第08講-化學(xué)反應(yīng)與電能(學(xué)生版)

第08講化學(xué)反應(yīng)與電能第08講化學(xué)反應(yīng)與電能知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究——鋅銅原電池實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中鋅片上有氣泡冒出，銅片上無(wú)現(xiàn)象裝置中有電流產(chǎn)生，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能用導(dǎo)線(xiàn)連接鋅片和銅片銅片上有氣泡冒出用導(dǎo)線(xiàn)在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個(gè)電流表電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)一、原電池的基本概念1．概念：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2．本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行。3．電極：（1）負(fù)極：________電子，發(fā)生________反應(yīng)； （2）正極：________電子，發(fā)生________反應(yīng)。4．構(gòu)成原電池的條件：（1）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；（2）兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極；（3）電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）；（4）形成閉合回路。二、鋅銅原電池的工作原理工作原理（反應(yīng)方程式）負(fù)極（Zn）正極（Cu）總反應(yīng)離子方程式：。電子移動(dòng)方向由極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向極（電流方向相反）。離子移動(dòng)方向陽(yáng)離子向極移動(dòng)，陰離子向極移動(dòng)。及時(shí)小練若用若用導(dǎo)線(xiàn)把Fe和Cu連接起來(lái)，插入稀鹽酸中，能否形成原電池？若能，請(qǐng)寫(xiě)出負(fù)極、正極、總反應(yīng)方程式。三、原電池的應(yīng)用1．比較金屬活動(dòng)性?xún)煞N金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比正極的金屬活潑。2．加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)氧化還原反應(yīng)，構(gòu)成原電池時(shí)的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快。3．設(shè)計(jì)原電池理論上，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池。利用原電池原理設(shè)計(jì)和制造原電池，可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題型一：原電池的構(gòu)成條件【例1】下列裝置能構(gòu)成原電池的是（）A． B．C． D．【變1】下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是（）A．只有（甲） B．只有（乙） C．只有（丙） D．除（乙）均可以題型二：原電池的工作原理 【例2】某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2＋+2e－=CuC．無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí)，F(xiàn)e片上發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中SO42－向銅電極移動(dòng)【變2】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濃CuSO4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，不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力變化)A．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，均為A端高B端低B．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，均為A端低B端高C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低，B端高；為絕緣體時(shí)，A端高，B端低D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高，B端低；為絕緣體時(shí)，A端低，B端高【變3】由U形管、質(zhì)量為的鐵棒、質(zhì)量為的碳棒和溶液組成的裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．閉合K，電子通過(guò)電解質(zhì)溶液移到碳棒上B．閉合K，鐵棒上有紫紅色固體析出C．閉合K，當(dāng)電路中有個(gè)電子通過(guò)時(shí)，理論上碳棒與鐵棒的質(zhì)量差為D．閉合K，鐵棒表面發(fā)生的電極反應(yīng)為【變4】某原電池，兩電極一為碳棒，一為鐵片，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．a(chǎn)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【例5】如圖為發(fā)光二極管連接檸檬電池裝置，下列說(shuō)法正確的是（）A．鐵環(huán)作為檸檬電池的正極B．電子由發(fā)光二極管經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向Fe環(huán)C．負(fù)極的電極反應(yīng)為：Fe－2e-=Fe2+D．可將檸檬替換成盛裝酒精溶液的裝置【變5】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(NO3-)③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量⑤溶液的質(zhì)量A．僅①③ B．僅①③⑤ C．僅②④ D．僅②④⑤題型三：原電池的應(yīng)用【變6-1】有a、b、c、d四種金屬。將a與b用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，a不斷腐蝕；將a、d分別投入同濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)劇烈；將銅浸入b的鹽溶液中，無(wú)明顯變化；如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。根據(jù)以上現(xiàn)象判斷，它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是A．dcab B．dabc C．dbac D．badc【變6-2】某化學(xué)興趣小組為了探究鉻和鐵的活潑性，設(shè)計(jì)如圖所示裝置，下列推斷合理的是（）A．若鉻比鐵活潑，則電子經(jīng)外電路由鐵電極流向鉻電極B．若鐵比鉻活潑，則溶液中H+向鐵電極遷移C．若鉻比鐵活潑，則鐵電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－＝H2↑D．