化學能與電能的轉(zhuǎn)化____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.理解原電池的工作原理。2.了解化學電源。3.理解電解池的工作原理。一、原電池：1.概念：化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。2.組成條件：①兩個活潑性不同的電極②電解質(zhì)溶液③電極用導線相連并插入電解液構(gòu)成閉合回路3.電子流向：外電路：負極——導線——正極內(nèi)電路：鹽橋中陰離子移向負極的電解質(zhì)溶液，鹽橋中陽離子移向正極的電解質(zhì)溶液。4.電極反應：以鋅銅原電池為例：負極：氧化反應：Zn－2e＝Zn2＋（較活潑金屬）正極：還原反應：2H＋＋2e＝H2↑（較不活潑金屬）總反應式：Zn+2H+=Zn2++H2↑5.正、負極的判斷：（1）從電極材料：一般較活潑金屬為負極；或金屬為負極，非金屬為正極。（2）從電子的流動方向:負極流入正極（3）從電流方向:正極流入負極（4）根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向:陽離子流向正極，陰離子流向負極（5）根據(jù)實驗現(xiàn)象①溶解的一極為負極②增重或有氣泡一極為正極二、一次電池1.常見一次電池：堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等三、二次電池1.二次電池：放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生，可以多次重復使用，又叫充電電池或蓄電池。2.電極反應：鉛蓄電池放電：負極（鉛）：Pb＋－2e＝PbSO4↓正極（氧化鉛）：PbO2＋4H+＋＋2e＝PbSO4↓＋2H2O充電：陰極：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋放電充電陽極：PbSO4＋2e＝Pb放電充電兩式可以寫成一個可逆反應：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O3.目前已開發(fā)出新型蓄電池：銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池四、燃料電池1.燃料電池：是使燃料與氧化劑反應直接產(chǎn)生電流的一種原電池2.電極反應：一般燃料電池發(fā)生的電化學反應的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同，可根據(jù)燃燒反應寫出總的電池反應，但不注明反應的條件。，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，不過要注意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反應。以氫氧燃料電池為例，鉑為正、負極，介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。

當電解質(zhì)溶液呈酸性時：

負極：2H2－4e=4H+正極：O2＋4e4H+=2H2O當電解質(zhì)溶液呈堿性時：

負極：2H2＋4OH－4e＝4H2O正極：O2＋2H2O＋4e＝4OH另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。電極反應式為：負極：CH4＋10OH－－8e＝CO32-＋7H2O；正極：4H2O＋2O2＋8e＝8OH-。電池總反應式為：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O3.燃料電池的優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運行噪音低五、電解原理1.電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置也叫電解槽2.電解：電流(外加直流電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(被動的不是自發(fā)的)的過程3.放電：當離子到達電極時，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應的過程4.電子流向：（電源）負極—（電解池）陰極—（離子定向運動）電解質(zhì)溶液—（電解池）陽極—（電源）正極5.電極名稱及反應：陽極：與直流電源的正極相連的電極，發(fā)生氧化反應陰極：與直流電源的負極相連的電極，發(fā)生還原反應6.電解CuCl2溶液的電極反應：陽極：Cl--2e-=Cl2(氧化)陰極：Cu2++2e-=Cu(還原)總反應式：CuCl2=Cu+Cl2↑7.電解本質(zhì)：電解質(zhì)溶液的導電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程☆規(guī)律總結(jié)：電解反應離子方程式書寫：放電順序：陽離子放電順序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陰離子的放電順序是惰性電極時：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性電極時：電極本身溶解放電注意先要看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極（Fe、Cu)等金屬，則陽極反應為電極材料失去電子，變成離子進入溶液；若為惰性材料，則根據(jù)陰陽離子的放電順序，依據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應式。知識點一:化學能轉(zhuǎn)化為電能例1．下圖裝置能夠組成原電池的是()解析：根據(jù)原電池的形成條件進行分析解答。(1)由較活潑的電極與較不活潑的電極構(gòu)成原電池的兩極，可排除A選項；(2)要有電解質(zhì)溶液，可排除D選項；(3)一般能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應，可排除C選項。