6.3.1化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-高一化學(xué)講義（蘇教2019）

專(zhuān)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)化第1課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)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(fù)極。3.認(rèn)識(shí)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。課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)01原電池的工作原理1．實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①將一塊鋅片和一塊銅片分別插入盛有稀硫酸的燒杯中鋅片逐漸溶解，表面有氣泡；銅片表面無(wú)氣泡鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，而銅則不能②將一塊鋅片和一塊銅片同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中鋅片逐漸溶解，表面有氣泡；銅片表面無(wú)氣泡鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，而銅則不能③用導(dǎo)線將步驟②中銅片和鋅片連接起來(lái)。鋅片逐漸溶解，銅片表面有氣泡。鋅與稀硫酸反應(yīng)，但氫氣在銅片上產(chǎn)生④在步驟③的導(dǎo)線中間連接一個(gè)靈敏電流計(jì)鋅片逐漸溶解，銅片表面有氣泡，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅與稀硫酸反應(yīng)，但氫氣在銅片上產(chǎn)生，導(dǎo)線中有電流2．原電池的工作原理（1）原電池的概念將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置稱(chēng)為原電池，在原電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。（2）工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原電池為例電極材料鋅銅電極名稱(chēng)負(fù)極正極電極反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑反應(yīng)類(lèi)型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)外電路電子流向由鋅片（負(fù)極）沿導(dǎo)線流向銅片（正極）內(nèi)電路離子移向溶液中H+向正極移動(dòng)，在銅片上被還原為H2；溶液中SOeq\o\al(2－,4)向負(fù)極移動(dòng)。原電池總反應(yīng)Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑（3）能量轉(zhuǎn)化過(guò)程：原電池在工作時(shí)，負(fù)極失去電子，電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極，溶液中氧化性物質(zhì)得到此電子，發(fā)生還原反應(yīng)，這樣氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不斷發(fā)生，負(fù)極不斷地失電子，失去的電子不斷地通過(guò)導(dǎo)線流向正極，被氧化性物質(zhì)得到，閉合回路中不斷有電子流產(chǎn)生，也就形成了電流，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?．原電池的形成條件（1）兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極。（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)。知識(shí)點(diǎn)02原電池工作原理的應(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．設(shè)計(jì)原電池已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子)在正極上被還原。例如，利用Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池，該原電池的電極反應(yīng)式為：負(fù)極(Cu)：Cu－2e－=Cu2＋(氧化反應(yīng))正極(C)：2Ag＋＋2e－=2Ag(還原反應(yīng))知識(shí)點(diǎn)03鋼鐵的電化學(xué)腐蝕1．鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理（1）電解質(zhì)溶液：在潮濕的空氣里，鋼鐵表面吸附了一薄層水膜，水膜里含有少量H+、OH和O2等。（2）電極：鋼鐵里的鐵和少量碳形成了無(wú)數(shù)微小的原電池，其中，負(fù)極為Fe，正極為碳。（3）電極反應(yīng)式：①負(fù)極Fe2e=Fe2+，②正極O2+2H2O+4e=4OH。（4）鐵銹的形成：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3③Fe(OH)3脫水：鐵銹主要成分Fe2O3·xH2O。2．電化學(xué)腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑金屬失去電子而被氧化。知識(shí)點(diǎn)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)考點(diǎn)1原電池一、生活中電源1、家用干電池2、紐扣電池3、可充電鋰電池、汽車(chē)電瓶二、原電池的工作原理1、實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論鋅片：逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生銅片：沒(méi)有變化鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，銅與稀硫酸不反應(yīng)鋅片：逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生銅片：沒(méi)有變化鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，銅與稀硫酸不反應(yīng)鋅片：逐漸溶解銅片：有氣泡產(chǎn)生鋅失去電子，變?yōu)殇\離子進(jìn)入溶液，氫離子在銅片上得到電子生成氫氣鋅片：逐漸溶解銅片：有氣泡產(chǎn)生電流計(jì)：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅失去電子，變?yōu)殇\離子，電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅片，產(chǎn)生電流，氫離子在銅片上得到電子生成氫氣，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了電能2、原電池的概念原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；3、原電池的反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)。