合作探究學案
探究內容一:干電池(一次電池)
1.普通鋅錳電池
人們最早使用的化學電池是 ,它是一種 電池,放完電之后不能再充電,正極材料為 ,負極材料為 ,電解質溶液: 糊和 糊。負極反應式:________________________________。
2.堿性鋅錳電池
將普通干電池中的電解質 換成濕的 ,并在 上作了改進,制成了
13、 。
探究內容二:充電電池(二次電池)
放電
充電
1.最早使用的充電電池是 ,它是以 為負極, 為正極,以 為電解質。Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l)
2.鎳鎘電池以 為負極, 為正極,以 為電解質,其壽命比鉛蓄電池 ,由于鎳鎘電池對健康和環(huán)境污染比較嚴重,人們又研制出了
14、 。
3.人們利用元素周期表中ⅠA族的 金屬,制造了新一代可充電的綠色電池 ,其具有質量輕、綠色環(huán)保、高效可充等的特點,它廣泛成為筆記本電腦、移動電話等低功耗電器的主流電源。
探究內容三:燃料電池
1.燃料燃燒是一種劇烈的 反應,利用原電池的工作原理將 和 反應所放出的 直接轉變?yōu)? , 以提高________________。
2.燃料電池是一種 、 的
15、發(fā)電裝置。
3.燃料電池如果以氫氣為燃料時,產物為 ;以甲烷為燃料時,產物為 和 ,燃料電池與干電池和蓄電池的主要差別在于反應物不是 ,而是用外加的設備,源源不斷地提供 和 ,使反應能連續(xù)進行。
鞏固練習
1.廢電池處理不當不僅造成浪費,還會對環(huán)境造成嚴重污染,對人體健康也存在極大的危害。有同學想變廢為寶,他的以下想法你認為不正確的是 ( )
A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣 B.碳棒取下洗凈用作電極
C.把銅帽
16、取下洗凈回收利用
D.電池內部填有氯化銨等化學物質,將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用
2.電池是人類生產和生活中的重要能量來源,各式各樣電池的發(fā)明是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關電池的敘述正確的是 ( )
A.鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細
B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉變?yōu)殡娔?
C.氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化
D.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅
3.下列有關電池的說法不正確的是 ( )
A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池
B.銅鋅原電池工作時,電子從銅電極沿外電路流向鋅電極
C.甲醇燃料
17、電池可把化學能轉化為電能
D.鋅錳干電池中,鋅電極是負極
4.下列電池中不屬于二次電池的是 ( )
A.堿性鋅錳電池 B.鉛蓄電池 C.鎳鎘電池 D.鋰離子電池
5.某原電池總反應離子方程式為2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能實現該反應的原電池是 ( )
A.正極為銅,負極為鐵,電解質溶液為FeCl3溶液
B.正極為銅,負極為鐵,電解質溶液為Fe(NO3)2溶液
C.正極為鐵,負極為鋅,電解質溶液為Fe2(SO4)3
D.正極為銀,負極為鐵,電解質溶液為CuSO4
6. 已知空氣-鋅電池的電極反應為: 鋅片:Zn+2OH--2e-=
18、ZnO+H2O 石墨:O2+2H2O+4e-=4OH-
根據此判斷,鋅片是 ( )
A. 負極,并被氧化 B.負極,并被還原
C.正極,并被氧化 D.正極,并被還原
充電
放電
7.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可以表示為
2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O,在此電池放電時,負極上發(fā)生反應的物質是 ( )
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn
8.日常所用干電池其電極分
19、別為碳棒和鋅皮,以糊狀NH4Cl和ZnCl2作電解質(其中加入MnO2氧化吸收H2),電極反應可簡化為:Zn-2e=Zn2+;2NH4++2e=2NH3+H2 (NH3再用于結合Zn2+)根據上述敘述判斷下列說法中正確的是 ( )
A.干電池中Zn為正極,碳為負極
B.干電池工作時,電子由Zn極經外電路流向碳極
C.干電池長時間連續(xù)使用時內裝糊狀物可能流出腐蝕電器
9.現在各類堿性電池已經占有了越來越多的市場份額,這類電池廣泛地應用于各種小型
用電器(如照相機.收音機等)中。有一種新型的鋅錳電池就是這種堿性電池,它是在傳
統鋅錳電池的基礎上改進的。下列對于堿性鋅錳電池的敘述中正確的是( )
A.由于堿性物質的存在,這種電池的缺點是容易漏液失效
B.這種電池較傳統鋅錳電池使用壽命長
C.這種電池的電解質由傳統的KOH改進為NH4Cl
D.這種電池的電解質由傳統的NH4Cl?改進為KOH
10.在右圖所示的裝置中,a的金屬性比氫要強,b為碳棒,關于此裝置的各種敘述不正確的是 ( )
A. 碳棒上有氣體放出,溶液的pH增大
B. B.a是正極,b是負極
C.導線中有電子流動,電子從a極流到b極
D.a極上發(fā)生了氧化反應