高中化學(xué)蘇教版 (2019)必修 第二冊專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化評優(yōu)課ppt課件

這是一份高中化學(xué)蘇教版 (2019)必修 第二冊專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化第三單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化評優(yōu)課ppt課件，共60頁。PPT課件主要包含了原電池工作原理，隨堂演練知識落實，課時對點練，內(nèi)容索引，實驗探究，逐漸溶解，泡產(chǎn)生，沒有變化，反應(yīng)生成，不反應(yīng)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.設(shè)計實驗認識構(gòu)成原電池的條件。2.理解原電池的概念及工作原理，能正確判斷原電池的正負極。3.認識化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
二、原電池工作原理的應(yīng)用
2.原電池的概念原電池是把 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是_____ 反應(yīng)。
3.原電池的工作原理(1)分析下圖并填空
原電池總反應(yīng)式： 。
Zn- 2e- ===Zn2＋
2H＋＋2e-===H2↑
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(2)能量轉(zhuǎn)化： 能轉(zhuǎn)變?yōu)? 能。(3)電子的移動方向：從負極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(4)離子的移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。4.原電池的構(gòu)成條件
(1)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放熱反應(yīng)，可以設(shè)計成原電池(　　)(2)將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插入酒精中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(　　)(3)在銅—鋅—稀硫酸原電池中，電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液到達鋅(　　)(4)原電池中陽離子向正極移動(　　)(5)原電池中的負極反應(yīng)一定是電極材料失電子(　　)
1.下列裝置中能夠組成原電池的是______(填序號)，其他不能構(gòu)成原電池的試分別說明理由：_________________________________________________________________________________________________________________。
①中只有一個電極，②中兩個電極的活潑性相同，④中為非電解質(zhì)溶液，不能導(dǎo)電，⑥中電解質(zhì)溶液(內(nèi)電路)未形成閉合回路
2.利用原電池原理可比較金屬的活潑性，原電池中，作負極的金屬活動性一般比作正極的金屬活動性強。結(jié)合相關(guān)知識解答下列問題。由A、B、C三種金屬按表中裝置進行實驗：
(1)在甲中，金屬片_____(填“A”或“B”)發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)在乙中，金屬片_____(填“B”或“C”)作負極。(3)如果把B、C用導(dǎo)線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，有一電極產(chǎn)生氣泡。則金屬片______(填“B”或“C”)上有氣泡產(chǎn)生。(4)上述三種金屬的活動性順序是____________。
1.比較金屬活動性原電池中，作負極的金屬活動性一般比作正極的金屬活動性強。2.改變化學(xué)反應(yīng)速率如：在Zn和稀硫酸反應(yīng)時，滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅能構(gòu)成原電池的正負極，從而加快Zn與稀硫酸反應(yīng)的速率。3.解釋生活中的現(xiàn)象如潮濕的空氣里鋼鐵容易生銹，生活中的暖貼等。
(1)為保護船體不被腐蝕，可以在船體外殼焊一些銅塊(　　)(2)一般作原電池正極的金屬較活潑(　　)(3)鋼鐵在潮濕的空氣里發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕(　　)(4)生活中用到的暖貼，就是以鋼鐵電化學(xué)腐蝕的原理制成的(　　)(5)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極鐵失去電子生成Fe3＋ (　　)
1.某原電池的離子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是
解析　將Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆開兩個半反應(yīng)：氧化反應(yīng)(負極反應(yīng))：Zn－2e－===Zn2＋；還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：Cu2＋＋2e－===Cu。則電池的負極是Zn，正極是比鋅不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬，電解質(zhì)溶液中含Cu2＋。
2.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗
(1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是_______________。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是________________。(3)四種金屬活動性由強到弱的順序是__________。
A－2e－===A2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
1.如圖為某興趣小組制作的番茄電池，下列說法正確的是 A.電子由銅通過導(dǎo)線流向鋅B.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置C.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)D.電流由鋅通過導(dǎo)線流向銅