4、原電池的工作原理原電池工作時(shí),負(fù)極上發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極,溶液中的氧化性物質(zhì)在正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不斷發(fā)生,負(fù)極上的還原性物質(zhì)不斷失去電子,失去的電子不斷地通過(guò)導(dǎo)線流向正極被氧化性物質(zhì)得到,閉合回路中不斷地有電子和離子的定向移動(dòng),就形成了電流,即化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。5、原電池的構(gòu)成條件理論上,自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。具體條件是：①有一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng);②有兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬),一般其中較活潑的金屬作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),較不活潑的金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)作正極,發(fā)生還原反應(yīng);③有電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì));④兩極用導(dǎo)線相連,形成閉合回路。6、原電池中正負(fù)極的判斷方法(1)根據(jù)電極反應(yīng)或總反應(yīng)方程式來(lái)判斷作還原劑、失電子、化合價(jià)升高、發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極作氧化劑、得電子、化合價(jià)降低、發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極(2)根據(jù)外電路中電子流向或電流方向來(lái)判斷電子流出或電流流入的一極負(fù)極；電子流入或電流流出的一極正極(3)根據(jù)內(nèi)電路(電解質(zhì)溶液中)中離子的遷移方向來(lái)判斷陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；陰離子向負(fù)極移動(dòng)(4)根據(jù)原電池的兩電極材料來(lái)判斷兩種金屬(或金屬與非金屬)組成的電極，若它們都與(或都不與)電解質(zhì)溶液?jiǎn)为?dú)能反應(yīng)，則較活潑的金屬作負(fù)極；若只有一種電極與電解質(zhì)溶液能反應(yīng)，則能反應(yīng)的電極作負(fù)極7、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法1、遵循三個(gè)守恒(1)得失電子守恒：元素的化合價(jià)每升高一價(jià)，則元素的原子就會(huì)失去一個(gè)電子元素的化合價(jià)每降低一價(jià)，則元素的原子就會(huì)得到一個(gè)電子(2)電荷守恒：電極反應(yīng)左、右兩邊的正電荷和負(fù)電荷數(shù)相等(3)原子守恒(質(zhì)量守恒)：電極反應(yīng)兩邊同種原子的原子個(gè)數(shù)相等2、書(shū)寫(xiě)方法直觀法：針對(duì)比較簡(jiǎn)單的原電池可以采取直觀法，先確定原電池的正、負(fù)極，列出正、負(fù)極上反應(yīng)的物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失考點(diǎn)2原電池工作原理的應(yīng)用1、加快氧化還原反應(yīng)的速率：原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，使溶液中離子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互的干擾減小，使反應(yīng)速率增大。如：在Zn和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，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(fù)極，從而加快Zn與稀硫酸反應(yīng)的速率2、比較金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱(1)方法：一般情況下，負(fù)極的金屬活動(dòng)性比正極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)。(2)常見(jiàn)規(guī)律：電極質(zhì)量較少，作負(fù)極較活潑，有氣體生成、電極質(zhì)量不斷增加或不變作正極，較不活潑3、設(shè)計(jì)原電池(1)依據(jù)：已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子)在正極上被還原(2)選擇合適的材料①電極材料：電極材料必須導(dǎo)電。負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應(yīng)中，本身失去電子的材料②電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)制造化學(xué)電源各種干電池、蓄電池、燃料電池等【大招總結(jié)】1.總反應(yīng)：氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物;2.負(fù)極反應(yīng)：還原劑ne=氧化產(chǎn)物(氧化反應(yīng));3.正極反應(yīng)：氧化劑+ne=還原產(chǎn)物(還原反應(yīng))。4.注意：負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫(xiě)入負(fù)極反應(yīng)式中。5．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(xiě)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(xiě)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(xiě)成電極反應(yīng)式。6．設(shè)計(jì)原電池的具體方法（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(huà)出原電池裝置圖，作必要的標(biāo)注，注意形成閉合回路。7．原電池的工作原理8．判斷原電池的方法一看本質(zhì)：原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。二看電極：具有兩個(gè)活潑性不同的電極(燃料電池的電極一般都是惰性電極)。三看溶液：電解質(zhì)溶液(一般負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。四看回路：電極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。9．原電池正、負(fù)極的判斷方法典型例題典型例題【例1】“鹽水動(dòng)力”玩具車(chē)的電池以鎂片、活性炭為電極，向極板上滴加食鹽水后電池便可工作，電池反應(yīng)為2Mg+O2+2HA.鎂片作為正極B.食鹽水作為電解質(zhì)溶液C.電池工作時(shí)鎂片逐漸被消耗D.電池工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化【答案】A【解析】A.根據(jù)原電池反應(yīng)式知，Mg元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，所以Mg失電子作負(fù)極，A錯(cuò)誤；B.電解質(zhì)溶液是食鹽水，B正確；C.Mg作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg?2eD.該裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，為原電池，D正確；

