第1课时 原电池(导学案)
[学习目标定位] 1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。
2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,会说明原电池的原理,会判断原电池的正极、负极,会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。
一 化学能与电能的转化
1.电能
使用电器时都需要电能。
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,又称电力。
2.火力发电
火电(火力发电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧,使化学能转变为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。
燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程,该过程可表示为
化学能――→燃烧
热能――→蒸汽
机械能――→发电机
电能
其中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
3.化学能与电能的直接转化
化学能可通过氧化还原反应直接转化成电能。
[归纳总结]
1.下列说法不正确的是( )
A .根据一次能源和二次能源的划分,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 .火力发电是化学能间接转化为电能的过程
D .水力发电是将化学能转化为电能的过程
2.下列各项中,属于一次能源的是()
①煤②石油③天然气④煤气⑤电力
A.①②③B.①②④
C.②③⑤D.③④⑤
二原电池的工作原理
1.按要求完成下列实验,并填表:
2.原电池
(1)原电池的概念是将化学能转化为电能的装置;原电池的反应本质是氧化还原反应。
(2)原电池的构成条件
理论上,自发的氧化还原反应均可构成原电池。
具体条件是:①具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属);
②溶液:两电极均插入电解质溶液中;
③导线:两极用导线相连,形成闭合回路。
(3)原电池的工作原理
①根据原电池反应原理,分析下图并填空
原电池总反应式:Zn+2H+===Zn2++H2↑;
②能量转化过程:原电池在工作时,负极失去电子,电子通过导线流向正极,溶液中氧化性物质得到电子,发生还原反应,这样氧化反应和还原反应不断发生,负极不断地失电子,失去的电子不断地通过导线流向正极,被氧化性物质得到,闭合回路中不断有电子流产生,也就形成了电流,即化学能转变为电能。
(4)原电池工作原理的应用
①比较金属活动性
作负极的金属活动性强,作正极的金属活动性弱;
②改变化学反应速率
如:在Zn和稀硫酸反应时,滴加少量CuSO4溶液,则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极,从而加快Zn与稀硫酸反应的速率;
③设计原电池
如:把Fe+2Fe3+===3Fe2+设计成原电池,可用Fe作负极,铜(或石墨)作正极,FeCl3溶液作电解质溶液;
④保护金属设备
如:船体是钢铁材料,在海水中易被腐蚀,在船体外壳焊接上比铁活泼的金属(如Zn),则构成以Zn、Fe为电极的原电池,Zn被消耗掉而Fe得到保护。
[归纳总结]
3.如图装置中,明显有电流产生的是()
4.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH变化是________。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是
________________________________________________________________________。
总结:
原电池是把化学能转化为电能的装置。
其工作原理是。