高三化學一輪復習精品課件化學能轉化為電能電池

1、第3節(jié) 化學能轉化為電能電池 三年三年2626考高考指數考高考指數: : 1 1了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。 2.2.了解常見的化學電源的種類及其工作原理。了解常見的化學電源的種類及其工作原理。 3.3.理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金 屬腐蝕的措施。屬腐蝕的措施。 一、原電池一、原電池 1.1.概念：把概念：把_轉化為轉化為_的裝置。的裝置。 2.2.構成條件構成條件 (1)(1)有兩個有兩個_的電極的電極( (常見為金屬或石墨常見為金屬或石

2、墨) )。 (2)(2)將電極插入將電極插入_中。中。 (3)(3)兩電極間構成兩電極間構成_。 化學能化學能電能電能 活潑性不同活潑性不同 電解質溶液電解質溶液 閉合回路閉合回路 3 3工作原理工作原理“兩電極兩反應三方向兩電極兩反應三方向” 如圖是如圖是Cu-ZnCu-Zn原電池，請?zhí)羁眨涸姵?，請?zhí)羁眨?(1)(1)兩個電極。兩個電極。 負極為負極為_，正極為，正極為_。 (2)(2)兩個電極反應。兩個電極反應。 負極：負極：_，正極：，正極：_。 (3)(3)三個方向。三個方向。 電子方向：電子從電子方向：電子從_流出經外電路流入流出經外電路流入_； 電流方向：電流從電流方向：電流從_

3、流出經外電路流入流出經外電路流入_。 離子的遷移方向：電解質溶液中，陰離子向離子的遷移方向：電解質溶液中，陰離子向_遷移，陽遷移，陽 離子向離子向_遷移。遷移。 ZnZnCuCu Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+ 2+ CuCu2+ 2+2e +2e- -=Cu=Cu 負極負極正極正極 正極正極負極負極 負極負極 正極正極 (4)(4)兩種裝置的比較。兩種裝置的比較。 裝置裝置中還原劑中還原劑ZnZn與氧化劑與氧化劑CuCu2+ 2+直接接觸，易造成能量損耗； 直接接觸，易造成能量損耗； 裝置裝置能避免能量損耗，裝置能避免能量損耗，裝置中鹽橋的作用是提供離子遷中鹽橋的作用是提供離子遷

4、 移通路。移通路。 二、化學電源的種類及其工作原理二、化學電源的種類及其工作原理 1.1.一次電池一次電池( (堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池) ) 堿性鋅錳干電池的工作原理如下：堿性鋅錳干電池的工作原理如下： 2.2.二次電池二次電池( (以鉛蓄電池為例以鉛蓄電池為例) ) 可概括為：可概括為：“放負充陰，放正充陽，充放相逆放負充陰，放正充陽，充放相逆” (1)(1)放電時的反應。放電時的反應。 負極反應：負極反應：_ 正極反應：正極反應：_ _ 總反應：總反應：Pb(s)+PbOPb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4(aq)=2PbSO(aq)=2PbSO4 4

5、(s)+2H(s)+2H2 2O(l)O(l) (2)(2)充電時的反應。充電時的反應。 陰極反應：陰極反應：_ 陽極反應：陽極反應：_ _ _ 總反應：總反應：2PbSO2PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)=Pb(s)+PbOO(l)=Pb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4(aq)(aq) Pb(s)+ (aq)-2ePb(s)+ (aq)-2e- -=PbSO=PbSO4 4(s)(s) 2 4 SO PbOPbO2 2(s)+4H(s)+4H+ +(aq)+ (aq)+2e(aq)+ (aq)+2e- -= PbSO= PbSO4 4(s)

6、(s) 2 4 SO +2H+2H2 2O(l)O(l) 2 44 PbSOs2ePb sSO (aq) PbSOPbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)-2eO(l)-2e- -= 2 24 PbOs4HaqSO (aq) 3.3.燃料電池燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性 兩種。兩種。 酸性酸性堿性堿性 負極反應式負極反應式_ 正極反應式正極反應式_ _ 電池總反應電池總反應2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O 2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ +2H2H2 2+4OH

7、+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O O O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O O O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- - 三、金屬的腐蝕和防護三、金屬的腐蝕和防護 1.1.化學腐蝕與電化學腐蝕化學腐蝕與電化學腐蝕 類型類型化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕電化學腐蝕 反應物反應物 _ _ _ _ 反應類型反應類型_ 有無電流產生有無電流產生_ 實質實質_ 金屬、干燥氣體或非金屬、干燥氣體或非 電解質液體電解質液體 不純金屬、電解不純金屬、電解 質溶液質溶液 直接發(fā)生化學反應直接發(fā)生化學反應原電池反應原電池反應 無無有有

