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第2章 化学反应与能量
第2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）把铜片和锌片用导线连接起来，再放到盛有稀硫酸的烧杯里，观察到的现象是
，根据 可以断定铜片 （是或否）参加反应。
（3）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。
3. 原电池的构成条件和工作原理
（1）原电池的构成条件
【探究】
①把上述（3）中的铜片换成锌片，使两个电极材料相同，实验现象为 ；
②把上述（3）中烧杯里的硫酸换成75%酒精，实验现象是 ；
⑤把串联着电流表的锌片与铜片分别放到两支盛有稀硫酸的烧杯里，现象为
。
总结原电池的构成条件：
思考交流：在铜锌原电池中，如果用的是纯锌，则在锌片表面几乎观察不到气泡，而在实验中我们所用的是粗锌(含有碳)，在锌片和铜片表面都有气泡产生，你现在能解释这种现象吗？
（2）原电池的工作原理
从能量转化角度看，原电池是将 能直接转化为 能的装置；从化学反应来看，原电池的原理是 反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，从而使氧化还原反应分别在俩个电极上进行。
（3）原电池中的电极名称及电极反应式的书写
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： 。
【课堂练习】
1如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（ ）
2. 下列烧杯中盛有的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是（ ）
【探究】原电池的正负极的判断方法
【课堂练习】
3. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A、a>b>c>d B、a>c>d>b C、c>a>d>b D、b>d>c>a
【知能检测】
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
4.下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是
A.在氧化-还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
C.甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D.将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极
5. 下列装置中电流表中有电流产生的是
6.各烧杯中盛有海水，能够形成原电池且铁为正极的是
7. 如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，
B极逐渐变细，C为电解质溶液。则A、B、C分别为
A.A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸
B.A是Cu，B是Zn，C是稀硫酸
C.A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液
D.A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液
8. 原电池中发生的化学反应属于 ，原电池将 能转化为 能。其中，电子流出的一极是原电池的 极，该极发生 反应，电子流入的一极是原电池的 极，该极发生 反应，原电池中电解质溶液的作用是 。
9. 由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中，则当铜片上共放出3.36L(标准状况)气体时，硫酸恰好全部作用完。请回答下列问题：
(1)写出电极反应式
(2)写出电极反应总式
(3) 产生这些气体消耗锌的质量是多少？有多少个电子通过了导线？200 mL稀硫酸的物质的量浓度是多少？
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