第7講化學(xué)反應(yīng)與電能【內(nèi)容導(dǎo)航】1．原電池的工作原理2．原電池原理的應(yīng)用3．化學(xué)電池一、原電池的工作原理1．實(shí)驗(yàn)探究——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【實(shí)驗(yàn)1】將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片：逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生；銅片：沒有變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)論或解釋：鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，銅與稀硫酸不反應(yīng)?！緦?shí)驗(yàn)2】用導(dǎo)線連接鋅片和銅片。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片：逐漸溶解；銅片：有氣泡產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)論或解釋：鋅失去電子，變?yōu)閆n2＋，H＋在銅片上得到電子生成H2。【實(shí)驗(yàn)3】用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：說明產(chǎn)生了電流。2．CuZn原電池的工作原理(1)Zn比Cu活潑，鋅失去電子，變?yōu)閆n2＋：鋅片：Zn2e=Zn2+(氧化反應(yīng))(2)電子經(jīng)過導(dǎo)線流向銅片，產(chǎn)生電流，H＋在銅片上得到電子生成H2:銅片：2H++2e=H2↑(還原反應(yīng))在特定的裝置中使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在不同區(qū)域進(jìn)行，氧化還原反應(yīng)中產(chǎn)生的電子通過導(dǎo)體發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流。3．原電池的工作原理(1)原電池的概念及本質(zhì)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置稱為原電池，在原電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)一般是氧化還原反應(yīng)。(2)原電池的工作原理電極名稱負(fù)極正極電極材料較活潑的金屬活潑性較弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俜磻?yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)外電路電子流向由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極內(nèi)電路離子移向陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)移動(dòng)能量轉(zhuǎn)化形式化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能原電池總反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(3)原電池的構(gòu)成條件①兩個(gè)電極為兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種為能導(dǎo)電的非金屬）。②電解質(zhì)溶液。③電極、導(dǎo)線和電解質(zhì)溶液形成閉合回路。④自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。【課堂探究】1．下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)，你認(rèn)為理論上不可用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是()A．Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2AgB．Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2OC．Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4D．C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO答案：D解析：D是吸熱的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中吸收能量，不能設(shè)計(jì)為原電池。2．如圖所示的裝置中，M為活動(dòng)性順序位于氫之前的金屬，N為石墨棒，關(guān)于此裝置的下列敘述中，不正確的是()A．N上有氣體放出B．M為負(fù)極，N為正極C．電解質(zhì)溶液中H＋濃度減小D．導(dǎo)線中有電流通過，電流方向是由M到N答案：D解析：原電池中活潑金屬為負(fù)極，失去電子，即M為負(fù)極，則N為正極，溶液中的H＋在正極得到電子被還原為H2，濃度減小，電流方向與電子流向相反，應(yīng)由正極(N)流向負(fù)極(M)?！練w納小結(jié)】(1)電極名稱的判斷方法(2)原電池中電子、離子的移動(dòng)規(guī)律在原電池中，電子在導(dǎo)線中定向移動(dòng)(由負(fù)極流出，流入正極)，離子在溶液中定向移動(dòng)(陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極)，即“電子不下水，離子不上岸”或“電子走陸路，離子走水路”，它們共同組成了一個(gè)完整的閉合回路?！炯磳W(xué)即練1】下列各組材料中，不能組成原電池的是()ABCD兩極材料Zn片，石墨Cu片，Ag片Zn片，Cu片F(xiàn)e片，Cu片插入溶液H2SO4AgNO3溶液蔗糖溶液稀鹽酸答案：C【即學(xué)即練2】如圖所示，a的金屬活動(dòng)性在氫之前，b為碳棒。關(guān)于該裝置的說法中，正確的是()A．a(chǎn)極上發(fā)生還原反應(yīng)，b極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．碳棒上有氣體逸出，溶液中c(H＋)增大C．導(dǎo)線上有電流，電流方向a→bD．反應(yīng)后a極質(zhì)量減小答案：D解析：a金屬可與稀硫酸反應(yīng)，a為原電池的負(fù)極，a極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A不正確，D正確；溶液中的H＋在b極上得電子生成氫氣，c(H＋)減小，B不正確；導(dǎo)線中電子流向?yàn)閍→b，所以導(dǎo)線中電流方向?yàn)閎→a。