答案：B例2．某金屬能和鹽酸反應生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，則該金屬可能為()A．鋁 B．銅C．錫 D．硅解析：據(jù)題意可知該金屬的活潑性比鋅弱，但在金屬活動性順序表中排在H的前面，故選C。答案：C知識點二:化學電源例3．常用的紐扣電池為銀鋅電池，它分別以鋅和氧化銀為電極。放電時鋅極上的電極反應是Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2，氧化銀極上的反應是Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－，下列判斷中，正確的是()A．鋅是負極，發(fā)生氧化反應，氧化銀是正極，發(fā)生還原反應B．鋅是正極，發(fā)生氧化反應，氧化銀是負極，發(fā)生還原反應C．鋅是負極，發(fā)生還原反應，氧化銀是正極，發(fā)生氧化反應D．鋅是正極，發(fā)生還原反應，氧化銀是負極，發(fā)生氧化反應解析：放電時是原電池。負極是較活潑金屬，還原性物質(zhì)，發(fā)生氧化反應；正極是較不活潑金屬或?qū)w，氧化性物質(zhì)，發(fā)生還原反應。答案：A知識點三:電能轉(zhuǎn)化為化學能例5．原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應分別是()A．氧化、還原 B．還原、氧化C．氧化、氧化 D．還原、還原解析：原電池中負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，電解池中陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應。答案：D例6．用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是()A．用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片B．用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片C．用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物D．用帶火星的木條檢驗陽極產(chǎn)物解析：由精煉銅原理知提取銅應該用純銅做陰極，A錯誤，B正確；若陽極為惰性電極，則陽極氯離子失電子生成Cl2，應該用氫氧化鈉吸收，C、D錯誤。答案：B例7．如圖電解池中裝有硫酸銅溶液，選用不同材料的電極進行電解。下列說法正確的是()序號陰極陽極通電后的變化A石墨石墨溶液的pH增大B銅銅陽極質(zhì)量增加C鐵鐵兩極的質(zhì)量不發(fā)生變化D鉑鐵陰極質(zhì)量增加解析：A項，陽極反應式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，溶液中有H2SO4生成，溶液pH減小，A錯誤；B項陽極反應式為Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，因此陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，B錯誤；C項，陽極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，陰極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，因此陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加；D項，陽極反應式為Fe－2e－=Fe2＋，陰極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，因此陰極質(zhì)量增加。答案：D【基礎(chǔ)演練】1．右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是()A．逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色D．a(chǎn)電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色答案：D2．如圖所示，A、B、C三個裝置中的三個燒杯分別盛有足量的CuCl2溶液。(1)A、B、C三個裝置中屬于原電池的是__________(填標號，下同)，屬于電解池的是__________。(2)A池中Zn是________極，Cu極發(fā)生________反應。(3)B池中C是____________極，發(fā)生____________反應，電極反應為___________。(4)C池中Cu是__________極，發(fā)生__________反應，電極反應為____________，反應過程中，溶液濃度________(填“變大”、“變小”或“不變”)。答案：(1)ABC(2)負還原(3)陰還原Cu2＋＋2e－=Cu(4)陽氧化Cu－2e－=Cu2＋不變3.如圖所示，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質(zhì)溶液。(1)B為原電池的________極，金屬活潑性：A________B(填“>”或“<”)；若電極有：Zn、Fe、Cu、Ag四種金屬棒，且已知B為Cu，則A為________。(2)若電解質(zhì)溶液有稀H2SO4和AgNO3溶液，則C應為________。答案：(1)負<Ag(2)AgNO3溶液4．汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，放電時其電池反應如下：PbO2+Pb+2H2SO4==2PbSO4+2H2O。根據(jù)此反應判斷，下列敘述中正確的是()A．Pb是負極 B．PbO2得電子，被氧化C．負極反應是Pb+SO42——2e—==PbSO4 D．電池放電時，溶液酸性增強答案：AC5．鎳鎘（Ni—Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，它的充放電反應按下式進行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O。