612化學反應與電能（精講）

6.1.2化學反應與電能（精講）思維導圖思維導圖常見考點常見考點考點一原電池的判斷方法【例1】（2022秋·重慶沙坪壩）如圖所示裝置中屬于原電池的是A．B．C． D．【答案】A【解析】A．C和Zn存在活潑差異，有自發(fā)的氧化還原反應，有電解質溶液，形成閉合電路，是原電池，故A正確；B．有外接電源，是將電能為轉化為化學能的裝置，是電解池，故B錯誤；C．酒精是非電解質，其水溶液不導電，不能構成原電池，故C錯誤；D．無自發(fā)的氧化還原反應，不能構成原電池，故D錯誤，答案為A?！疽挥缛础?．（2022江蘇揚州）下列裝置中，能構成原電池的是A． B． C． D．【答案】D【解析】A．酒精是非電解質，不導電，不能構成原電池，故不選A；B．沒有形成閉合電路，不能構成原電池，故不選B；C．兩個電極材料相同，不能構成原電池，故不選C；D．兩個電極活潑性不同，有電解質溶液，形成閉合電路，能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，能構成原電池，故選D；選D。2．（2022遼寧）如圖所示裝置中，不能形成原電池的是A． B． C． D．【答案】C【解析】A．該裝置中自發(fā)的氧化還原反應為Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，且滿足其它三個條件，可以形成原電池，A不符合題意；B．該裝置中自發(fā)的氧化還原反應為Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2，且滿足其它三個條件，可以形成原電池，B不符合題意；C．該裝置中沒有自發(fā)的氧化還原反應，不能形成原電池，C符合題意；D．該裝置中自發(fā)的氧化還原反應為Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，且滿足其它三個條件，可以形成原電池，D不符合題意；故選C。3．（2022廣東）某學習興趣小組探究電池的工作原理，組裝了以下裝置，電流表指針明顯偏轉的是A．B．C． D．【答案】A【解析】A．該裝置符合原電池的構成條件，鐵作負極，銅作正極，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應，電流表指針明顯偏轉，A符合題意；B．該裝置中，兩個金屬電極相同，所以不能構成原電池，不會形成電流，電流表指針不偏轉，B不符合題意；C．該裝置中，兩個金屬電極相同，且酒精溶液為非電解質溶液，不會形成電流，電流表指針不偏轉，C不符合題意；D．該裝置中，兩個電極相同，不能自發(fā)的進行氧化還原反應，不會形成電流，電流表指針不偏轉，D不符合題意；答案選A。考點二原電池的工作原理【例21】（2022河南）在實驗室中，將鋅片和銅片用導線連接(導線中間接入一個電流表)，平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，裝置如圖。下列說法正確的是A．鋅片逐漸溶解 B．燒杯中溶液逐漸呈藍色C．電子由銅片通過導線流向鋅片 D．該裝置能將電能轉變?yōu)榛瘜W能【答案】A【解析】A．鋅作負極，失電子，發(fā)生氧化反應，電極反應式為，則鋅片逐漸溶解，A正確；B．銅作正極，溶液中氫離子得電子，發(fā)生還原反應，電極反應式為，因此燒杯中溶液不變藍，B錯誤；C．電子由負極經導線流向正極，即由鋅片通過導線流向銅片，C錯誤；D．該裝置為原電池，能將化學能轉變?yōu)殡娔?，D錯誤；故選A?！纠?2】（2022·山東）某原電池的總反應為，下列說法錯誤的是A．極為負極 B．移向負極C．可選用石墨作正極 D．可選用稀硫酸作電解質溶液【答案】B【解析】A．原電池的總反應為，則Zn作負極，A正確；B．陽離子移向正極，陰離子移向負極，是陽離子，B錯誤；C．石墨或者比鋅更不活潑的金屬作正極，C正確；D．原電池的總反應為，則可以選擇稀硫酸作電解質溶液，D正確；選B?！纠?3】（2022內蒙古）下列關于原電池的敘述中錯誤的是A．原電池內部的陽離子向正極移動B．原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置C．在原電池中，電子流入的一極是正極，發(fā)生還原反應D．構成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬【答案】D【解析】A．原電池正極上有從負極流出的電子，吸引溶液中的陽離子，故A正確；B．