二、原電池原理的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)速率如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池，加快了反應(yīng)，使產(chǎn)生H2的速率加快。2．比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活動(dòng)性弱的金屬為正極。例如有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性A>B。3．原電池的設(shè)計(jì)(1)將已知的氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。(2)選擇電極材料和電解質(zhì)溶液：要結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)和兩個(gè)半反應(yīng)選擇。①電極材料的選擇：一般選擇較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體作正極。負(fù)極一般能與電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)溶液中溶解的物質(zhì)反應(yīng)。②電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。(3)按要求畫出原電池裝置圖，作必要的標(biāo)注，注意形成閉合回路?！菊n堂探究】1．(1)根據(jù)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出裝置圖，標(biāo)明電極材料，并寫出正、負(fù)極的電極反應(yīng)式。(2)根據(jù)Fe+2FeCl3=3FeCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出裝置圖，標(biāo)明電極材料，并寫出正、負(fù)極的電極反應(yīng)式。答案：(1)電池反應(yīng)式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu負(fù)極：Zn2e=Zn2+正極：Cu2++2e=Cu(2)電池反應(yīng)式：Fe+2Fe3+=3Fe2+負(fù)極：Fe2e=Fe2+正極：2Fe3++2e=2Fe2+2．利用原電池原理可比較金屬的活潑性，原電池中，作負(fù)極的金屬活動(dòng)性一般比作正極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)。結(jié)合相關(guān)知識(shí)解答下列問題。由A、B、C三種金屬按表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：裝置甲乙現(xiàn)象A不斷溶解，B上產(chǎn)生氣泡C的質(zhì)量增加，B的質(zhì)量減輕(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(fù)極。(3)如果把B、C用導(dǎo)線連接后同時(shí)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(dòng)性順序是____________。答案：(1)A(2)B(3)C(4)A＞B＞C【歸納小結(jié)】原電池反應(yīng)的分析方法原電池的分析一般采取以下步驟：(1)確定裝置中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，并寫出化學(xué)方程式。如果有多個(gè)反應(yīng)發(fā)生，則選擇最容易進(jìn)行的那個(gè)反應(yīng)為電池反應(yīng)。(2)將化學(xué)方程式改寫成離子方程式。(3)分析氧化還原反應(yīng)的電子得失數(shù)目，并改寫成電極反應(yīng)式?！炯磳W(xué)即練1】在實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)，最好的方法是()A．純鋅與稀硫酸反應(yīng) B．純鋅與濃硫酸反應(yīng)C．純鋅與稀鹽酸反應(yīng) D．粗鋅(含銅、銀)與稀硫酸反應(yīng)答案：D解析：含有銅或銀的鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，由于發(fā)生原電池反應(yīng)，生成氫氣的速率加快。【即學(xué)即練2】把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為()A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．a(chǎn)＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a答案：B解析：根據(jù)原電池原理，作為負(fù)極的金屬活動(dòng)性比正極金屬的活動(dòng)性強(qiáng)，電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極，電流方向與電子流動(dòng)方向相反，因此可依次作出如下判斷：活動(dòng)性：①a＞b；②c＞d；③a＞c；④d＞b，綜合得結(jié)論：金屬活動(dòng)性a＞c＞d＞b，故答案應(yīng)選B?！炯磳W(xué)即練3】利用化學(xué)反應(yīng)：2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2，選擇適宜的材料和試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池?？晒┻x擇的電極材料：鐵棒、銅棒、石墨棒?？晒┻x擇的電解質(zhì)溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)選用做正極材料，做負(fù)極材料，選用做該原電池的電解質(zhì)溶液。(2)寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式：正極：；負(fù)極：。答案：（1）石墨棒銅棒FeCl3溶液（2）2Fe3++2e=2Fe2+Cu2e=Cu2+解析：根據(jù)電池反應(yīng)式，Cu失去電子，作負(fù)極，因此負(fù)極材料為Cu，正極材料為碳棒。該反應(yīng)的氧化劑是FeCl3，因此電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。三、化學(xué)電池1．一次電池(1)特點(diǎn)：電池放電后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行)。(2)鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示。①鋅筒為負(fù)極，電極反應(yīng)是Zn－2e－=Zn2＋。