8、金屬原子失去電子被氧化金屬原子失去電子被氧化 2.2.鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕 類型類型析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕 水膜性質水膜性質_ 負極反應負極反應_ 正極反應正極反應_ _ Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+ 2+ 2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- - 酸性較強酸性較強酸性很弱或呈中性酸性很弱或呈中性 類型類型析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕 其他其他 反應反應 及產及產 物物 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4F

9、e(OH)3 3 2Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3xHxH2 2O+(3-x)HO+(3-x)H2 2O O 普遍普遍 性性 _更普遍更普遍 吸氧腐蝕吸氧腐蝕 FeFe2+ 2+2OH +2OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)2 22Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 2 3.3.金屬的防護金屬的防護 (1)(1)加防護層。加防護層。 如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、 橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。 (

10、2)(2)電化學防護。電化學防護。 犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法原電池原理原電池原理 被保護的金屬設備作被保護的金屬設備作_，比被保護的金屬活潑的金屬作，比被保護的金屬活潑的金屬作 _。 陰極電保護法陰極電保護法電解原理電解原理 被保護的金屬設備作被保護的金屬設備作_，廢鐵作，廢鐵作_。 (3)(3)改變內部結構，如制成不銹鋼等。改變內部結構，如制成不銹鋼等。 正極正極 負極負極 陰極陰極陽極陽極 1.1.不是所有化學反應都可以設計成原電池。不是所有化學反應都可以設計成原電池。( )( ) 【分析分析】正確。只有氧化還原反應才可以設計成原電池。正確。只有氧化還原反應才可以設計成原電池。 2.2

11、.原電池的兩電極中，較活潑的電極一定為負極。原電池的兩電極中，較活潑的電極一定為負極。( )( ) 【分析分析】錯誤。不一定，如鋁、鎂和錯誤。不一定，如鋁、鎂和NaOHNaOH溶液構成的原電池，溶液構成的原電池， 鋁作原電池的負極，鎂作原電池的正極。鋁作原電池的負極，鎂作原電池的正極。 3.3.燃料電池的反應條件是燃燒。燃料電池的反應條件是燃燒。( )( ) 【分析分析】錯誤。燃料電池利用的是可燃物燃燒這一氧化還原錯誤。燃料電池利用的是可燃物燃燒這一氧化還原 反應，但絕不是燃燒。反應，但絕不是燃燒。 4.4.可充電電池中的電極反應是可逆反應。可充電電池中的電極反應是可逆反應。( )( ) 【分

12、析分析】錯誤?？沙潆婋姵氐某潆娕c放電不是在相同條件下錯誤?？沙潆婋姵氐某潆娕c放電不是在相同條件下 發(fā)生的，故它不是可逆反應。發(fā)生的，故它不是可逆反應。 5.5.金屬的陰極電保護法是利用原電池原理將被保護金屬作陰金屬的陰極電保護法是利用原電池原理將被保護金屬作陰 極。極。( )( ) 【分析分析】利用原電池原理保護金屬是將被保護金屬作原電池正利用原電池原理保護金屬是將被保護金屬作原電池正 極極( (也稱陰極也稱陰極) )，將更活潑的金屬作負極，將更活潑的金屬作負極( (也稱陽極也稱陽極) )。叫作犧牲。叫作犧牲 陽極保護法。而陰極電保護法是利用電解原理，將被保護金屬陽極保護法。而陰極電保護法是利

13、用電解原理，將被保護金屬 作電解池的陰極。作電解池的陰極。 原電池的構成及電極反應式的書寫原電池的構成及電極反應式的書寫 1.1.原電池的構成原電池的構成“兩極一液一回路兩極一液一回路” 電極電極 兩極為導體且存在活潑性差異兩極為導體且存在活潑性差異( (燃料電池燃料電池 的電極一般為惰性電極的電極一般為惰性電極) ) 兩極插入電解質溶液中兩極插入電解質溶液中 形成閉合回路或兩極直接接觸形成閉合回路或兩極直接接觸 有無氧化還原反應發(fā)生有無氧化還原反應發(fā)生 原電池構成原電池構成 溶液溶液 回路回路 本質本質 2.2.正、負極的判斷正、負極的判斷 3.3.電極反應式的書寫電極反應式的書寫 (1)(