當氧化還原反應發(fā)生時，電路中有電子通過形成電流，故原電池為將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，故B正確；C．原電池工作時，電子從負極經外電路流向正極，正極發(fā)生還原反應，故C正確；D．原電池的電極材料可以為金屬單質、非金屬單質（石墨）、金屬氧化物等，但構成原電池時，兩極材料活性必須不同，故D錯誤；故答案選D。【一隅三反】1．（2022河南許昌）下列關于原電池的敘述中，正確的是①構成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬②原電池是化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置③在原電池中，電子流入的一極是正極，該電極被還原④原電池放電時，電流的方向是從負極到正極⑤原電池工作時，溶液中的陽離子向負極移動⑥電子經溶液從負極流向正極A．①②⑥ B．②③ C．② D．②⑥【答案】B【解析】①構成原電池的某一極電極材料可以是非金屬材料，如石墨，錯誤；②原電池是化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，正確；③在原電池中，電子從負極流出，故電子流入的一極是正極，該電極被還原，正確；④原電池放電時，電流的方向是從正極到負極，錯誤；⑤原電池工作時，溶液中的陽離子向正極移動，錯誤；⑥電子不能在電解質溶液中流動，只能沿導線移動，錯誤；故選B。2．（2022廣西賀州）如圖為銅－鋅－稀硫酸構成的原電池示意圖，下列說法正確的是A．鋅片為正極，且鋅片逐漸溶解 B．電子由銅片通過導線流向鋅片C．銅片為正極，且銅片上有氣泡 D．電流由鋅片經導線流向銅片【答案】C【解析】A．ZnCu稀硫酸組成原電池，Zn活潑作負極，故A錯誤；B．電子由負極經導線流向正極，即由鋅通過導線流向銅，故B錯誤；C．銅作正極，氫離子在正極得電子生成氫氣，因此在銅片上有氣泡，故C正確；D．電流由正極流向負極，即由銅片經導線流向鋅片，故D錯誤；故選：C。3．（2022上海閔行）如圖是課外活動小組設計的用化學電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法錯誤的是A．Zn作負極，發(fā)生氧化反應B．電子流向：Zn→電解質溶液→CuC．銅片上發(fā)生的反應為：D．理論上，Zn片質量減小6.5g，Cu片上析出標準狀況下2.24L【答案】B【解析】A．Zn作負極，失電子發(fā)生氧化反應，A正確；B．電子在導線中流動，不在溶液中流動，B錯誤；C．銅片為正極，銅片上氫離子放電生成氫氣，發(fā)生的反應為：，C正確；D．理論上，Zn片質量減小6.5g(0.1mol)，失去0.2mole，，Cu片上析出0.1mol，標準狀況下為2.24L，D正確；答案選B?？键c三原電池原理的應用【例31】（2022湖北）把A、B、C、D四塊金屬片用導線兩兩相連，浸入稀硫酸中組成原電池。若A、B相連時，A為負極；C、D相連時，D上產生大量氣泡；A、C相連時，電流由C經導線流向A；B、D相連時，電子由D經導線流向B，則此4種金屬的活動性由強到弱的順序為A．A>C>D>B B．A>B>C>D C．C>A>B>D D．B>A>C>D【答案】A【解析】原電池中，活潑金屬做負極，若A、B相連時，A為負極，則金屬活潑性A>B，C、D相連時，D上產生大量氣泡，D電極上H+得電子生成H2，D為正極，C為負極，金屬活潑性C>D，A、C相連時，電流由C經導線流向A，C為正極，A為負極，金屬活潑性A>C，B、D相連時，電子由D經導線流向B，D為負極，B為正極，金屬活潑性D>B，綜合分析，4種金屬的活動性由強到弱的順序為A>C>D>B，答案選A?！纠?2】（2022浙江）把鋅片投入到盛有CH3COOH溶液的敞口容器里，改變下列條件，其中能加快反應速率的是A．加入少量NaCl固體 B．滴加少量硫酸銅溶液C．加入少量水 D．加入少量CH3COONa固體【答案】B【解析】鋅片與CH3COOH溶液反應放出氫氣，醋酸是弱電解質，其電離出的氫離子濃度越大反應速率越快，若是原電池反應，能加快反應速率，據此回答；A．加入少量NaCl固體，氫離子濃度不受影響、則反應速率不變，A錯誤；B．滴加少量硫酸銅溶液，鋅置換出銅，鋅、醋酸和銅構成原電池，鋅為負極，銅為正極，氫氣在正極上產生，能加快反應速率，B正確；C．加入少量水、氫離子濃度減小、則反應速率減小，C錯誤；