【例2】某科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出“紙電池”(如圖)。一面鍍鋅、一面鍍二氧化錳的超薄電池在使用印刷與壓層技術(shù)后，變成一張可任意裁剪大小的“電紙”，厚度僅為0.5毫米，可以任意彎曲和裁剪。紙內(nèi)的離子“流過(guò)”水和氧化鋅組成電解液，電池總反應(yīng)式：Zn+2MnO2+H2A.該電池的正極材料為鋅B.該電池反應(yīng)中二氧化錳發(fā)生了氧化反應(yīng)C.電池的正極反應(yīng)式為MnD.當(dāng)有0.1?mol鋅溶解時(shí)，流經(jīng)導(dǎo)線的電子數(shù)為6.02×【答案】C【解析】A項(xiàng)，該原電池中，鋅失電子作負(fù)極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該原電池中，錳元素得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化錳作正極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnOD項(xiàng)，當(dāng)有0.1?mol鋅溶解時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2×6.02×10【例3】用銅、銀和硝酸銀溶液設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，這個(gè)原電池的負(fù)極是

，電極反應(yīng)式為

；正極是

，電極反應(yīng)式為

?！敬鸢浮緾u；Cu?2e?=Cu【解析】按照原電池的原理，負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，故負(fù)極是銅，正極是銀，負(fù)極電極反應(yīng)為Cu?2e?=C【例4】如圖所示是一種新型高溫可充電電池(電池活性物質(zhì)為Na和S)，則下列說(shuō)法中正確的是(????)A.放電時(shí)石墨b上發(fā)生的反應(yīng)為2NaB.充電時(shí)石墨a與外接電源正極相連C.可將裝置中的固體電解質(zhì)改成NaCl溶液D.放電時(shí)，電子由石墨b經(jīng)固體電解質(zhì)向石墨a遷移【答案】A【解析】放電時(shí)鈉在負(fù)極上反應(yīng)，所以石墨a為負(fù)極，石墨b為正極，硫得到電子，電極反應(yīng)為2Na++xS+2e?【例5】根據(jù)以下銅鋅原電池示意圖，回答下列問(wèn)題：(1)鋅為_(kāi)_______極，電極反應(yīng)式為_(kāi)_________；銅為_(kāi)_________極，電極反應(yīng)式為_(kāi)_________，原電池總離子反應(yīng)是____________________。(2)若以該電池作為電源，以石墨碳棒為電極電解CuCl2溶液，在電池的工作過(guò)程中，Zn極質(zhì)量變化了3.25?g，則Cu極質(zhì)量__________(填“增加”、“不變”或“減少”)；電子從電池的鋅極沿導(dǎo)線流向電解池的__________(填“陰極”或“陽(yáng)極”，下同)；在電解池中Cu【答案】（1）負(fù)；；正；；

（2）不變；陰極；陰極；3.2

【解析】（1）在原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，溶液中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極．Zn比Cu活潑，Zn做負(fù)極電極反應(yīng)式為：，Cu做正極，氫離子在正極上得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為：，正負(fù)極相加即為總反應(yīng)式，故答案為：負(fù)；；正；；。（2）由于正極是氫離子得到電子，所以Cu電極質(zhì)量不變．和電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，電子從電池的鋅極沿導(dǎo)線流向電解池的陰極。在電解池中陽(yáng)離子移向陰極，即銅離子在陰極得電子形成銅，據(jù)電子守恒可以求算形成銅的質(zhì)量是3.25g65g/mol故答案為：不變；陰極；陰極；3.2強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練1．科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化成氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。下列說(shuō)法正確的是A．正極反應(yīng)為B．電池工作一段時(shí)間，正極附近溶液pH增大C．該電池中導(dǎo)電的微粒僅有電子D．該電池總反應(yīng)為【答案】B【詳解】A．電解質(zhì)溶液為酸性環(huán)境，故電極反應(yīng)式：，A錯(cuò)誤；B．正極在消耗氫離子，酸性減弱，pH增大，B正確；C．除了電子之外，還有離子，C錯(cuò)誤；D．原電池不需要點(diǎn)燃，故該電池總反應(yīng)為，D錯(cuò)誤；故選B。2．下列裝置能構(gòu)成原電池的是A． B． C． D．【答案】C【詳解】A．植物油是非電解質(zhì)，植物油不導(dǎo)電，不能構(gòu)成原電池，故不選A；