14、1)一般電極反應式書寫的三步驟。一般電極反應式書寫的三步驟。 列物質列物質 標得失標得失 看環(huán)境看環(huán)境 配守恒配守恒 兩式加兩式加 驗總式驗總式 負極發(fā)生氧化反應負極發(fā)生氧化反應 正極發(fā)生還原反應正極發(fā)生還原反應 參加反應的微粒和得參加反應的微粒和得 失電子數失電子數 在電解質溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極產物，在電解質溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極產物， 即即H H+ +、OHOH- -、H H2 2O O等是否參加反應等是否參加反應 遵守電荷守恒、質量守恒、電子守恒遵守電荷守恒、質量守恒、電子守恒 兩電極反應式相加，與總反應式對照驗證兩電極反應式相加，與總反應式對照驗證 (2)(2)復雜電極反

15、應式的書寫。復雜電極反應式的書寫。 = =- - 如如CHCH4 4酸性燃料電池中，電極反應式為：酸性燃料電池中，電極反應式為： CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2OO總反應式總反應式 2O2O2 2+8H+8H+ +8e+8e- -=4H=4H2 2OO正極反應式正極反應式 CHCH4 4+2H+2H2 2O-8eO-8e- -=CO=CO2 2+8H+8H+ +負極反應式負極反應式 復雜電極復雜電極 反應式反應式 總反應式總反應式 較簡單一極的較簡單一極的 電極反應式電極反應式 【高考警示鐘高考警示鐘】 (1)(1)負極本身不一定都參加反應，如燃料電池中，

16、作為負極的材料負極本身不一定都參加反應，如燃料電池中，作為負極的材料 本身并不參加反應。本身并不參加反應。 (2)(2)不注意電解質溶液的成分，容易誤寫電極反應式，如不注意電解質溶液的成分，容易誤寫電極反應式，如AlAl負極，負極， 在酸性溶液中生成在酸性溶液中生成AlAl3+ 3+，在堿性溶液中生成 ，在堿性溶液中生成Al(OH)Al(OH)4 4- -。 (3)(3)在原電池中離子移動方向容易誤判。陽離子移向正極，陰離子在原電池中離子移動方向容易誤判。陽離子移向正極，陰離子 移向負極。移向負極。 【拓展延伸拓展延伸】原電池正負極的其他判斷方法原電池正負極的其他判斷方法 (1)(1)根據原電

17、池中電解質溶液內離子的定向移動判斷。在原電根據原電池中電解質溶液內離子的定向移動判斷。在原電 池的電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。池的電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。 (2)(2)根據電池總反應判斷。反應中的還原劑是負極的活性物質，根據電池總反應判斷。反應中的還原劑是負極的活性物質， 對應的電極為負極；氧化劑則是正極上得電子的活性物質，對應的電極為負極；氧化劑則是正極上得電子的活性物質， 對應的電極為正極。對應的電極為正極。 【典例典例1 1】生物燃料電池生物燃料電池(BFC)(BFC)是以有機物為燃料，直接或間是以有機物為燃料，直接或間 接利用酶作為催化劑

18、的一類特殊的燃料電池，其能量轉化效接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池，其能量轉化效 率高，是一種真正意義上的綠色電池，其工作原理如圖所示。率高，是一種真正意義上的綠色電池，其工作原理如圖所示。 已知已知C C1 1極的電極反應式為：極的電極反應式為：C C2 2H H5 5OH+3HOH+3H2 2O O12e12e =2CO =2CO2 2+12H+12H+ +。 下列有關說法不正確的是下列有關說法不正確的是( )( ) A AC C1 1極為電池負極，極為電池負極，C C2 2極為電池正極極為電池正極 B B電子由電子由C C2 2極經外電路導線流向極經外電路導線流向C C1 1極極

19、C CC C2 2極的電極反應式為極的電極反應式為O O2 2+4H+4H+ +4e+4e =2H =2H2 2O O D D該生物燃料電池的總反應式為：該生物燃料電池的總反應式為： C C2 2H H5 5OH+3OOH+3O2 2=2CO=2CO2 2+3H+3H2 2O O 【解題指南解題指南】解答本題時應注意以下兩點：解答本題時應注意以下兩點： (1)(1)燃料電池中通入燃料的一極一定為負極；燃料電池中通入燃料的一極一定為負極； (2)(2)正極產生的正極產生的OHOH- -要與溶液中的要與溶液中的H H+ +反應。反應。 【解析解析】選選B B。燃料電池中，通入燃料的一極為負極，發(fā)生