②石墨棒為正極，最終被還原的物質(zhì)是二氧化錳。③NH4Cl糊的作用是作電解質(zhì)溶液。2．二次電池(1)特點(diǎn)：二次電池在放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)放電與充電的循環(huán)。(2)能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))電能。(3)常見的充電電池：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。3．燃料電池(1)燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑等。(2)氫氧燃料電池：在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是H2，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的是O2，產(chǎn)物是H2O。(3)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下：負(fù)極：2H2+4OH4e=4H2O(氧化反應(yīng))；正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(還原反應(yīng))；電池反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O?！菊n堂探究】1．(1)銀鋅紐扣電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電池反應(yīng)式為：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)式：Zn2e+2OH=Zn(OH)2。正極反應(yīng)式：Ag2O+2e+2H2O=2Ag+2OH。(2)鉛酸電池的充、放電原理的化學(xué)方程式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。其中放電反應(yīng)為原電池反應(yīng)，充電反應(yīng)為電解反應(yīng)，請(qǐng)寫出鉛酸電池放電反應(yīng)的電極反應(yīng)式。負(fù)極：Pb2e+SO42=PbSO4正極：PbO2+2e+SO42+4H+===PbSO4+2H2O2．已知：2H2+O2=2H2O，根據(jù)此反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成氫氧燃料電池，電池的兩個(gè)電極均為石墨。(1)若電解質(zhì)溶液為K2SO4溶液，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：2H24eAUTOTEXT===4H+正極：O2+2H2O+4e=4OH(2)若電解質(zhì)溶液為硫酸溶液，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：2H24e=4H+正極：O2+4H++4e=2H2O(3)若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極：2H24e+4OH=4H2O正極：O2+2H2O+4e=4OH【歸納小結(jié)】原電池電極反應(yīng)式的書寫方法(1)負(fù)極反應(yīng)式的書寫先判斷負(fù)極材料，然后再分析其反應(yīng)特點(diǎn)，并注意電解質(zhì)溶液的成分對(duì)電極產(chǎn)物的影響。(2)正極反應(yīng)式的書寫①首先判斷在正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液中的某種微粒；當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液不能自發(fā)的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是溶解在電解質(zhì)溶液中的O2。②再根據(jù)具體情況寫出正極反應(yīng)式，在書寫時(shí)也要考慮正極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的問題，若參與反應(yīng)也要書寫疊加式。【即學(xué)即練1】鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋MnO2=LiMnO2，下列說法正確的是()A．Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－=Li＋B．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－=Li＋C．MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－2e－=Li2＋答案：B解析：由總反應(yīng)eq\o(L,\s\up6(0))i＋eq\o(M,\s\up6(＋4))nO2=eq\o(L,\s\up6(＋1))ieq\o(M,\s\up6(＋3))nO2可知，Li元素在反應(yīng)后化合價(jià)升高(0→＋1)，Mn元素在反應(yīng)后化合價(jià)降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－=Li＋，MnO2在正極上反應(yīng)，電極反應(yīng)為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)?！炯磳W(xué)即練2】已知某儲(chǔ)氫電池的電池的反應(yīng)為：H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，寫出該電池的電極反應(yīng)式。答案：負(fù)極：H22e+2OH=2H2O正極：2NiOOH+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH【即學(xué)即練3】有人設(shè)計(jì)以鉑和鋅為電極材料，植入人體做某種心臟病人的心臟起搏器的能源，它依靠人體血液中有一定濃度的O2和H2O進(jìn)行工作。(1)負(fù)極材料是________，電極反應(yīng)為______________________________________。(2)正極材料是________，電極反應(yīng)為______________________________________。答案：(1)鋅2Zn－4e－=2Zn2＋(2)鉑O2＋2H2O＋4e－=4OH－解析：以鉑和鋅為電極材料，植入人體做某種心臟病人的心臟起搏器的能源，正極是鉑，負(fù)極是鋅，電解質(zhì)溶液是人體血液，工作時(shí)，負(fù)極鋅被氧化，血液中的O2得到電子被還原。正極的反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－；負(fù)極的反應(yīng)為2Zn－4e－=2Zn2＋。