B．中2個(gè)電極相同，不能形成原電池，故不選B；

C．銅、鋅活潑性不同，硫酸是電解質(zhì)，形成閉合電路，構(gòu)成原電池，故選C；D．沒(méi)有形成閉合電路，不能形成原電池，故不選D；選C。3．室溫下，某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，已知左邊燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去，且無(wú)氣泡產(chǎn)生。下列說(shuō)法中正確的是①電子由Zn電極經(jīng)導(dǎo)線流向Pt電極②鹽橋中的陽(yáng)離子向左側(cè)燒杯移動(dòng)③正極反應(yīng)為④總反應(yīng)為⑤右邊電極材料的活動(dòng)性必須比鐵強(qiáng)A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①④⑤【答案】A【分析】該原電池反應(yīng)為，Zn的化合價(jià)升高、發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，則負(fù)極為Zn，電極反應(yīng)式為，陽(yáng)離子移動(dòng)到正極，左邊燒杯中發(fā)生，則Pt電極為正極，據(jù)此分析解答。【詳解】①該原電池工作時(shí)，電池反應(yīng)為，Zn電極為負(fù)極、Pt電極為正極，電子由Zn電極經(jīng)導(dǎo)線流向Pt電極，①正確；②鹽橋中陽(yáng)離子移向正極，②正確；③原電池中，Zn電極為負(fù)極、Pt電極為正極，負(fù)極反應(yīng)式為，正極反應(yīng)式為，③錯(cuò)誤；④該原電池中，負(fù)極反應(yīng)式為，正極反應(yīng)式為，所以總反應(yīng)為，④正確；⑤有強(qiáng)氧化性，能氧化Cu、Fe、Zn等金屬，所以右邊電極材料可以為Cu或Fe或Zn等金屬，⑤錯(cuò)誤；故正確的為①②④，答案選A。4．將銅片、鋅片和溶液組裝成原電池裝置如圖，當(dāng)導(dǎo)線中有1mol電子通過(guò)時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是A．溶液中移向鋅電極B．銅片作正極，其電極上的反應(yīng)式為C．當(dāng)鋅片質(zhì)量減少65g時(shí)，銅片質(zhì)量增加32gD．電子由鋅片通過(guò)導(dǎo)線流向銅片【答案】C【分析】將銅片、鋅片和CuSO4溶液組裝成原電池裝置，Zn比Cu活潑，Zn作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2+，Cu作正極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e=Cu,據(jù)此作答?！驹斀狻緼．原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極（Zn）移動(dòng)，故A正確；B．Cu作正極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e=Cu，銅離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C．鋅片質(zhì)量減少=1mol，銅片質(zhì)量增加1mol×64g/mol=64g，故C錯(cuò)誤；D．原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極（Zn）經(jīng)外電路流向正極（Cu），故D正確；故選：C。5．燃料電池是一種高效：環(huán)境友好的發(fā)電裝置。下圖為氫氧燃料電池示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．該電池工作時(shí)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．電池工作時(shí)，電子從電極b移向電極aC．負(fù)極的電極反應(yīng)式為D．電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為【答案】B【詳解】A.該裝置為原電池，工作時(shí)可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；B.氫氣在電極a上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極a為負(fù)極，氧氣在電極b上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極b是正極，電池工作時(shí)，電子從電極a移向電極b，故B錯(cuò)誤；C.氫氣在電極a上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：，故C正確；D.該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：，正極反應(yīng)式為：，總反應(yīng)式為：，故D正確；答案選B。6．Fe、Mg與H2SO4反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)記錄如下：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Fe表面產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡Fe表面產(chǎn)生少量氣泡后迅速停止Mg表面迅速產(chǎn)生大量氣泡Fe表面有大量氣泡，Mg表面有少量氣泡關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法不合理的是A．I中產(chǎn)生氣體的原因是：Fe+2H＋=Fe2＋+H2↑B．Ⅱ中產(chǎn)生的氣體與Ⅰ中相同C．Ⅲ中現(xiàn)象說(shuō)明Mg在濃H2SO4中沒(méi)被鈍化D．Ⅳ中現(xiàn)象說(shuō)明Mg的金屬性比Fe強(qiáng)【答案】B【詳解】A．稀硫酸具有酸性，能夠與Fe反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+═Fe2++H2↑，故A正確；B．濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下，與鐵發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜覆蓋在Fe的表面，F(xiàn)e表面產(chǎn)生少量氣泡后迅速停止，該氣體主要為二氧化硫，故B錯(cuò)誤；C．