20、氧。燃料電池中，通入燃料的一極為負極，發(fā)生氧 化反應，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應，化反應，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應，A A、C C項正項正 確；電子由負極經外電路流向正極，確；電子由負極經外電路流向正極，B B項錯誤。項錯誤。 【技巧點撥技巧點撥】燃料電池的電極判斷及電極反應式的書寫燃料電池的電極判斷及電極反應式的書寫 (1)(1)作為燃料電池，充入氧氣的一極一定是正極，另外一極為作為燃料電池，充入氧氣的一極一定是正極，另外一極為 負極。負極。 (2)(2)書寫正負電極反應時，要先寫簡單的一極，如燃料電池，書寫正負電極反應時，要先寫簡單的一極，如燃料電池， 一般先寫正極反應。

21、當介質為堿性時，電極反應式為一般先寫正極反應。當介質為堿性時，電極反應式為 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -，當介質為酸性溶液時，電極反應式為，當介質為酸性溶液時，電極反應式為 4H4H+ +O+O2 2+4e+4e- -=2H=2H2 2O O，然后用總反應減去該電極反應，即可得，然后用總反應減去該電極反應，即可得 出另一極反應出另一極反應( (前提是電量守恒前提是電量守恒) )。 【變式訓練變式訓練】(2011(2011海南高考改編海南高考改編) )根據如圖，下列判斷中根據如圖，下列判斷中 正確的是正確的是( )( ) A AFeFe極作負極極作負極

22、 B B燒杯燒杯b b中發(fā)生氧化反應中發(fā)生氧化反應 C C燒杯燒杯a a中發(fā)生的反應為中發(fā)生的反應為2H2H+ +2e+2e =H =H2 2 D D燒杯燒杯b b中發(fā)生的反應為中發(fā)生的反應為2Cl2Cl 2e2e =Cl =Cl2 2 【解析解析】選選B B。ZnZn比比FeFe活潑，所以活潑，所以ZnZn作負極，發(fā)生氧化反應，作負極，發(fā)生氧化反應， 電極反應式為：電極反應式為：ZnZn2e2e =Zn =Zn2+ 2+，故 ，故A A、D D錯誤；錯誤；FeFe作正極，作正極， 氧氣在該電極上發(fā)生還原反應，電極反應式為：氧氣在該電極上發(fā)生還原反應，電極反應式為：2H2H2 2O+OO+O2

23、 2+4e+4e =4OH=4OH ， ，C C錯。錯。 【變式備選變式備選】MCFCMCFC型燃料電池可同時供應電和水蒸氣，其工型燃料電池可同時供應電和水蒸氣，其工 作溫度為作溫度為600600700 700 ，所用燃料為，所用燃料為H H2 2，電解質為熔融的，電解質為熔融的K K2 2COCO3 3。 該電池的總反應式為：該電池的總反應式為：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，負極反應為：，負極反應為： H H2 2+ -2e+ -2e- -=H=H2 2O+COO+CO2 2。則下列推斷中，正確的是。則下列推斷中，正確的是( )( ) A A正極反應為正極反應為4OH

24、4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2 B B當電池生成當電池生成1 mol1 mol水時，轉移水時，轉移4 mol4 mol電子電子 C C放電時放電時 向負極移動向負極移動 D D通通H H2 2的一極為負極，發(fā)生還原反應的一極為負極，發(fā)生還原反應 2 3 CO 2 3 CO 【解析解析】選選C C。A A項，正極反應應有項，正極反應應有O O2 2參加，故參加，故A A錯誤；錯誤；B B項，項， 根據總電極反應式可知，當生成根據總電極反應式可知，當生成1 mol1 mol水時，轉移水時，轉移2 mol2 mol電電 子，子，B B錯誤；錯誤；C C項，因負極上氫

25、氣失電子，從而負極帶上了正項，因負極上氫氣失電子，從而負極帶上了正 電荷，故放電時電荷，故放電時 向負極移動，向負極移動，C C正確；正確；D D項，通項，通H H2 2的一極的一極 為負極，發(fā)生氧化反應，為負極，發(fā)生氧化反應，D D錯誤。錯誤。 2 3 CO 原電池工作原理的應用原電池工作原理的應用 1 1比較金屬的活動性強弱比較金屬的活動性強弱“負強正弱負強正弱” 原電池中，一般活動性強的金屬作負極，而活動性弱的金屬原電池中，一般活動性強的金屬作負極，而活動性弱的金屬 ( (或非金屬或非金屬) )作正極。作正極。 如有兩種金屬如有兩種金屬A A和和B B，用導線將，用導線將A A和和B B