若鐵電極附近溶液pH增大，則鐵比鉻活潑【例7】3.25g鋅與100mL1mol·L-1的稀硫酸反應(yīng)，為了加快反應(yīng)速率而不改變H2的產(chǎn)量，可采取的措施是A．滴加幾滴濃鹽酸 B．滴加幾滴濃硝酸C．滴加幾滴硫酸銅溶液 D．加入少量鋅?！纠?】可以將反應(yīng)Zn＋Br2=ZnBr2設(shè)計(jì)成蓄電池，下列4個(gè)電極反應(yīng)中，分別表示正極反應(yīng)和負(fù)極反應(yīng)的是①Br2＋2e－=2Br－②2Br－－2e－=Br2③Zn－2e－=Zn2＋④Zn2＋＋2e－=ZnA．②和③ B．②和①C．①和③ D．④和①【例9】（2021·河北·天津二中高一期中）根據(jù)化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能的相關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：Ⅰ.理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。請(qǐng)利用反應(yīng)“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電池(正極材料用碳棒)，回答下列問(wèn)題：（1）該電池的負(fù)極材料是____，發(fā)生____(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電解質(zhì)溶液是___。（2）若導(dǎo)線(xiàn)上轉(zhuǎn)移電子2mol，則生成銀____g。（3）原電池在工作時(shí)，下列反應(yīng)可以作為原電池工作時(shí)發(fā)生的反應(yīng)的是：____。A．Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2AgB．H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2+H2OC．NaOH+HCl=NaCl+H2OD．2H2+O2=2H2OⅡ.有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均用鎂片和鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同學(xué)將電極放入6mol·L-1的NaOH溶液中，如圖所示。（4）寫(xiě)出甲中正極的電極反應(yīng)式：____。（5）乙中鋁為_(kāi)___極，寫(xiě)出鋁電極的電極反應(yīng)式：____。（6）如果甲與乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料都是金屬時(shí)，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，由此他們會(huì)得出不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，依據(jù)該實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)得出的下列結(jié)論中，正確的有____。A．利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)B．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)C．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序表已過(guò)時(shí)，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值了D．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜、反應(yīng)受條件影響較大，因此具體問(wèn)題應(yīng)具體分析提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生大量氣泡的是A． B．C． D．【練2】在下圖所示的檸檬水果電池中，外電路上的電子從電極Y流向電極X。若X為鉛電極，則Y可能是A．鋅 B．銀 C．石墨 D．銅【練3】如圖是Zn和Cu形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書(shū)卡片上記錄如下：在卡片上，描述合理的是實(shí)驗(yàn)后的記錄：①Zn為正極，Cu為負(fù)極。②H+向負(fù)極移動(dòng)。③電子流動(dòng)方向：從Zn經(jīng)外電路流向Cu。④Cu極上有H2產(chǎn)生。⑤若有1mol電子流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)，則產(chǎn)生H2為0.5mol。⑥正極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+。A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④【練4】某電池總反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，下列與此電池總反應(yīng)不符的原電池是（）A．銅片、鐵片、FeCl3溶液組成的原電池B．石墨、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池C．鐵片鋅片、Fe2(SO4)3溶液組成的原電池D．銀片、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池【練5】如圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極質(zhì)量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．B極為原電池的正極 B．A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀硫酸C．C中陽(yáng)離子向A極移動(dòng) D．A極發(fā)生氧化反應(yīng)【練6】用A、B、C、D四塊金屬片進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線(xiàn)相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線(xiàn)相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線(xiàn)→C；③A、C相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是()A．A＞B＞C＞D B．C＞A＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A【練7】如圖所示：（1）銅與鋅直接浸在同一電解質(zhì)溶液中，形成了___________池，銅是___________極；鋅是___________極；正極發(fā)生___________反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生___________反應(yīng)。（2）寫(xiě)出電極反應(yīng)式：正極：___________負(fù)極：___________。（3）溶液中的H+向___________極移動(dòng)，溶液中的SO向___________極移動(dòng)。（4）總反應(yīng)的離子方程式___________?！揪?】理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。某同學(xué)利用“Cu＋2Ag+＝2Ag+Cu2+”反應(yīng)設(shè)制一個(gè)化學(xué)電池，如圖所示，已知該電池在