由此可知，該電池放電時的負極材料是()A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2答案：C6.據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染。其電池反應為：2Zn+O2==2ZnO，原料為鋅粒、電解質(zhì)溶液和空氣，則下列敘述正確的是()A．鋅為正極，空氣進入負極反應 B．負極反應為Zn—2e—==Zn2+C．正極發(fā)生氧化反應 D．電解液肯定不是強酸答案：BD7.鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。（1）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式。（2）若將（1）中的反應設(shè)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。指出電解質(zhì)溶液是___________，負極是__________，電極反應式為_______________________，正極是___________，電極反應式為__________________________。答案：（1）2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋；（2）FeCl3；Cu；Cu—2e—=Cu2+；石墨；2Fe3++2e—=2Fe2+?！眷柟烫岣摺?．（2015新課標Ⅰ卷理綜化學）微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是（）A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O答案：A9．（2015浙江理綜化學）在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O—CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是（）A．X是電源的負極B．陰極的反應式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉCO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉC．總反應可表示為：H2O＋CO2eq\o(====,\s\up8(通電))H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1︰1答案：D10．(2015天津理綜化學)鋅銅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B．電池工作一段時間后，甲池的c(SO42－)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答案：C11．(2015四川理綜化學)用右圖所示裝置除去含CN－、Cl－廢水中的CN－時，控制溶液PH為9~10，陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化為兩種無污染的氣體，下列說法不正確的是（）A．用石墨作陽極，鐵作陰極B．陽極的電極反應式為：Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2OC．陰極的電極反應式為：2H2O+2e－=H2↑+2OH－D．除去CN－的反應：2CN－+5ClO－+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl－+H2O答案：D12.(2015福建理綜化學)某模擬"人工樹葉”電化學實驗裝置如右圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是（）A．該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為光能和電能B．該裝置工作時，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C．每生成1molO2，有44gCO2被還原D．a(chǎn)電極的反應為：3CO2+16H＋-18e－=C3H8O+4H2O答案：B13．(2015江蘇化學)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（）A．反應CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應為：H2＋2OH－－2e－=2H2OC．電池工作時，CO32－向電極B移動D．電極B上發(fā)生的電極反應為：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－答案：D14．(2015上海化學)研究電化學腐蝕及防護的裝置如右圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是（）A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反應為：O2+2H2O+4e→4OH–C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊，鐵片上電極反應為：2H++2e→H2↑答案：D1．下列說法正確的是()A．原電池是把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置B．原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應C．原電池兩極板均發(fā)生氧化還原反應D．原電池內(nèi)部的陽離子向正極移動答案：D2．下列裝置能夠組成原電池的是（）GZnZnnGZnZnnGGZnCGAgCu稀硫酸AgNO3（aq）蔗糖稀硫酸ABCD答案：B3.關(guān)于鋅、銅和稀硫酸構(gòu)成的原電池的下列說法中正確的是（）A．鋅是負極、銅是正極B．