D．加入少量CH3COONa固體、醋酸電離平衡左移，氫離子濃度減小、則反應速率減小，D錯誤；答案選B?！纠?3】（2022寧夏）理論上不能設計為原電池的化學反應是A．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＜0B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)ΔH＜0C．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)ΔH＜0D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)=3FeCl2(aq)ΔH＜0【答案】B【解析】A．該反應是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應，所以能設計成原電池，故A不符合題意；B．該反應中沒有電子轉移，不屬于氧化還原反應，屬于復分解反應，所以不能設計成原電池，故B符合題意；C．該反應是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應，所以能設計成原電池，故C不符合題意；D．該反應是自發(fā)進行的放熱的氧化還原反應，所以能設計成原電池，故D不符合題意；故選B?！疽挥缛础?．（2022浙江）把a、b、c、d四種金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。a、b相連時，a為正極；c、d相連時，導線上電流由c到d；a、c相連時，a質量減輕；b、d相連時，b上有大量氣泡產生。四種金屬的活動性順序為A．d>b>a>c B．b>d>a>cC．d>b>c>a D．c>d>b>a【答案】A【解析】把

a、b、c、d

四種金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池；a、b

相連時，a

為正極，b為負極，則活動性：b＞a；

c、d

相連時，導線上電流由

c

到

d，則c為正極，d為負極，活動性：d＞c；a、c

相連時，a

質量減輕，說明a失去電子，則a為負極，c為正極，活動性：a＞c；b、d

相連時，b

上有大量氣泡產生，則b為正極，d為負極，活動性：d＞b；綜上所述，四種金屬的活動性順序為d＞b＞a＞c，故選A。2．（2022黑龍江）a、b兩試管中分別盛裝足量等體積、等濃度的稀硫酸溶液，向a、b兩試管中加少量等質量的鋅粉，同時向b試管中加入少量固體粉末，讓a、b兩試管同時開始反應，則產生H2的物質的量隨時間變化關系如圖所示，其中正確的是A．B．C． D．【答案】A【解析】由題意可知，鋅與稀硫酸反應時，a、b兩試管中鋅均不足量，向b中加入少量硫酸銅固體粉末，鋅與銅離子在溶液中發(fā)生置換反應置換銅，在稀硫酸溶液中構成銅、鐵原電池，原電池反應加快反應速率，所以b完全反應需要的時間小于a，但由于與銅離子反應消耗了部分鋅，導致產生氫氣的物質的量小于a，則讓a、b兩試管同時開始反應，符合產生氫氣的物質的量隨時間變化關系的圖示為A，故選A。3．（2022秋·陜西延安）理論上不能設計為原電池的化學反應是A．