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第六章
化学反应与能量
实验活动6 化学能转化成电能
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。
器材：烧杯、导线、电流表。
试剂：锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
1.电极材料的实验
（1）
实验装置 实验操作 电极材 料 实验现象 解释
___________________________________________________ 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 锌片、 铜片 电流表指 针______ 偏转 因为没有
_________
___，所以
不能发生
________
反应
锌片、 石墨棒 电流表指 针______ 偏转 没有
电解质溶液
原电池
没有
（2）
实验装置 实验操作 实验现象 解释
_________________________ 将锌片插入盛有 稀硫酸的烧杯 中，观察现象 锌片 ______，表 面产生_____ _____ 锌的还原性比 ____，溶液中的
____直接生成， ______电子生
成______，离子方程式为_________
____________________
____________________________ 再在烧杯中插入 铜片，观察现象 ①锌片 ______，表 面产生_____ _____ ②铜片表面 ___________ 铜的还原性比 ____，______置换
出 ，电子______在溶液中移动，
锌的电子______转移到铜片上，
只能在______表面被还原成
溶解
无色气泡
强
失去
溶解
无色气泡
无明显变化
弱
不能
不能
不能
锌片
实验装置 实验操作 实验现象 解释
________________________________ 取出铜片，插入 石墨棒,观察现象 ①锌片 ______，表 面产生_____ _____ ②石墨棒 ___________ 石墨为惰性材料，______置换出
，电子______通过溶液转移到石
墨棒上， 只能在______表面被还
原成
溶解
无色气泡
无明显变化
不能
不能
锌片
续表
2.原电池实验
实验操作和实验装置 电极 材料 实验现象 解释
如图所示，选择不同 的电极材料，与稀硫 酸、导线和电流表组 装成原电池，观察实 验现象 ______________________________________ 、 ①锌片______ ②铜片________，表 面______________ ③电流表指针发生 ______ ____失去的电子通过______转
移至______表面，溶液中的
____在______表面获得电子生
成____
溶解
不溶解
产生无色气泡
偏转
锌
导线
铜片
铜片
实验操作和实验装置 电极 材料 实验现象 解释
如图所示，选择不同 的电极材料，与稀硫 酸、导线和电流表组 装成原电池，观察实 验现象 ______________________________________ 、 石墨 ①锌片______ ②石墨棒表面______ _________ ③电流表指针发生 ______ ____失去的电子通过______转
移至________表面，溶液中的
____在________表面获得电子
生成____
、 石墨 ①铜片________ ②电流表指针______ ___ 铜的还原性比 ____，______
发生氧化还原反应，______电
子转移，因而______产生电流
溶解
产生无色气泡
偏转
锌
导线
石墨棒
石墨棒
不溶解
不偏转
弱
不能
没有
不能
续表
1.根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素，以及组装原电池的注意事项。
[答案] 原电池的工作原理：负极失去电子发生氧化反应，电子经外电路流入正极，电解
质溶液中的阳离子向正极迁移，具有氧化性的粒子在正极上得到电子，发生还原反应。
原电池的构成要素：①两个活动性不同的电极；②电解质溶液；③形成闭合回路；④
有自发进行的氧化还原反应。
组装原电池的注意事项：组装原电池时一定要形成闭合回路。形成闭合回路有多种方