第7講化學(xué)反應(yīng)與電能課堂檢測(cè)姓名：__________1．下列關(guān)于原電池的敘述中，不正確的是()A．原電池的負(fù)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)為還原反應(yīng)C．原電池電解質(zhì)溶液中陽離子移向負(fù)極，陰離子移向正極D．原電池中電子流入的極一定是正極答案：C解析：原電池的負(fù)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(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；原電池放電時(shí)，電子轉(zhuǎn)移的方向是從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，所以正極為電子流入的電極，D正確。2．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()選項(xiàng)正極負(fù)極電解質(zhì)溶液AFeZnHClBZnCuH2SO4CAgZnCuSO4DCZnZnCl2答案：C解析：將Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu拆成兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)(負(fù)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(fù)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＋。3．如圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此裝置的下列說法正確的是()A．外電路的電流方向?yàn)椋篨→外電路→YB．若兩電極分別為Zn和石墨棒，則X為石墨棒，Y為ZnC．SOeq\o\al(2－,4)移向X電極，Y電極上有氫氣產(chǎn)生D．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)答案：C解析：由外電路中的電子流向可知，X為負(fù)極，Y為正極，由圖可知電子的流動(dòng)方向是X→外電路→Y，則電流的方向應(yīng)該是Y→外電路→X，故A錯(cuò)誤；X為原電池的負(fù)極，Y為正極，則X應(yīng)為Zn，故B錯(cuò)誤；X為負(fù)極，Y電極上生成氫氣，SOeq\o\al(2－,4)移向負(fù)極X電極，故C正確；X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。4．a(chǎn)、b的活動(dòng)性均比氫強(qiáng)，a還可以從b的硝酸鹽中置換出b。將a、b用導(dǎo)線相連放入CuSO4溶液中，下列敘述中不正確的是()A．導(dǎo)線上有電流，電流方向由b到aB．a(chǎn)極質(zhì)量減少，b極質(zhì)量增加C．b棒上析出氫氣D．a(chǎn)棒發(fā)生氧化反應(yīng)，b棒發(fā)生還原反應(yīng)答案：C解析：將a、b用導(dǎo)線相連放入CuSO4溶液中，構(gòu)成原電池，a是負(fù)極，b是正極，導(dǎo)線上有電流，電流方向由b到a，故A正確；在原電池中，負(fù)極a發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，質(zhì)量減輕，正極b發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液，b極質(zhì)量增加，不會(huì)產(chǎn)生氫氣，故B正確，C錯(cuò)誤；在原電池中，負(fù)極a發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極b發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故D正確。5．某普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是()A．鋅筒是原電池的正極B．石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．銨根離子流向石墨電極D．電子經(jīng)石墨電極沿電解質(zhì)溶液流向鋅筒答案：C解析：鋅錳干電池中，鋅筒作負(fù)極，石墨電極作正極，A錯(cuò)誤；鋅錳干電池中，鋅筒作負(fù)極，石墨電極作正極，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；原電池中陽離子定向移動(dòng)到正極，故銨根離子流向石墨電極，C正確；電子經(jīng)導(dǎo)線由負(fù)極鋅筒流向石墨電極，D錯(cuò)誤。6．A、B、C三個(gè)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(qiáng)”“減弱”或“不變”)。B中Fe極為________極，電極反應(yīng)式為___________________________。(3)C中被腐蝕的金屬是________，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。答案：本題共5分(1)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑（1分）(2)正（0.5）2H＋＋2e－=H2↑（0.5分）減弱（0.5分）負(fù)（0.5分）Fe－2e－=Fe2＋（0.5分）(3)Zn（0.5分）Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑（1分）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(fù)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(fù)極，不斷被腐蝕，鐵為正極，保持不變。第7講化學(xué)反應(yīng)與電能同步練習(xí)A組基礎(chǔ)鞏固1．如圖是原電池示意圖。當(dāng)該電池工作時(shí)，下列描述不正確的是()A．溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色B．銅片表面有氣泡C．電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．鋅是負(fù)極，其質(zhì)量逐漸減小答案：A解析：Zn的活潑性大于Cu，則Zn為負(fù)極，Cu為正極，Cu不能反應(yīng)生成Cu2＋，所以溶液不會(huì)變?yōu)樗{(lán)色，故A錯(cuò)誤；Cu為正極，H＋在Cu電極上得電子生成氫氣，所以銅片表面有氣泡產(chǎn)生，故B正確；在該原電池中，Zn失去電子，電子由Zn片經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C正確；Zn為負(fù)極，Zn失去電子生成Zn2＋，其質(zhì)量逐漸減小，故D正確。