第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能
一、能源的分类
1．一次能源：______________的能源。
2．二次能源：一次能源经过______、______得到的能源。
二、化学能转化为电能
1．化学能通过燃烧转化为电能——火电
(1)能量转化过程：
化学能____________________
(2)能量转化的关键步骤：
__________________是化学能转化为电能的关键。
2．原电池
(1)实验探究
实验装置 实验现象 铜片：______________锌片：______________电流表：________________ 结论 有______产生，装置中______转化为____ (2)原电池：将__________转化为________的装置。
(3)工作原理：锌失去电子，作______极，发生的反应为________，电子通过导线流向铜片，溶液中的____在Cu片上得电子生成____，铜片作____，发生的反应为________。
(4)反应本质：原电池反应的本质是__________。
(5)原电池的构成条件
①具有__________的两个电极；
②能自发进行的氧化还原反应；
③电极间____________；
④电解质溶液。
(6)原电池的正、负极判断
负极 正极 电极材料 活泼性____的金属 活泼性____的金属或能导电的______ 电子流动方向 电子____极 电子____极 电解质溶液中离子定向移动方向 ____离子移向的极 ____离子移向的极 发生的反应 ____反应 ____反应 反应现象 电极溶解 电极______或有________
知识点一一次能源与二次能源
1．能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断下列叙述正确的是()
A．天然气是二次能源B．石油是二次能源
C．电能是一次能源D．水力是一次能源
2．下列叙述不正确的是()
A．根据一次能源和二次能源的划分标准，氢气为二次能源
B．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
C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程
D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
知识点二原电池的构成
3．下列装置能构成原电池的是()
4．某原电池工作时总的反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的组成可能是()
A．Zn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液
B．Cu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液
C．Cu为正极，Zn为负极，CuSO4溶液作电解质溶液
D．Fe为正极，Zn为负极，ZnSO4溶液作电解质溶液
知识点三原电池的工作原理
5．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＋O22H2O
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑
D．CH4＋2O2―→CO2＋2H2O
6．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()
①两烧杯中铜片表面均无气泡产生
②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
③两烧杯中溶液的c(H＋)均减小
④产生气泡的速率甲比乙慢
⑤甲中SO向Zn片移动，H＋向Cu片移动
⑥乙中电流从Cu片流向Zn片
⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变
A．①②③B．③⑤⑦C．④⑤⑥D．②③④⑤⑦
知识点四原电池原理的应用
7．一学生欲通过实验判断X、Y、Z、W四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论：当X、Y组成原电池时，Y为负极；当Z、W组成原电池时，W为正极；W能从含Y离子的盐溶液中置换出单质Y，据此可知它们的活泼性顺序是()
A．Z＞W＞X＞YB．X＞Y＞Z＞W
C．X＞Y＞W＞ZD．Z＞W＞Y＞X
8．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作为负极，则该金属可能为()
A．铝B．铜C．锡D．硅
练基础落实
1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是()
A．发生氧化反应的为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流的方向由正极到负极
2．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．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
D．C＋CO22CO
3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()
①铝合金是正极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应
A．②③B．②④C．①②D．①④
4．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()
5.
如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
练方法技巧——原电池正、负极及电极反应的判断
6．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
由此可知，该电池放电时的负极材料是()
A．Cd(OH)2B．Ni(OH)2C．CdD．NiO(OH)
7．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、污染少等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。则下列叙述正确的是()
A．锌为正极，空气进入负极
B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液是酸溶液
题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 练综合拓展
8．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如下图所示。
(1)写出甲池中正极的电极反应式：
正极：____________________________________________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：
负极：________________________________________________________________。
总反应的离子方程式：______________________________________________。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？()
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法________(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实验方案_________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(如可靠，此空可不填)。第二节化学能与电能
第1课时化学能转化为电能
基础落实
一、
1．直接从自然界取得
2．加工转换
二、
1．(1)热能机械能电能(2)燃烧(氧化还原反应)
2．(1)从上到下：有气泡逸出溶解指针发生偏转电流化学能电能(2)化学能电能(3)负氧化反应H＋H2正极还原反应(4)氧化还原反应(5)①活动性不同③形成闭合回路(6)从左到右，从上到下：较强较弱非金属流出流入阴阳氧化还原增重气泡放出
对点训练
1．D
2．C[火力发电的能量转化：化学能→热能→机械能→电能。]
3．B[原电池的构成条件：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液，形成闭合回路。]
4．C[Zn失电子则Zn应为负极；Cu2＋得电子则Cu2＋为电解质溶液中的阳离子。]
5．C[可设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应。]
6．B
7．D[X、Y组成原电池Y为负极，则活泼性：Y＞X；Z、W组成原电池，W为正极，则活泼性：Z＞W，W能从含Y离子的溶液中置换出Y单质，则活泼性：W＞Y，综上，则活泼性顺序为Z＞W＞Y＞X。]
8．C[该金属在金属活动顺序表中应在氢前锌后，故选C。]
课后作业
1．C[原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。]
2．D[D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。]
3．A[分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属Pt-Fe合金作正极，电解液是海水；铝合金作负极发生的是氧化反应，故错误，正确。]
4．A[由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气体产生。]
5．C[Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。]
6．C[根据镍镉可充电电池放电的反应原理Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被还原生成Ni(OH)2，即Cd发生氧化反应，是失去电子的物质，NiO(OH)发生还原反应，是得到电子的物质，所以，Cd为负极，NiO(OH)为正极，即电池的负极材料是Cd，C项正确。]
7．B[根据电池反应2Zn＋O2===2ZnO判断，锌为负极，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，所以A不正确，B正确；正极发生还原反应，所以C不正确；电解液若为强酸，将与锌发生化学反应，而不是O2与锌反应，所以D不正确。]
8．(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)MgAl(4)AD
(5)不可靠将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极
解析甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。
放电
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