26、連接后，插入到稀硫酸中，連接后，插入到稀硫酸中， 一段時間后，若觀察到一段時間后，若觀察到A A極溶解，而極溶解，而B B極上有氣體放出，則說極上有氣體放出，則說 明明A A作負極，作負極，B B作正極，則可以斷定金屬活動性作正極，則可以斷定金屬活動性A AB B。 2 2加快化學反應速率加快化學反應速率 由于形成了原電池，導致反應速率加快。如由于形成了原電池，導致反應速率加快。如ZnZn與稀硫酸反應與稀硫酸反應 制氫氣時，可向溶液中滴加少量制氫氣時，可向溶液中滴加少量CuSOCuSO4 4溶液，形成溶液，形成Cu-ZnCu-Zn原電原電 池，加快反應進行。池，加快反應進行。 3 3用于金屬的

27、防護用于金屬的防護“損負護正損負護正” 使需要保護的金屬制品作原電池正極而受到保護。例如要保使需要保護的金屬制品作原電池正極而受到保護。例如要保 護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導線將其與一塊鋅護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導線將其與一塊鋅 塊相連，使鋅作原電池的負極。塊相連，使鋅作原電池的負極。 4.4.設計制作化學電源設計制作化學電源 設計原電池要緊扣構成原電池的三個條件。設計原電池要緊扣構成原電池的三個條件。 (1)(1)首先將已知氧化還原反應拆分為兩個半反應。首先將已知氧化還原反應拆分為兩個半反應。 (2)(2)根據原電池的電極反應特點，結合兩個半反應找出正負極根據原電池的電

28、極反應特點，結合兩個半反應找出正負極 材料材料( (負極就是失電子的物質，正極用比負極活潑性差的金屬負極就是失電子的物質，正極用比負極活潑性差的金屬 即可，也可以用石墨即可，也可以用石墨) )及電解質溶液。及電解質溶液。 電極材料的選擇電極材料的選擇“強負弱正強負弱正” 在原電池中，選擇活潑性較強的金屬作為負極；活潑性較弱在原電池中，選擇活潑性較強的金屬作為負極；活潑性較弱 的金屬或非金屬作為正極，并且原電池的電極必須導電。一的金屬或非金屬作為正極，并且原電池的電極必須導電。一 般來說，負極應該跟電解質溶液發(fā)生反應。般來說，負極應該跟電解質溶液發(fā)生反應。 電解質溶液的選擇電解質溶液的選擇 電解

29、質溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應，或者電解質溶液中電解質溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應，或者電解質溶液中 溶解的其他物質能與負極發(fā)生反應溶解的其他物質能與負極發(fā)生反應( (如溶解于溶液中的空氣如溶解于溶液中的空氣) )。 但如果兩個半反應分別在兩個容器中進行但如果兩個半反應分別在兩個容器中進行( (中間連接鹽橋中間連接鹽橋) )， 則左右兩個容器中的電解質溶液選擇與電極材料相同的陽離則左右兩個容器中的電解質溶液選擇與電極材料相同的陽離 子。如在子。如在Cu-Zn-Cu-Zn-硫酸構成的原電池中，負極硫酸構成的原電池中，負極ZnZn浸泡在含有浸泡在含有ZnZn2+ 2+ 的電解質溶液中，而正極的電解

30、質溶液中，而正極CuCu浸泡在含有浸泡在含有CuCu2+ 2+的電解質溶液中。 的電解質溶液中。 (3)(3)按要求畫出原電池裝置圖。按要求畫出原電池裝置圖。 如根據如根據2Fe2Fe3+ 3+Cu=2Fe +Cu=2Fe2+ 2+Cu +Cu2+ 2+設計原電池： 設計原電池： 負極：負極：Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+ 2+ 正極：正極：2Fe2Fe3+ 3+2e +2e- -=2Fe=2Fe2+ 2+ 【高考警示鐘高考警示鐘】 (1)(1)能設計成原電池的反應一定是放熱的氧化還原反應，吸熱能設計成原電池的反應一定是放熱的氧化還原反應，吸熱 反應不可能將化學能轉化為電能。反應不