式，可以是导线连接两电极，也可以是两电极相接触。
2.能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片？为什么？
[答案] 可以用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片；因为铁也能与硫酸溶液反应，
而且铁与铜的活动性不同，当它们插入硫酸溶液且形成闭合回路时，就形成了原电池。
1.将纯锌片和纯铜片按如图所示的方式插入相同浓度的稀硫酸中，以下有关叙述正确
的是( ) 。
D
A.甲、乙两装置中铜片表面均有气泡生成
B.甲、乙两装置中均实现了电能转化为化学能
C.甲、乙两装置中 腐蚀的速率相等
D.一段时间后，甲、乙两装置中溶液的酸性均减弱
[解析] 乙装置中没有构成原电池，因此 的表面没有气泡生成，不能实现化学能到电
能的转化，A、B两项均错误；氧化还原反应改成原电池后，会加快反应速率，甲装置
中的腐蚀速率大于乙装置中的腐蚀速率，C项错误；甲、乙装置中， 均与硫酸
发生反应，酸被消耗，溶液的酸性减弱，D项正确。
2.某兴趣小组设计的原电池装置如图。下列有关说法错误的是( ) 。
B
A.若为溶液，则电池工作时， 电极质量增加
B.若为稀硫酸，则电池工作时， 电极上有气体生成
C.若为稀硝酸，则电池工作时， 电极被溶解
D.若 为硝酸银溶液，则电池工作时，电解质溶液颜色逐渐加深
[解析] 若为溶液，作负极，作正极，正极上得电子生成 ，则电池
工作时，电极质量增加，A项正确；若为稀硫酸，为负极，为正极， 电极
上产生气体，B项错误；若为稀硝酸，的还原性比的强，则 作负极，失电子生
成，则电池工作时，电极被溶解，C项正确；若为硝酸银溶液， 作负极，铁
失电子生成，含 溶液呈浅绿色，则电池工作时，电解质溶液颜色逐渐加深，
D项正确。
3.现有如下两个反应： ；
。
（1） 根据两反应的本质，分别判断能否用于设计原电池:________________。
①不行，②可以
[解析] 原电池的构成要素之一为有自发的氧化还原反应，①为非氧化还原反应，不能
设计成原电池；②为氧化还原反应，可以设计成原电池。
（2） 如果不能，说明其原因:________________________________________。
①不是氧化还原反应，没有发生电子的转移
[解析] 反应①为非氧化还原反应，反应中无电子的得失，不存在电子的转移。
（3） 如果可以，请画出实验装置图。
[答案]
[解析] 反应②可设计为原电池，反应中失电子，作原电池的负极，C棒或 作原电
池的正极，电解质为氯化铁溶液。实验活动6 化学能转化成电能
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。
器材:烧杯、导线、电流表。
试剂:锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
1.电极材料的实验
(1)
实验装置 实验操作 电极材料 实验现象 解释
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 锌片、铜片 电流表指针　　　　偏转 因为没有　　　　　　　,所以不能发生　　　　　反应
锌片、石墨棒 电流表指针　　　　偏转
(2)
实验装置 实验操作 实验现象 解释
将锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象 锌片　　　　,表面产生　　　　　　 锌的还原性比H2　　　,溶液中的　　　　直接生成H2,Zn　　　　电子生成　　　　　　,离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　
再在烧杯中插入铜片,观察现象 ①锌片　　　　,表面产生　　　　　　 ②铜片表面　　　　　　　 铜的还原性比H2　　　,　　　　置换出H2,电子　　　　在溶液中移动,锌的电子　　　　转移到铜片上,H+只能在　　　　表面被还原成H2
取出铜片,插入石墨棒,观察现象 ①锌片　　　　,表面产生　　　　　　 ②石墨棒　　　　　　　 石墨为惰性材料,　　　　置换出H2,电子　　　　通过溶液转移到石墨棒上,H+只能在　　　　表面被还原成H2
2.原电池实验
实验操作和实验装置 电极材料 实验现象 解释