Mg與濃硫酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化硫氣體，說(shuō)明Mg在濃H2SO4中沒(méi)被鈍化，故C正確；D．構(gòu)成原電池，F(xiàn)e表面有大量氣泡，Mg表面有少量氣泡，是因?yàn)镸g為負(fù)極失去電子，F(xiàn)e為正極，正極上氫離子得到電子放出氫氣，可知Mg的金屬性比Fe強(qiáng)，故D正確；故選B。7．已知在同一電池中，正極電勢(shì)高于負(fù)極電勢(shì)。標(biāo)準(zhǔn)電極常用于測(cè)定其它電極的電勢(shì)，測(cè)知電極的電勢(shì)高于電極的電勢(shì)，以下說(shuō)法正確的是A．溶液可用代替B．微孔瓷片起到阻隔離子通過(guò)的作用C．若把體系換作體系，電壓表的示數(shù)變小D．電極反應(yīng)為Hg2SO4+2e—=2Hg+SO【答案】D【分析】由Hg—Hg2SO4電極的電勢(shì)高于Cu電極的電勢(shì)可知，Hg—Hg2SO4電極為正極，硫酸汞在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成汞和硫酸根離子，銅為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子，電極反應(yīng)式為Cu—2e—=Cu2+?！驹斀狻緼．四氯化碳是非電解質(zhì)，不能導(dǎo)電，所以裝置中的硫酸鉀不能用四氯化碳代替，否則不能形成閉合回路，故A錯(cuò)誤；B．原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子會(huì)定向移動(dòng)，則微孔瓷片能使離子通過(guò)，否則不能形成閉合電路，故B錯(cuò)誤；C．鋅比銅活潑，若換成更加活潑的ZnZnSO4體系，鋅更容易失去電子，鋅與汞的活性差異更大，電勢(shì)差會(huì)增大，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，故C錯(cuò)誤；D．Hg—Hg2SO4電極為正極，硫酸汞在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成汞和硫酸根離子，電極反應(yīng)式為Hg2SO4+2e—=2Hg+SO，故D正確；故選D。8．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了鋅銅原電池裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．電池工作時(shí)，銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．電池工作一段時(shí)間后，鋅片質(zhì)量減小D．該裝置能證明金屬的活動(dòng)性：Zn>Cu【答案】B【分析】原電池中發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故Zn做負(fù)極，Cu做正極?！驹斀狻緼．原電池為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故A正確；B．銅電極上發(fā)生Cu2++2e=Cu，為還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．總反應(yīng)為Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故鋅片質(zhì)量減小，故C正確；D．Zn能置換出Cu，故可以證明金屬的活潑性Zn>Cu，故D正確；故選B。9．下列關(guān)于如圖所示電池的說(shuō)法中不正確的是A．甲燒杯溶液質(zhì)量基本保持不變B．若換成陰離子交換膜，從甲燒杯移向乙燒杯C．裝置中發(fā)生的總反應(yīng)是D．電池工作一段時(shí)間，乙燒杯成了混合溶液【答案】B【分析】該裝置為原電池，Zn的金屬性比Cu活潑，Zn為負(fù)極，Cu為正極，據(jù)此分析?！驹斀狻緼．Zn為負(fù)極，鋅失去電子生成鋅離子，同時(shí)溶液中的鋅離子經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙燒杯，結(jié)合電荷守恒，甲燒杯溶液質(zhì)量基本保持不變，故A正確B．若換成陰離子交換膜，乙燒杯放電，從乙燒杯移向甲燒杯，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)反應(yīng)原理，裝置中發(fā)生的總反應(yīng)是，故C正確；D．為平衡電荷，甲燒杯中的陽(yáng)離子，即向乙燒杯移動(dòng)，故乙燒杯成了混合溶液，故D正確；故選B。10．濃度為的鹽酸與過(guò)量的鋅粒反應(yīng)，若加入適量的下列物質(zhì)，能加快反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是A．固體 B．溶液C．固體 D．溶液【答案】D【詳解】A．因?yàn)殇\粉過(guò)量，產(chǎn)生的氫氣的量取決于溶液中的氫離子，，氫離子濃度降低，反應(yīng)速率減小，同時(shí)與鋅反應(yīng)的氫離子總量減少，產(chǎn)生的氫氣減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．，在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，與金屬反應(yīng)不再生成氫氣，應(yīng)該生成NO，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．鋅粉過(guò)量，固體溶解電離出氫離子與鋅反應(yīng)生成氫氣，導(dǎo)致生成氫氣質(zhì)量增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．，新生成的Cu與溶液中的Zn和鹽酸構(gòu)成原電池，原電池的正極反應(yīng)和負(fù)極反應(yīng)徹底分開(kāi)進(jìn)行，所以產(chǎn)生氫氣的速率加快，但是鋅粉過(guò)量，銅離子消耗的鋅粉對(duì)生成氫氣的量不產(chǎn)生影響，D項(xiàng)正確。故選D。11．乙烯直接氧化法制乙醛的總反應(yīng)方程式為：2CH2=CH2+O22CH3CHO?，F(xiàn)有人將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（

