实验活动6 化学能转化成电能 学案（含答案）

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1、实验活动实验活动 6 6 化学能转化成电能化学能转化成电能 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 否 没有电解质溶液，不能发生原电池 反应 锌片、石墨棒 否 (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 锌片溶解，表面产生无色气泡 锌的还原性比 H2强，溶液中的 H

2、直接得到 Zn 失去的电子生成 H2 锌片溶解，表面产生无色气泡 铜片表面无明显现象 铜的还原性比 H2弱，不能置换 H2， H 在锌片表面被还原成 H 2 锌片溶解，表面产生无色气泡 石墨棒表面无明显现象 石墨为惰性材料，不能置换 H2，H 在锌片表面被还原成 H2 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 锌片溶解 铜片不溶解， 表面产生无色气泡 锌失去的电子通过导线转移至铜 片表面产生电流，溶液中的 H 在 电流表指针偏转 铜片表面获得电子生成 H2 Zn、石墨、H2SO4 锌片溶解 石墨棒表面产生无色气泡 电流表指

3、针偏转 锌失去的电子通过导线转移至石 墨棒表面产生电流，溶液中的 H 在石墨棒表面获得电子生成 H2 Cu、石墨、H2SO4 铜片不溶解，电流表指针不偏转 铜的还原性比 H2弱，不能发生氧 化还原反应，没有电子转移，因 而不能产生电流 问题讨论 1根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素。 提示 (1)工作原理：负极失去电子发生氧化反应，电子通过导线流入正极，溶液中的离子在 正极上得到电子发生还原反应 (2)构成要素：化学反应：自发进行的氧化还原反应。 装置条件：a.活动性不同的电极，b.电解质溶液，c.形成闭合回路。 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。

4、提示 Zn：负极，Zn2e =Zn2； Cu：正极，2H 2e=H 2； 电池总反应：Zn2H =Zn2H 2。 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？ 提示 不能 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。 提示 能产生电流。 负极：Fe2e =Fe2； 正极：2H 2e=H 2； 电池总反应：Fe2H =Fe2H 2。 1 (2019 大连学考)某小组为研究原电池原理， 设计了如图所示装置。 下列叙述正确的是( ) Aa 和 b 不连接时，铁片上会有 H2产生 Ba 和 b 用导线连接时，铁片上发生

5、的反应为 Cu2 2e=Cu Ca 和 b 用导线连接时，电子由 a 流向 b D无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 答案 D 解析 a 和 b 不连接时，铁片直接在溶液中与硫酸铜发生反应，不会产生氢气，A 项错误；a 和 b 用导线连接时，构成原电池，铁比铜活泼，铁为负极，则电子由 b 流向 a，铁片上发生 的反应为 Fe2e =Fe2，B、C 项错误；无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，都生成 Fe2， 溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，D 项正确。 2(2019 河北武邑中学高一月考).现有两个反应： aNaOHHCl=NaClH2O bCu2Ag =2Ag

6、Cu2 (1)根据两反应本质， 判断它们能否设计成原电池： _。 如果不能， 说明其原因： _ _。 (2)如果可以， 则写出正、 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：_。 .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 1)，测得原电池的 电流强度(I)随时间(t)的变化如图 2 所示。反应过程中有红棕色气体产生。 Ot1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； t 1时， 原电池中电子流动方向发生改变， 其原因是

7、_ _。 答案 .(1)a 不能，b 可以 a 是非氧化还原反应，没有电子转移 (2)Cu Cu2e =Cu2 氧化反应 石墨棒(或 Ag、铂、金等，任选一种) 2Ag 2e=2Ag 还原反应 硝酸银溶液 .2H NO 3e =NO 2H2O 正极 Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了 Al 进一 步反应 解析 .(1)能设计成原电池的化学反应必须是自发进行的氧化还原反应， 否则不能设计成原 电池。(2)根据 Cu2Ag =2AgCu2可知，Cu 应为负极，失电子被氧化，正极可为石墨 棒、Ag 等，正极上 Ag 得电子生成 Ag，电解质溶液为 AgNO 3溶液。 .正极上 NO 3得电子发生还原反应， 故电极反应式为 2H NO 3e =NO 2H2O； 由图 2 可知 t1时刻电流方向改变，说明原电池的正、负极发生变化，Al 因为发生钝化不再进一步 反应，则 t1时刻后 Cu 片与浓 HNO3反应，Cu 片作负极，Al 片作正极。