如图所示,选择不同的电极材料,与稀硫酸、导线和电流表组装成原电池,观察实验现象 Zn、Cu ①锌片　　　　 ②铜片　　　　　,表面　　　　　　　　 ③电流表指针发生　　　　 　　　失去的电子通过　　　　转移至　　　　表面,溶液中的　　　　在　　　　表面获得电子生成　　　
Zn、石墨 ①锌片　　　　 ②石墨棒表面　　　　　　　　 ③电流表指针发生　　　　 　　　失去的电子通过　　　　转移至　　　　　表面,溶液中的　　　　在　　　　　表面获得电子生成　　　
Cu、石墨 ①铜片　　　　　 ②电流表指针　　　　　 铜的还原性比H2　　　,　　　　发生氧化还原反应,　　　　电子转移,因而　　　　产生电流
1.根据以上实验,说明原电池的工作原理和构成要素,以及组装原电池的注意事项。
2.能否用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片 为什么
1.将纯锌片和纯铜片按如图所示的方式插入相同浓度的稀硫酸中,以下有关叙述正确的是(　　)。
A.甲、乙两装置中铜片表面均有气泡生成
B.甲、乙两装置中均实现了电能转化为化学能
C.甲、乙两装置中Zn腐蚀的速率相等
D.一段时间后,甲、乙两装置中溶液的酸性均减弱
2.某兴趣小组设计的原电池装置如图。下列有关说法错误的是(　　)。
A.若X为CuSO4溶液,则电池工作时,Cu电极质量增加
B.若X为稀硫酸,则电池工作时,Fe电极上有气体生成
C.若X为稀硝酸,则电池工作时,Fe电极被溶解
D.若X为硝酸银溶液,则电池工作时,电解质溶液颜色逐渐加深
3.现有如下两个反应:①NaOH+HClNaCl+H2O;
②2FeCl3+Fe3FeCl2。
(1)根据两反应的本质,分别判断能否用于设计原电池:　　　　　　　。
(2)如果不能,说明其原因:　　　　　　　。
(3)如果可以,请画出实验装置图。
参考答案
实验步骤与结论
1.(1)没有　没有　电解质溶液　原电池　(2)溶解　无色气泡　强　H+　失去　Zn2+　Zn+2H+Zn2++H2↑　溶解　无色气泡　无明显变化　弱　不能
不能　不能　锌片　溶解　无色气泡　无明显变化　不能　不能　锌片
2.溶解　不溶解　产生无色气泡　偏转　锌　导线　铜片　H+　铜片　H2　①溶解　②产生无色气泡　③偏转　锌　导线　石墨棒　H+　石墨棒　H2
①不溶解　②不偏转　弱　不能　没有　不能
问题讨论
1.原电池的工作原理:负极失去电子发生氧化反应,电子经外电路流入正极,电解质溶液中的阳离子向正极迁移,具有氧化性的粒子在正极上得到电子,发生还原反应。
原电池的构成要素:①两个活动性不同的电极;②电解质溶液;③形成闭合回路;④有自发进行的氧化还原反应。
组装原电池的注意事项:组装原电池时一定要形成闭合回路。形成闭合回路有多种方式,可以是导线连接两电极,也可以是两电极相接触。
2.可以用铁片作为电极代替铜锌原电池中的锌片;因为铁也能与硫酸溶液反应,而且铁与铜的活动性不同,当它们插入硫酸溶液且形成闭合回路时,就形成了原电池。
迁移应用
1.D　解析　乙装置中没有构成原电池,因此Cu的表面没有气泡生成,不能实现化学能到电能的转化,A、B两项均错误;氧化还原反应改成原电池后,会加快反应速率,甲装置中Zn的腐蚀速率大于乙装置中Zn的腐蚀速率,C项错误;甲、乙装置中,Zn均与硫酸发生反应,酸被消耗,溶液的酸性减弱,D项正确。
2.B　解析　若X为CuSO4溶液,Fe作负极,Cu作正极,正极上Cu2+得电子生成Cu,则电池工作时,Cu电极质量增加,A项正确;若X为稀硫酸,Fe为负极,Cu为正极,Cu电极上产生气体,B项错误;若X为稀硝酸,Fe的还原性比Cu的强,则Fe作负极,失电子生成Fe2+,则电池工作时,Fe电极被溶解,C项正确;若X为硝酸银溶液,Fe作负极,铁失电子生成Fe2+,含Fe2+溶液呈浅绿色,则电池工作时,电解质溶液颜色逐渐加深,D项正确。
3.(1)①不行,②可以
(2)①不是氧化还原反应,没有发生电子的转移
(3)
解析　(1)原电池的构成要素之一为有自发的氧化还原反应,①为非氧化还原反应,不能设计成原电池;②为氧化还原反应,可以设计成原电池。(2)反应①为非氧化还原反应,反应中无电子的得失,不存在电子的转移。(3)反应②可设计为原电池,反应中Fe失电子,作原电池的负极,C棒或Cu作原电池的正极,电解质为氯化铁溶液。

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