解析　A項，銅作正極，鋅作負極，因此電子由鋅流向銅，故錯誤；B項，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故錯誤；C項，鋅作負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故正確；D項，電子與電流的方向相反，因此電流由銅極流向鋅極，故錯誤。
2.如圖裝置中，M棒變細，N棒變粗。由此判斷下表所列M、N、R物質(zhì)，其中合理的是
解析　由于D中蔗糖溶液不是電解質(zhì)溶液，故D不正確；M棒變細，N棒變粗，則M為負極，N為正極，M的金屬活動性比N強，故B錯誤；N棒變粗則電解質(zhì)溶液中有能得電子的金屬陽離子，故A不正確。
3.在鋼鐵腐蝕過程中，下列五種變化可能發(fā)生的是①Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋　②O2被還原?、郛a(chǎn)生H2?、蹻e(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O　⑤雜質(zhì)碳被氧化A.①② B.②③④C.①②③④ D.①②③④⑤
解析　本題考查鋼鐵的電化學(xué)腐蝕。在腐蝕過程中，負極Fe－2e－===Fe2＋，正極O2或H＋得電子，F(xiàn)e2＋與OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2被氧化生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3失水形成鐵銹。
4.下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是?A.①②③④ B.④②①③ C.③①②④ D.②①③④
解析?、壑械匿\作負極，腐蝕速率最快；④中的鋅與外界不接觸，腐蝕速率最慢；②中的鋅作正極，腐蝕速率比①中的鋅要慢；因此腐蝕速率由慢到快的順序為④②①③，故B正確。
5.在銅鋅原電池中(如圖)，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為_____極，電極上發(fā)生的是______(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_________________。鋅片上觀察到的現(xiàn)象為__________；銅為____極，電極上發(fā)生的是_____(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式_______________；銅片上觀察到的現(xiàn)象為___________，原電池總反應(yīng)的離子方程式為______________________。
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
解析　CuSO4為電解質(zhì)溶液時，銅鋅原電池的負極為鋅，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，所以鋅片不斷溶解，正極為銅，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，所以銅片不斷變粗，原電池總反應(yīng)的離子方程式為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
題組一　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.如圖所示各裝置中，不能構(gòu)成原電池的是(燒杯中所盛液體都是稀硫酸)
解析　原電池的形成條件包括活動性不同的電極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路、自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。對圖示各個裝置進行觀察，發(fā)現(xiàn)只有D不能形成閉合回路，因此不能形成原電池。
2.(2020·仲元中學(xué)高一檢測)下列關(guān)于原電池的敘述中，不正確的是A.原電池的負極發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng)B.原電池的正極上發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)C.原電池電解質(zhì)溶液中陽離子移向負極，陰離子移向正極D.原電池中電子流入的極一定是正極
解析　原電池的負極失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；原電池正極上物質(zhì)得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，C錯誤；原電池放電時，電子轉(zhuǎn)移的方向是從負極沿導(dǎo)線流向正極，所以正極為電子流入的電極，D正確。
3.(2020·哈爾濱三中高一月考)下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是A.銅、鋅組成的原電池中，電子從鋅極經(jīng)過導(dǎo)線流向銅極B.把銅片和鋅片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡C.把銅片插入FeCl3溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D.將銅片和鐵片用導(dǎo)線相連浸入硫酸銅溶液中，一段時間后，鐵片質(zhì) 量減輕，銅片質(zhì)量增加
解析　銅、鋅組成的原電池中，金屬鋅作負極，金屬銅作正極，電子從鋅極流向銅極，故A項正確；把銅片和鋅片緊靠在一起浸入稀硫酸中，形成銅—鋅—稀硫酸原電池，金屬銅作正極，該極上產(chǎn)生氣體，故B項正確；把銅片插入FeCl3溶液中，Cu和FeCl3反應(yīng)生成CuCl2和FeCl2，故C項錯誤；將銅片和鐵片用導(dǎo)線相連浸入硫酸銅溶液中，形成原電池，銅片作正極，鐵片作負極，鐵片失電子，形成Fe2＋進入溶液，質(zhì)量減輕，溶液中的Cu2＋在銅電極上得電子，生成單質(zhì)銅，質(zhì)量增加，故D項正確。
4.如圖是某同學(xué)學(xué)習(xí)原電池后整理的學(xué)習(xí)筆記，錯誤的是A.①電子流動方向 B.②電流方向C.③電極反應(yīng) D.④溶液中離子移動方向
解析　鋅為負極，銅為正極，電子由鋅片流向銅片，A正確；電流與電子運動方向相反，則電流由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片，B錯誤；鋅失電子生成鋅離子，H＋在銅片上得電子被還原生成H2，C正確；