CH4+2O2CO2+2H2OB．2FeCl3+Fe=3FeCl2C．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑D．HNO3+NaOH=NaNO3+H2O【答案】D【解析】A．CH4+2O2CO2+2H2O，該反應屬于自發(fā)的氧化還原反應，所以能設計成原電池，故A不選；B．2FeCl3+Fe═3FeCl2，該反應屬于自發(fā)的氧化還原反應，所以能設計成原電池，故B不選；C．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，該反應屬于自發(fā)的氧化還原反應，所以能設計成原電池，故C不選；D．HNO3+NaOH═NaNO3+H2O，該反應屬于復分解反應，不是氧化還原反應，所以不能設計成原電池，故D選；故選：D。4．（2022秋·江蘇宿遷·高二?？奸_學考試）等質量的兩份鋅粉a、b中分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加入少量的溶液，下列各圖表示的是產生的體積V與時間t的關系(其它條件相同)，其中正確的是A． B．C． D．【答案】A【解析】鋅和硫酸反應，加入硫酸銅，會置換出金屬銅，形成鋅、銅、稀硫酸原電池，加速金屬鋅和硫酸反應的速率，所以反應速率是：a＞b，速率越大，鋅完全反應時所用的時間越短，所以a所用的時間小于b的時間；產生氫氣的量取決于金屬鋅的質量，而a中，金屬鋅一部分用于置換金屬銅，導致和硫酸反應生成氫氣的量減少，所以氫氣的體積是：a＜b。故選A?？键c四電極反應式的書寫【例4】（2022海南）原電池的電極反應不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法中不正確的是A．由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，其負極反應式為：Al3e﹣=Al3+B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負極反應式為：Mg2e﹣=Mg2+C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應式為：Fe2e﹣=Fe2+D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應式為：Cu2e﹣=Cu2+【答案】B【解析】A．該原電池中，Al易失電子作負極、Cu作正極，負極上鋁失電子、正極上氫離子得電子，負極反應式為：Al﹣3e﹣＝Al3+，故A正確；B．該原電池中，Al能與NaOH溶液反應，Al易失電子作負極、Mg作正極，負極上Al失電子、正極上水得電子，負極上電極反應式為Al+4OH﹣﹣3e﹣＝AlO2﹣+2H2O，故B錯誤；C．該裝置中，鐵比銅活潑，鐵易失電子作負極、Cu作正極，負極上鐵失電子、正極上鐵離子得電子，負極反應式為：Fe﹣2e﹣＝Fe2+，故C正確；D．該原電池中，銅易失電子作負極、Al作正極，負極上銅失電子、正極上硝酸根離子得電子，負極電極反應式為Cu﹣2e﹣＝Cu2+，故D正確；故答案為B。【一隅三反】1．（2022·河北）下列關于原電池說法正確的是(C

