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實驗活動6　化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能
第六章
【實驗?zāi)康摹?br/>1.理解氧化還原反應(yīng)在化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能過程中的作用，體會化學(xué)的價值。
2.認(rèn)識原電池的構(gòu)成要素及其作用。
【實驗用品】
燒杯、導(dǎo)線、電流表。
鋅片、銅片、石墨棒、稀硫酸。
【實驗步驟】
1.電極材料的實驗
(1)用導(dǎo)線將電流表分別與鋅片、銅片相連接，使鋅片與銅片接觸，觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)；用石墨棒代替銅片進(jìn)行上述實驗。解釋所觀察到的現(xiàn)象。
電極材料 電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn) 解釋
鋅片、銅片 ____ 沒有_______溶液，不能發(fā)生原電池反應(yīng)
鋅片、石墨棒 ____ 否
否
電解質(zhì)
(2)按如圖所示的裝置實驗，記錄實驗現(xiàn)象并解釋原因。
實驗裝置 實驗現(xiàn)象 解釋
鋅片______，表面產(chǎn)生_________ 鋅的還原性比H2___，溶液中的____直接得到Zn失去的電子生成____
①鋅片_____，表面產(chǎn)生________； ②銅片___________ _____ 銅的還原性比H2___，_____置換出H2，H＋在鋅片表面被______成____
溶解
無色氣泡
強
H＋
H2
溶解
無色氣泡
表面無明顯
現(xiàn)象
弱
不能
還原
H2
①鋅片______，表面產(chǎn)生_________； ②石墨棒_______________ 石墨為惰性材料，不能置換出H2，H＋在鋅片表面被______成___
溶解
無色氣泡
表面無明顯現(xiàn)象
還原
H2
2.原電池實驗
按如圖所示的裝置實驗，記錄實驗現(xiàn)象并解釋原因。
實驗材料 實驗現(xiàn)象 解釋
Zn、Cu、H2SO4 ①鋅片_____； ②銅片___溶解，表面產(chǎn)生_________； ③電流表指針_____ 鋅______的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移至__________產(chǎn)生電流，溶液中的___在銅片表面獲得_____生成___
溶解
不
無色氣泡
失去
銅片表面
H＋
電子
H2
偏轉(zhuǎn)
Zn、石墨、H2SO4 ①鋅片______； ②石墨棒表面產(chǎn)生_________； ③電流表指針_____ 鋅______的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移至____
_______產(chǎn)生電流，溶液中的____在石墨棒表面獲得_____生成____
Cu、石墨、H2SO4 銅片_______，電流表指針_______ 銅的還原性比____弱，_____發(fā)生氧化還原反應(yīng)，______電子轉(zhuǎn)移，因而不能產(chǎn)生電流
溶解
無色氣泡
偏轉(zhuǎn)
失去
石墨
棒表面
電子
H2
不溶解
不偏轉(zhuǎn)
H2
不能
沒有
H＋
2.指出原電池實驗中銅鋅原電池的電極名稱，并寫出電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)。
提示　Zn：負(fù)極，Zn－2e－===Zn2＋；
Cu：正極，2H＋＋2e－===H2↑；
電池總反應(yīng)：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
3.在原電池實驗中，若鋅片、銅片接觸，插入硫酸溶液，能否觀察到電流？
提示　不能。
4.將原電池實驗中鋅-石墨原電池中的鋅片換成鐵片，能否形成電流？若能產(chǎn)生電流，寫出電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)。
提示　能產(chǎn)生電流。
負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋；
正極：2H＋＋2e－===H2↑；
電池總反應(yīng)：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
1
2
1.(2023·徐州高一期中)某鋅-空氣電池反應(yīng)為2Zn＋O2===2ZnO，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液。下列說法錯誤的是
A.鋅片作電池的負(fù)極
B.電池工作時，電解質(zhì)溶液中OH－向正極移動
C.氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)
D.理論上每轉(zhuǎn)移1 mol電子消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為5.6 L
跟蹤訓(xùn)練
√
1
2
跟蹤訓(xùn)練
鋅失去電子，被氧化，鋅片作電池的負(fù)極，A正確；
原電池中陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動，所以電池工作時，電解質(zhì)溶液中OH－向負(fù)極移動，B錯誤；
氧氣在正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，C正確；
1 mol氧氣在反應(yīng)中得到4 mol電子，理論上每轉(zhuǎn)移1 mol電子消耗0.25 mol氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6 L，D正確。
2.Ⅰ.將反應(yīng)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋設(shè)計成原電池，寫出正、負(fù)極材料，電極反應(yīng)式及反應(yīng)類型(“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)，電解質(zhì)溶液名稱。
負(fù)極：____，_________________，_________。
正極：________________________________，_______________，_____
_____。
電解質(zhì)溶液：____________。
1
2
跟蹤訓(xùn)練
Cu
Cu－2e－===Cu2＋
氧化反應(yīng)
石墨棒(或Ag、鉑、金等，任選一種)
Ag＋＋e－===Ag
還原
反應(yīng)
硝酸銀溶液
1
2
跟蹤訓(xùn)練
根據(jù)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu應(yīng)為負(fù)極，失電子被氧化，正極可為石墨棒、Ag等，正極上Ag＋得電子生成Ag，電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。
Ⅱ.常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1)，測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示。反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。
O～t1時，原電池的負(fù)極是Al片，此時，
正極的電極反應(yīng)式是_______________
_______________，溶液中的H＋向_____
移動；t1時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是_____________
_________________________________________。
1
2
跟蹤訓(xùn)練
===NO2↑＋H2O
正極
Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，形成的氧化膜阻止了Al進(jìn)一步反應(yīng)
1
2
跟蹤訓(xùn)練
本課結(jié)束

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