原電池工作時，陰離子移向負極，陽離子移向正極，D正確。
題組二　原電池工作原理的應(yīng)用5.X、Y、Z、W四種金屬片浸在稀鹽酸中，用導(dǎo)線連接，可以組成原電池，實驗結(jié)果如圖所示：則四種金屬的活動性由強到弱的順序為A.Z>Y>X>W B.Z>X>Y>WC.Z>Y>W>X D.Y>Z>X>W
C.Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑
6.下面是四個化學(xué)反應(yīng)，你認為理論上不可用于設(shè)計原電池的化學(xué)反應(yīng)是A.2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
解析　只有屬于氧化還原反應(yīng)，才能用于設(shè)計原電池；A、B、D屬于氧化還原反應(yīng)，均可以設(shè)計為原電池。C不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計成原電池，故選C。
解析　A項為原電池，鋁為負極，但總反應(yīng)為2Al＋2OH－＋2H2O=== ＋3H2↑，不符合；C項為原電池，但硝酸是氧化性酸，與Al反應(yīng)不產(chǎn)生H2，不符合；D項裝置中有外接電源，不屬于原電池，不符合。
7.(2019·太原月考)為將反應(yīng)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)
題組三　鋼鐵的電化學(xué)腐蝕8.(2019·貴陽期末)下圖實驗為研究金屬腐蝕的實驗。下列相關(guān)說法正確的是A.鐵表面的反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋B.紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)C.食鹽水中有氣泡逸出D.紅色物質(zhì)為Fe2O3·xH2O
解析　A項，負極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，錯誤；B項，食鹽水滴周圍液體少，氧氣量多，所以紅色首先在食鹽水滴的周圍出現(xiàn)，錯誤；C項，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以食鹽水中沒有氣泡逸出，錯誤。
9.下列關(guān)于金屬材料的銹蝕說法不一，其中沒有科學(xué)道理的是A.金屬接觸水和空氣銹蝕加快B.改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成合金能抵御金屬銹蝕C.金屬表面刷油漆可以抵御金屬銹蝕D.不斷擦去鋁表面的銹能抵御鋁的繼續(xù)銹蝕
解析　A項，金屬接觸水和空氣銹蝕加快，正確；B項，鐵中摻入鉻和鎳等金屬改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼可以防腐蝕，所以改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能抵御金屬銹蝕，正確；C項，金屬防銹的措施之一是在金屬表面刷油漆，正確；D項，不斷擦去鋁表面的銹，使得內(nèi)部金屬暴露出來，加快了鋁的腐蝕而不是抵御鋁的繼續(xù)銹蝕，錯誤。
10.(2020·南陽一中高一期中)A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。
(1)A中反應(yīng)的離子方程式為______________________。(2)B中錫極為____極，電極反應(yīng)式為__________________，錫極附近溶液的酸性______(填“增強”“減弱”或“不變”)。B中Fe極為____極，電極反應(yīng)式為________________。
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2H＋＋2e－===H2↑
Fe－2e－===Fe2＋
(3)C中被腐蝕的金屬是_____，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。(4)A、B、C中鐵被腐蝕由快到慢的順序是________。
Zn＋H2SO4===
解析　A中不能形成原電池，鐵與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)。B中能形成原電池，鐵比錫活潑，錫為正極，鐵為負極，鐵被腐蝕的速率加快。C能形成原電池，鋅比鐵活潑，鋅為負極，不斷被腐蝕，鐵為正極，被保護。
1.將鐵棒和鋅棒用導(dǎo)線連接插入CuSO4溶液里，當電池中有0.2 ml電子通過時，負極質(zhì)量的變化是A.增加5.6 g B.減小0.1 gC.減少6.5 g D.增加6.4 g
解析　方法一　依據(jù)電極反應(yīng)式計算，負極：Zn?。?e－　===　Zn2＋ 65 g 2 ml m(Zn) 0.2 ml
方法二　依據(jù)原電池總反應(yīng)式計算，
2.銅鋅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時間后，甲池的c( )減小C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動， 保持溶液中電荷平衡
解析　題中所述銅鋅原電池中，Zn為負極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋；Cu為正極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，發(fā)生還原反應(yīng)。Zn2＋通過陽離子交換膜向正極移動；乙池溶液中消耗的Cu2＋與由甲池遷移過來的Zn2＋的物質(zhì)的量相同，則乙池溶液質(zhì)量增加，溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜。
3.(2019·長沙高一下學(xué)期期中)如圖所示，兩電極一極為碳棒，一極為鐵片，若電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是A.a為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸B.b為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C.a為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸D.b為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液
解析　Fe、C形成的原電池中，負極鐵失去電子，變成Fe2＋，由于a極上有大量氣泡生成，所以正極(C棒)的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，故a為正極，是碳棒；b為負極，是鐵片；電解質(zhì)溶液為硫酸。