)A．由Al、Mg、稀硫酸組成的原電池，其負極反應式為：Al3e—=Al3+B．由Al、Mg、NaOH組成的原電池，其負極反應式為：Al3e—+3OH—=Al(OH)3↓C．由Al、Cu、濃硝酸組成的原電池，其負極反應式為：Cu2e—=Cu2+D．由Fe、Cu、FeCl3組成的原電池，其正極反應式為：Cu2e—=Cu2+【答案】C【解析】在原電池中較活潑的金屬作負極，失去電子，發(fā)生氧化反應。電子經導線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。正極得到電子，發(fā)生還原反應。鎂比鋁活潑，A中鎂是負極，鋁是正極，A不正確。由于能和氫氧化鈉反應的是鋁，而鎂不反應，所以選項B中鋁是負極，鎂是正極，但氫氧化鈉是過量的，所以負極得不到氫氧化鋁沉淀，而是生成偏鋁酸鈉，B不正確。鋁比銅活潑，但在濃硝酸中鋁鈍化，所以銅是負極，C正確。鐵比銅活潑，D中鐵是負極，銅是正極，溶液中的鐵離子在正極得到電子，所以選項D不正確。答案選C。2．（2022·高二單元測試）原電池的電極反應式不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法錯誤的是A．由金屬Al、Cu和濃硝酸組成的原電池，經過一段時間后負極反應式為：B．由金屬Al、Cu和稀硫酸組成的原電池，負極反應式為：C．由Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池，負極反應式為D．由Fe、Cu、溶液組成的原電池，負極反應式為：【答案】D【解析】A．Al、Cu、濃硝酸組成原電池，鋁和濃硝酸發(fā)生鈍化現象，銅和濃硝酸能自發(fā)的進行反應，所以銅作負極，鋁作正極，其負極反應式為：Cu2e=Cu2+，A正確；B．由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，鋁和稀硫酸反應而失電子，銅和稀硫酸不反應，所以鋁作負極，銅作正極，其負極反應式為Al3e=Al3+，B正確；C．Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，鋁和氫氧化鈉溶液反應而失去電子發(fā)生氧化反應，鎂和氫氧化鈉溶液不反應，所以鋁是負極，鎂是正極，其負極反應式為，C正確；D．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，鐵和銅都與氯化鐵反應，但鐵的金屬性比銅強，所以鐵作負極，銅作正極，其負極反應式為Fe2e=Fe2+，D錯誤；故選D。3．（2022河南）原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關，下列說法中不正確的是A．由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，放電時SO42－向Al電極移動B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負極反應式為：Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2OC．由Fe、Cu、NaCl溶液組成原電池，其負極反應式為：Cu－2e－＝Cu2＋D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池作電源，用石墨電極來電解硝酸銀溶液，當析出1molAg時，消耗Cu電極32g【答案】C【解析】A．由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，Al為負極，放電時SO42－向Al電極移動，A正確。B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，Al為負極失電子氧化反應：Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O，B正確。C．由Fe、Cu、NaCl溶液組成原電池，Fe為負極，負極反應式為：Fe－2e－＝Fe2＋，C不正確。D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池中鋁鈍化作正極，銅作負極電極反應為Cu－2e－＝Cu2＋；電解硝酸銀溶液，當析出1molAg時，電路中轉移1mol電子，消耗Cu0.5mol為32g，D正確?？键c五燃料電池【例5】（2022四川）MCFC型燃料電池可同時供應電和水蒸氣，其工作溫度為600～700℃，所用燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應為2H2＋O2=2H2O，下列有關該電池的說法正確的是A．該電池的正極反應式為4OH＋4e=O2↑＋2H2OB．該電池的負極反應式為H22e=2H＋C．放電時OH向正極移動D．當生成1molH2O時，轉移2mol電子【答案】D【解析】A．該燃料電池燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3，總反應為2H2+O2=2H2O。負極反應為2H2+2CO324e=2H2O+2CO2，用總反應減負極得正極反應式O2+2CO2+4e=2CO32，A錯誤；B．根據原電池的工作原理：負極是燃料發(fā)生氧化反應，即2H2+2CO324e=2H2O+2CO2，B錯誤；C．電解質中移動的陰離子為CO32，不是OH，C錯誤；D．負極是燃料發(fā)生氧化反應，即2H2+2CO324e=2H2O+2CO2，可知生成1molH2O時，轉移2mol電子，D正確；故選D?！疽挥缛础?．（2022黑龍江）氫氧燃料電池的能量轉化率較高，且產物是H2O，無污染，是一種具有應用前景的綠色電源。下列有關氫氧燃料電池的說法不正確的是A．通入氫氣的電極發(fā)生氧化反應B．正極的電極反應式為O2+2H2O+4e=4OHC．放電過程中堿性電解液的pH不變D．堿性電解液中陽離子向通入氫氣的方向移動【答案】D【解析】氫氧燃料電池工作時，是把化學能轉變?yōu)殡娔埽ㄈ霘錃獾碾姌O為電源的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為H22e+2OH═2H2O，通入氧氣的電極為原電池的正極，電極反應式為O2+2H2O+4e═4OH，電子是從負極流向正極，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。A．氫氧燃料電池中，氫氣易失電子發(fā)生氧化反應，故A正確；B．氧氣易得電子發(fā)生還原反