）A．a(chǎn)為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電子移動(dòng)方向：電極a→磷酸溶液→電極bC．電路中每轉(zhuǎn)移0.4mol電子，溶液中就有0.4molH+向負(fù)極遷移D．負(fù)極反應(yīng)式為：CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+【答案】D【分析】b電極通入O2，則b電極為正極，a電極為負(fù)極；負(fù)極電極反應(yīng)式為2CH2=CH2+2H2O4e=2CH3CHO+4H+，正極電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+==2H2O。【詳解】A．由以上分析知，a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A不正確；B．電子移動(dòng)方向：電極a→負(fù)載→電極b，B不正確；C．負(fù)極電極反應(yīng)式為2CH2=CH2+2H2O4e=2CH3CHO+4H+，電路中每轉(zhuǎn)移0.4mol電子，溶液中就有0.4molH+向正極遷移，C不正確；D．由以上分析知，負(fù)極CH2=CH2、H2O得電子，生成CH3CHO和H+，電極反應(yīng)式為：CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+，D正確；故選D。12．用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿BCD石油分餾形成原電池可制得金屬錳制取乙酸乙酯A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A．石油的分餾時(shí)溫度計(jì)應(yīng)測(cè)蒸氣溫度，插到支管口，故A錯(cuò)誤；B．原電池里盛放的是電解質(zhì)溶液，酒精是非電解質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C．利用鋁熱反應(yīng)可以制高熔點(diǎn)金屬錳，故C正確；D．右側(cè)試管里盛放飽和碳酸鈉溶液，故D錯(cuò)誤，答案為C。13．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入M的濃溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不考慮兩球的浮力變化)A．當(dāng)M為CuSO4、杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低，B端高B．當(dāng)M為AgNO3、杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高，B端低C．當(dāng)M為鹽酸、杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高，B端低D．當(dāng)M為CuSO4、杠桿為絕緣體時(shí)，A端低，B端高【答案】A【分析】當(dāng)杠桿是絕緣體的時(shí)候，考慮銅、鐵能否和電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，再根據(jù)生成物質(zhì)判斷球的質(zhì)量增加還是減少；當(dāng)杠桿是導(dǎo)體時(shí)，加入電解質(zhì)溶液后，形成原電池，鐵作負(fù)極，被氧化，鐵球質(zhì)量減少?！驹斀狻緼．當(dāng)M為CuSO4、杠桿為導(dǎo)體時(shí)，形成原電池，鐵的金屬活潑性強(qiáng)于銅，因此鐵是負(fù)極失去電子，被氧化；銅是正極，溶液中的銅離子在正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)析出銅；因此是A端低，B端高；故A正確。B．當(dāng)M為AgNO3、杠桿為導(dǎo)體時(shí)，形成原電池，鐵的金屬活潑性強(qiáng)于銅，因此鐵是負(fù)極失去電子，被氧化；銅是正極，溶液中的銀離子在正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)析出銀；因此是A端低，B端高；故B錯(cuò)誤。C．當(dāng)M為鹽酸、杠桿為導(dǎo)體時(shí)，形成原電池，鐵的金屬活潑性強(qiáng)于銅，因此鐵是負(fù)極失去電子，被氧化；銅是正極，溶液中H+得到電子生成H2，鐵球質(zhì)量減少，銅球不變；因此A端低，B端高；故C錯(cuò)誤。D．當(dāng)M為CuSO4、杠桿為絕緣體時(shí)，只發(fā)生Fe與硫酸銅溶液的反應(yīng)，在Fe的表面附著Cu，質(zhì)量變大，則A端高，B端低；故D錯(cuò)誤。本題選A。14．下列說(shuō)法正確，且能用原電池原理解釋的是()A．合金一定比純金屬耐腐蝕B．如圖，在鐵棒上產(chǎn)生氣泡，碳棒上沒(méi)有氣泡C．在鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入硫酸銅溶液可以加快反應(yīng)速率D．鋁不需要特別處理就具有抗腐蝕能力【答案】C【詳解】A．合金不一定比純金屬耐腐蝕，如生鐵易生銹，A不符合題意；B．