2．如圖所示，兩電極一極為碳棒，一極為鐵片，若電流表的指針發(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(chǎn)為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸B．b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C．a(chǎn)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答案：C解析：Fe、C形成的原電池中，負(fù)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)的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，故a為正極，是碳棒；b為負(fù)極，是鐵片；電解質(zhì)溶液為硫酸。3．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(cuò)誤的是()A．①電子流動(dòng)方向 B．②電流方向C．③電極反應(yīng) D．④溶液中離子移動(dòng)方向答案：B解析：鋅為負(fù)極，銅為正極，電子由鋅片流向銅片，A正確；電流與電子運(yùn)動(dòng)方向相反，則電流由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片，B錯(cuò)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(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極，D正確。4．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)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)一層鐵答案：C解析：銅、鋅組成的原電池中，金屬鋅作負(fù)極，金屬銅作正極，電子從鋅極流向銅極，故A項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)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(fù)極，鐵片失電子，形成Fe2＋進(jìn)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(xiàng)正確。5．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B．電子流入的一極為正極C．原電池工作時(shí)，正極和負(fù)極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)D．鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極上就有0.1g氫氣生成答案：B解析：原電池中電子從負(fù)極流出，從正極流入。它的正、負(fù)極可以是兩種活動(dòng)性不同的金屬，也可以是金屬與非金屬；原電池工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；當(dāng)鋅片上有6.5g鋅溶解時(shí)，正極上析出0.2g氫氣。6．A、B、C都是金屬，B中混有C時(shí)，只有C能被鹽酸溶解；A、B與稀硫酸組成原電池時(shí)，A為電池的正極。A、B、C三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?)A．A＞B＞CB．A＞C＞BC．C＞B＞A D．B＞C＞A答案：C解析：B中混有C時(shí)，只有C能被鹽酸溶解，根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，推出C比B活潑，A、B與稀硫酸構(gòu)成原電池，A為正極，則B為負(fù)極，根據(jù)原電池工作原理，推出B比A活潑，綜上所述，金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序是C＞B＞A，故C正確。7．鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質(zhì)溶液為H2SO4，工作時(shí)的電池反應(yīng)方程式為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，下列結(jié)論正確的是()A．Pb為正極被氧化 B．溶液的pH不斷減小C．SO42向PbO2處移動(dòng) D．電解質(zhì)溶液pH不斷增大答案：D解析：由題給電池反應(yīng)可以看出H2SO4不斷被消耗，故pH不斷增大，所以B錯(cuò)，D對(duì)；由Pb元素化合價(jià)的變化，可以看出Pb是負(fù)極，所以A不正確；原電池工作時(shí)，整個(gè)電路中負(fù)電荷的流向是一致的，外電路中，電子由Pb極流向PbO2極；內(nèi)電路中，負(fù)電荷(SOeq\o\al(2－,4)和OH－)移向Pb極，所以C不正確。8．日常所用干電池的電極分別為碳棒(上面有銅帽)和鋅皮，以糊狀NH4Cl和ZnCl2作電解質(zhì)(其中加入MnO2吸收H2)，電極反應(yīng)式可簡(jiǎn)化為Zn－2e－=Zn2＋，2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3與Zn2＋能生成一種穩(wěn)定的物質(zhì))。根據(jù)上述判斷，下列結(jié)論不正確的是()A．干電池內(nèi)發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)B．鋅為負(fù)極，碳為正極C．工作時(shí)，電子由碳極經(jīng)過外電路流向鋅極D．長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用時(shí)，內(nèi)裝糊狀物可能流出腐蝕用電器答案：C解析由負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)或根據(jù)原電池形成的條件，相對(duì)活潑(指金屬性)的一極為負(fù)極，相對(duì)不活潑的一極為正極可判斷出選項(xiàng)B正確，A正確；在外電路中，電子從負(fù)極流向正極，故選項(xiàng)C不正確；長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用該原電池，由于鋅皮慢慢溶解而破損，且MnO2不斷吸收H2而使糊狀物也越來越稀，故其很可能流出腐蝕用電器，選項(xiàng)D正確。9．