電子從銅片經(jīng)導線流向鋅片C．負極的反應式為2H++2e—=H2↑D．負極附近c(SO42－)逐漸增大答案：AD4.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是（）A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的酸性均減弱D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢答案：C5.一個原電池總反應為：Zn+Cu2+==Zn2++Cu，該原電池材料及電解質(zhì)可能是（）ABCD正極ZnCuCuFe負極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4CuCl2答案：CD6.說出下列過程的能量轉(zhuǎn)化形式：（1）植物的光合作用（2）干電池的放電過程（3）甲烷的燃燒（4）鋅銅原電池中的反應（5）高溫分解石灰石答案：（1）太陽能轉(zhuǎn)化為化學能（2）化學能轉(zhuǎn)化為電能（3）化學能轉(zhuǎn)化為熱能和光能（4）化學能轉(zhuǎn)化為電能（5）熱能轉(zhuǎn)化為化學能7．X、Y、Z、W四種金屬，X、Y組成的原電池兩極插入稀H2SO4，Y上有氣泡產(chǎn)生；把Y放在Z的硝酸鹽溶液中，Y表面有Z析出；W放在冷水中劇烈反應，產(chǎn)生氣體。其活動順序為（）A．W＞X＞Y＞Z B．W＞Z＞Y＞XC．X＞Y＞Z＞W(wǎng) D．Y＞X＞Z＞W(wǎng)答案：A8．下列事實不能用電化學理論解釋的是（）A．輪船觸水線以下的般殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B．鋁片不用特殊方法保存C．切咸菜后的菜刀不刷易生銹D．鍍鋅鐵板比鍍錫鐵板耐用答案：B9.下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是（）A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．用鋅片和鐵片相連，一起浸入氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快答案：C10．市場上出售的“熱敷袋”主要成分是鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等。在“熱敷袋”使用前，用塑料袋使之與空氣隔絕；使用時打開塑料袋輕輕揉搓，就會放出熱量；使用后你會發(fā)現(xiàn)有大量的鐵銹存在。（1）“熱敷袋”放出的熱量是利用鐵發(fā)生了__________反應放出熱量。（2）炭粉的主要作用是________________________。（3）氯化鈉的主要作用是_______________________。（4）寫出有關(guān)的電極反應式：正極：_________________________________________；負極：_________________________________________。答案：（1）氧化；（2）作原電池的正極；（3）溶于水形成電解質(zhì)溶液；（4）正極：O2+2H2O+4e—=4OH—，負極：2Fe—4e—=2Fe2+。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.下列反應不可用于設(shè)計原電池的是()A.NaOH+HCl====NaCl+H2OB.2CH3OH+3O22CO2+4H2OC.Zn+2HCl====ZnCl2+H2D.4Al+3O2+6H2O====4Al(OH)3答案：A2.關(guān)于化學電源的說法正確的是（）A．化學電源是依據(jù)原電池原理設(shè)計的B．化學電源能量轉(zhuǎn)化率比燃料燃燒能量轉(zhuǎn)化率高C.化學電源有一次電池與二次電池之分D.普通干電池是二次電池答案：D3．某電池的總反應離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+，不能實現(xiàn)該反應的原電池是()正極負極電解質(zhì)的溶質(zhì)ACuFeFeCl3BCFeFe(NO3)3CFeZnFe2(SO4)3DAgFeCuSO4答案：CD4．等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過量的稀H2SO4中，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，下圖表示產(chǎn)生H2的體積（V）與時間（t）的關(guān)系，其中正確的是()答案：D5.實驗室中用稀HNO3溶液與Cu反應制取NO氣體。已知該反應很慢，欲提高反應速率，下列方法中正確的是()A．加一塊鋅片，使之與Cu接觸B．加一塊石墨，使之與Cu接觸C．加少量濃硝酸D．加少量濃硫酸答案：B6．科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負極反應為：()A．H2+2OH-=2H2O+2e— B．O2+4H++4e—=2H2OC．H2－2e—=2H+ D．O2+2H2O+4e—=4OH—答案：C7.⑴今有2H2+O22H2O反應，構(gòu)成燃料電池，則負極通的應是，電極反應式為，正極通的應是，電極反應式為。⑵若把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應式正極：，負極：（1）和（2）的電解質(zhì)不同，反應進行后，其溶液的酸堿性各有什么變化？⑶若把H2改為CH4，用KOH作電解質(zhì)，則電極反應式負極：，正極：。答案：⑴H2、O2；負極：2H2+4OH-－4e-=4H2O，正極：O2+2H2O+4e-=4OH-；⑵負極：2H2－4e-=4H+，正極：O2+4H++4e-=2H2O；pH變?。籶H變大；⑶負極：CH4＋10OH-－8e-=CO32-+7H2O，正極：2O2+4H2O+8e-=8OH-。8.（1）將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。鋅片上發(fā)生的電極反應：；銀片上發(fā)生的電極反應：