圖示是原電池裝置，鐵作負(fù)極，失去電子，碳棒是正極，氫離子在碳棒上得到電子、發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，B不符合題意；C．鋅與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成銅，鋅、銅與稀硫酸構(gòu)成原電池，鋅是負(fù)極，加快反應(yīng)速率，C符合題意；D．常溫下鋁表面能形成一層致密的氧化膜，對(duì)內(nèi)部鋁起保護(hù)作用，從而阻止鋁被腐蝕，不能用原電池原理解釋?zhuān)珼不符合題意；答案選C。15．節(jié)能減排是保護(hù)環(huán)境的有力手段，利用如圖所示的裝置處理工業(yè)尾氣中的硫化氫具有明顯優(yōu)勢(shì)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．該裝置可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．在Fe3+存在的條件下可獲得硫單質(zhì)C．該裝置工作時(shí)，H+從甲電極移動(dòng)到乙電極D．甲電極上的電極反應(yīng)式為H2S+2H2O6e=SO2+6H+【答案】B【分析】由裝置分析可知，右側(cè)為原電池，乙電極為正極，電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+=2H2O，甲電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2S+2H2O6e=SO2+6H+，左側(cè)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2Fe3++SO2=2Fe2+++4H+，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．該裝置右側(cè)為原電池，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B．根據(jù)上述分析，在Fe3+存在的條件下會(huì)得到，不會(huì)得到S單質(zhì)，B錯(cuò)誤；C．該裝置工作時(shí)，甲電極為負(fù)極，乙電極為正極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故H+從甲電極移動(dòng)到乙電極，C正確；D．由上述分析，甲電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2S+2H2O6e=SO2+6H+，D正確；答案選B。16．將鎂片和鋁片用導(dǎo)線連接后插入NaOH溶液中，并在中間串聯(lián)一個(gè)電流表，裝置如圖所示。(1)鎂片是該電池的極。(2)電子在該電池中的移動(dòng)方向是從片經(jīng)導(dǎo)線流向片。(3)鋁片上的電極反應(yīng)式是，該電極上發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。(4)若將此裝置中的NaOH溶液換成稀硫酸，則電池的負(fù)極材料是?！敬鸢浮空X鎂Al3e+4OH=AlO+2H2O氧化鎂【分析】將鎂片和鋁片用導(dǎo)線連接后插入NaOH溶液中，鋁能自發(fā)和NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，所以鋁為負(fù)極，鎂為正極?！驹斀狻?1)由以上分析可知，鎂片是該電池的正極。(2)在原電池中，電子從負(fù)極移向正極，所以電子在該電池中的移動(dòng)方向是從鋁片經(jīng)導(dǎo)線流向鎂片。(3)鋁片是負(fù)極，電極反應(yīng)式是Al3e+4OH=AlO+2H2O，該電極上發(fā)生了氧化反應(yīng)。(4)若將此裝置中的NaOH溶液換成稀硫酸，鎂和鋁都能和稀硫酸反應(yīng)，由于鎂比鋁活潑，所以鎂做負(fù)極，電池的負(fù)極材料是鎂。17．I．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)欲探究二氧化硫的性質(zhì)，并比較碳和硅的非金屬性，設(shè)計(jì)了如圖所示的A、B、C實(shí)驗(yàn)裝置(各裝置氣密性良好)。已知酸性：H2SO3＞H2CO3。(1)實(shí)驗(yàn)一：制備SO2燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)實(shí)驗(yàn)二：研究SO2的性質(zhì)：將A與B相連，待產(chǎn)生SO2后，可見(jiàn)B1中溴水逐漸褪色。B1中溴水褪色的原因是(用化學(xué)方程式表示)。(3)實(shí)驗(yàn)三：比較碳、硅的非金屬性①C2中試劑是。②能說(shuō)明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。II．學(xué)習(xí)小組又設(shè)計(jì)了如下裝置，檢驗(yàn)SO2在無(wú)氧干擾時(shí)，是否與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀。(所配制的溶液均使用無(wú)氧蒸餾水)(4)加入碳酸鈉粉末的目的是。