4.我國在太陽能光電催化－化學(xué)耦合分解硫化氫研究中獲得新進展，相關(guān)裝置如圖所示。下列說法正確的是(已知質(zhì)子交換膜只允許H＋通過)A.該制氫工藝中光能最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.該裝置工作時，H＋由b極區(qū)流向a極區(qū)C.a極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－===Fe2＋D.a極區(qū)需不斷補充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液
解析　該制氫工藝中光能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A項正確；該裝置工作時，H＋由a極區(qū)流向b極區(qū)，B項錯誤；a極上有電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，所
以a極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe2＋－e－===Fe3＋，C項錯誤；由圖可知，a極區(qū)Fe2＋和Fe3＋可相互轉(zhuǎn)化，故不需補充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液，D項錯誤。
5.按圖1所示裝置進行實驗，若圖2中x軸表示流入正極的電子的物質(zhì)的量，則y軸可以表示①c(Ag＋)?、赾( )?、踑棒的質(zhì)量?、躡棒的質(zhì)量?、萑芤旱馁|(zhì)量A.①③ B.②④C.①③⑤ D.②④⑤
解析　 不參加反應(yīng)，因此c( )不變，②不符合圖像變化；負極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag，則a棒的質(zhì)量逐漸減少，b棒的質(zhì)量逐漸增加，c(Ag＋)逐漸減小，①③符合圖像變化，④不符合圖像變化；由電極反應(yīng)式可知，每溶解56 g鐵轉(zhuǎn)移2 ml電子，有216 g銀從溶液中析出，故隨著反應(yīng)的進行，溶液的質(zhì)量減少，⑤符合圖像變化；綜上可知，C項正確。
6.(2020·武漢高一檢測)在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說法正確的是A.鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B.鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域C.鐵片腐蝕中負極發(fā)生的電極反應(yīng)： 2H2O＋O2＋4e－===4OH－D.鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕
解析　鐵作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，選項A錯誤；鐵片負極腐蝕最嚴重，由于離子的移動，在正極區(qū)域生成鐵銹最多，選項B錯誤；
鐵作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe－2e－===Fe2＋，選項C錯誤；D項，鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，鐵作負極，碳作正極，選項D正確。
7.(2019·桂林高一檢測)理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。請利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”設(shè)計一個化學(xué)電池(正極材料用碳棒)，回答下列問題：(1)該電池的負極材料是______，發(fā)生______反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電解質(zhì)溶液是______________。
解析　根據(jù)電池的總反應(yīng)，可知負極一般是失電子的物質(zhì)，所以負極材料應(yīng)該是銅，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液是一種可溶性的銀鹽溶液，所以是AgNO3溶液。
(2)正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____________________。
解析　正極上是溶液中的銀離子得到電子變成銀單質(zhì)，所以正極上的現(xiàn)象是碳棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì)。
(3)若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1 ml，則生成銀______ g。
解析　當導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移1 ml電子的時候，正極上會析出1 ml銀單質(zhì)，所以正極上生成的銀的質(zhì)量是108 g。
8.如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細絲，使之平衡。小心地往燒杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)_____(填字母)。A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定B.保持平衡狀態(tài)不變C.鐵圈向下傾斜D.銀圈向下傾斜(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_____________________________________________________________________________________________________。
加入CuSO4溶液后，構(gòu)成Fe—Ag原電池，鐵溶解，質(zhì)量減輕，Cu2＋在銀圈上得電子，生成Cu沉積在其上，質(zhì)量增加
(3)寫出該池反應(yīng)的總化學(xué)方程式：_________________________。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
解析　加入CuSO4溶液后，構(gòu)成Fe—Ag原電池，F(xiàn)e失電子作負極，質(zhì)量減輕，Cu2＋在正極銀圈上得電子，生成金屬銅沉積在其上使其質(zhì)量增加。