分別按圖所示甲、乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中兩個(gè)燒杯中的溶液為相同濃度的稀硫酸，甲中?為電流表。(1)下列敘述正確的是________(填字母)。A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片作正極，乙中銅片作負(fù)極C．兩燒杯中溶液中的H＋濃度均減小D．產(chǎn)生氣泡的速率：甲比乙慢(2)甲裝置中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)不僅銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片上也產(chǎn)生了氣體，原因可能是_______________________________________________________________。(3)甲裝置中，若把稀硫酸換成CuSO4溶液，試寫出銅電極的電極反應(yīng)式：______________________。答案：(1)C(2)鋅片不純，鋅與雜質(zhì)構(gòu)成原電池(3)Cu2＋＋2e－=Cu解析：(1)銅不能與稀硫酸反應(yīng)，則乙燒杯中銅片表面無氣泡生成，甲裝置中形成原電池，銅作正極，則甲燒杯中銅片表面有氣泡產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；乙裝置沒有形成閉合回路，不能形成原電池，故B錯(cuò)誤；兩燒杯中硫酸都參加反應(yīng)，溶液中氫離子濃度均減小，故C正確；甲裝置能形成原電池，其反應(yīng)速率較一般化學(xué)反應(yīng)速率更大，所以甲中產(chǎn)生氣泡的速率比乙中快，故D錯(cuò)誤。(2)在甲裝置中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)不僅在銅片上有氣泡產(chǎn)生，而且在鋅片上也產(chǎn)生了氣體，可能是由于鋅片不純，在鋅片上形成原電池。(3)在甲裝置中，如果把稀硫酸換成硫酸銅溶液，Cu2＋在正極上得電子產(chǎn)生Cu，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu。10．現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：A．NaOH＋HCl=NaCl＋H2OB．Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋（1）根據(jù)上述兩反應(yīng)的本質(zhì)，能設(shè)計(jì)成原電池的是_______(填序號(hào))，其原因是_______________________________________。（2）將上述反應(yīng)中能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池。①寫出電極反應(yīng)式及反應(yīng)類型：負(fù)極：______________________，________________；正極：______________________，________________。②畫出裝置圖并標(biāo)明電極材料與名稱、電解質(zhì)溶液、電子流向。③若導(dǎo)線上通過電子0.1mol，則正極質(zhì)量增加________g。答案：（1）BA為非氧化還原反應(yīng)，B為自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移（2）①Cu2e=Cu2+氧化反應(yīng)2Ag++2e=2Ag還原反應(yīng)②（如圖）③10.8解析：(1)只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，(B)是氧化還原反應(yīng)且能自發(fā)進(jìn)行。(3)根據(jù)電池反應(yīng)式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失電子作負(fù)極，負(fù)極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘伲籄g＋得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液。B組綜合強(qiáng)化1．下列有關(guān)原電池的說法正確的是()B．銅片和鋁片用導(dǎo)線連接后插入濃硝酸中，銅作負(fù)極C．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極D．鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接后插入NaOH溶液中，Mg較活潑作負(fù)極答案：B解析：Fe作負(fù)極，活潑性比Fe弱的作正極，所以不能用Zn作負(fù)極，故A錯(cuò)誤；Al遇到濃硝酸會(huì)鈍化，Cu與濃硝酸反應(yīng)，Cu作負(fù)極，故B正確；電子由負(fù)極(鋅)流向正極(銅)，故C錯(cuò)誤；由Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池，Al作負(fù)極失電子生成AlOeq\o\al(－,2)，故D錯(cuò)誤。2．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(jìn)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(shí)，H＋由b極區(qū)流向a極區(qū)C．a(chǎn)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－=Fe2＋D．a(chǎn)極區(qū)需不斷補(bǔ)充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液答案：A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(xiàng)正確；該裝置工作時(shí)，H＋由a極區(qū)流向b極區(qū)，B項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，a極區(qū)Fe2＋和Fe3＋可相互轉(zhuǎn)化，故不需補(bǔ)充含F(xiàn)e3＋和Fe2＋的溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．按圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量⑤溶液的質(zhì)量A．①③B．②④C．①③⑤ D．②④⑤答案：C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56g鐵轉(zhuǎn)移2mol電子，有216g銀從溶液中析出，故隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的質(zhì)量減少，⑤符合圖像變