(5)當(dāng)?shù)矸郏馊芤核{(lán)色褪去時(shí)，氯化鋇溶液中沒(méi)有沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明，此時(shí)滴加雙氧水，出現(xiàn)了白色沉淀。(6)結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鲅b置中選用澄清石灰水而不用氫氧化鈉溶液的是。(7)看圖回答下列問(wèn)題：①若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是，電流表指針(填偏轉(zhuǎn)或不偏轉(zhuǎn))，兩極反應(yīng)式為：正極；負(fù)極。②若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為(填Mg或Al)，總反應(yīng)方程式?！敬鸢浮?1)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O(2)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4(3)過(guò)量酸性高錳酸鉀溶液C2中溶液未全部褪色，C3中溶液變渾濁(4)產(chǎn)生二氧化碳，排除裝置中的氧氣(5)氯化鋇溶液與二氧化硫不反應(yīng)(6)澄清石灰水的作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣，若用NaOH則現(xiàn)象不明顯(7)鎂逐漸溶解，鋁上有氣泡冒出偏轉(zhuǎn)2H++2e=H2Mg2e=Mg2+Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2【分析】I.裝置A利用銅與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，反應(yīng)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，SO2有還原性，能與溴水反應(yīng)而使它褪色，為了比較碳和硅的非金屬性，需要排除SO2的影響，則C2裝有過(guò)量酸性高錳酸鉀溶液，既能除去也能檢驗(yàn)是否除盡；II.SO2溶于水生成H2SO3，由于弱酸不能制取強(qiáng)酸，則與BaCl2溶液不反應(yīng)；(1)在加熱條件下銅與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、硫酸銅和水，其反應(yīng)方程式為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；(2)SO2具有還原性，溴水有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4；(3)①為比較碳、硅的非金屬性，需完全除去SO2，則C2中試劑是過(guò)量酸性高錳酸鉀溶液；②若碳的非金屬性比硅強(qiáng)，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性：H2CO3>H2SiO3，向Na2SiO3溶液中通入CO2，有難溶于水的硅酸產(chǎn)生，即C3中溶液變渾濁，同時(shí)為排除是SO2的影響，C2中溶液未全部褪色，說(shuō)明已完全除去SO2，故觀察到的現(xiàn)象是：C2中溶液未全部褪色，C3中溶液變渾濁；(4)碳酸鈉粉末與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，排盡裝置內(nèi)的氧氣，防止硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生的SO2被氧化成SO3，即的目的是產(chǎn)生二氧化碳，排除裝置中的氧氣；(5)淀粉碘溶液藍(lán)色褪去，說(shuō)明SO2已通過(guò)氯化鋇溶液，而氯化鋇溶液中沒(méi)有沉淀出現(xiàn)，說(shuō)明氯化鋇溶液與二氧化硫不反應(yīng)；(6)澄清石灰水的作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣，若用NaOH則現(xiàn)象不明顯；(7)①若燒杯中的溶液為硫酸溶液，則形成原電池，鎂做負(fù)極，鋁做正極，鎂逐漸溶解，鋁上有氣泡冒出，導(dǎo)線中有電流通過(guò)，電流表指針偏轉(zhuǎn)。鋁做正極，是溶液中的氫離子得到電子氫氣，電極反應(yīng)為:2H++2e=H2；鎂做負(fù)極，鎂失去電子生成鎂離子，電極反應(yīng)為Mg2e=Mg2+；②若溶液中氫氧化鈉溶液，只有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，則鋁做負(fù)極，鎂做正極，總反應(yīng)為鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，方程式為:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。18．I．填空。(1)下列反應(yīng)中，能量變化符合圖1的有(填序號(hào)，下同)，符合圖2的有。①煅燒石灰石

②木炭燃燒

③炸藥爆炸

④酸堿中和

⑤碳與二氧化碳高溫反應(yīng)II．如圖所示，把試管放入盛有25℃時(shí)飽和石灰水的燒杯中，試管中開(kāi)始放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中。已知