31、可能將化學能轉化為電能。 (2)(2)利用原電池原理可加快制氫氣的速率，但可能影響生成氫利用原電池原理可加快制氫氣的速率，但可能影響生成氫 氣的量。需注意生成氫氣的總量是取決于金屬的量還是取決氣的量。需注意生成氫氣的總量是取決于金屬的量還是取決 于酸的量。于酸的量。 (3)(3)設計原電池時，負極材料確定之后，正極材料的選擇范圍設計原電池時，負極材料確定之后，正極材料的選擇范圍 較廣，只要合理都可以。較廣，只要合理都可以。 【典例典例2 2】某?；瘜W研究性學習小組欲設計實驗驗證某?；瘜W研究性學習小組欲設計實驗驗證FeFe、CuCu的的 金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成金屬活

32、動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成 有關實驗項目：有關實驗項目： 方案方案I I：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入?。河腥颂岢鰧⒋笮∠嗟鹊蔫F片和銅片，分別同時放入稀 硫酸硫酸( (或稀鹽酸或稀鹽酸) )中，觀察產生氣泡的快慢，據此確定它們的中，觀察產生氣泡的快慢，據此確定它們的 活動性。該原理的離子方程式為?；顒有浴Ｔ撛淼碾x子方程式為。 方案方案：有人利用：有人利用FeFe、CuCu作電極設計成原電池，以確定它們作電極設計成原電池，以確定它們 的活動性。試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電的活動性。試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電 池的電極材料和電解質

33、溶液，并寫出電極反應式。池的電極材料和電解質溶液，并寫出電極反應式。 正極：；正極：； 負極：。負極：。 方案方案：結合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證：結合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證FeFe、 CuCu活動性的簡單實驗方案活動性的簡單實驗方案( (與方案與方案、不能雷同不能雷同) ) _， 用離子方程式表示其反應原理：用離子方程式表示其反應原理： 。 【解析解析】方案方案：鐵可以和稀硫酸：鐵可以和稀硫酸( (或稀鹽酸或稀鹽酸) )反應生成反應生成H H2 2，而，而 CuCu在金屬活動性順序表中位于在金屬活動性順序表中位于H H的后面，不能置換出酸中的氫。的后面，不能置換出酸中

34、的氫。 方案方案：利用原電池原理證明金屬活動性：利用原電池原理證明金屬活動性FeFeCuCu，可以把鐵片，可以把鐵片 作為原電池的負極，銅片作為原電池的正極，稀硫酸作電解質作為原電池的負極，銅片作為原電池的正極，稀硫酸作電解質 溶液，按要求組成閉合回路，畫出裝置圖，并寫出相應的電極溶液，按要求組成閉合回路，畫出裝置圖，并寫出相應的電極 反應式。也可以設計鹽橋組成原電池。反應式。也可以設計鹽橋組成原電池。 方案方案：可以利用金屬與鹽溶液的置換反應驗證金屬的活潑性。：可以利用金屬與鹽溶液的置換反應驗證金屬的活潑性。 把鐵片插入把鐵片插入CuSOCuSO4 4溶液中觀察現象。溶液中觀察現象。 答案：

35、答案：FeFe2H2H+ +=Fe=Fe2+ 2+ H H2 2 ： 正極：正極：2H2H+ +2e2e- -=H=H2 2或或 CuCu2+ 2+ 2e2e- -=Cu=Cu 負極：負極：FeFe2e2e- -=Fe=Fe2+ 2+ ：把一個光潔的鐵片插入到：把一個光潔的鐵片插入到CuSOCuSO4 4溶液中，觀察現象溶液中，觀察現象 FeFeCuCu2+ 2+=Fe =Fe2+ 2+ CuCu 【互動探究互動探究】在以上題目中，是通過設計原電池，利用原電在以上題目中，是通過設計原電池，利用原電 池的工作原理，驗證了鐵的金屬活動性強于銅。但是，是否池的工作原理，驗證了鐵的金屬活動性強于銅。但

36、是，是否 鐵與銅分別作電極構成的原電池中，鐵一定作為原電池的負鐵與銅分別作電極構成的原電池中，鐵一定作為原電池的負 極呢？極呢？ 提示：不一定，用鐵、銅和濃硝酸構成的原電池中，因鐵在提示：不一定，用鐵、銅和濃硝酸構成的原電池中，因鐵在 常溫下和濃硝酸發(fā)生鈍化，故它不再繼續(xù)發(fā)生氧化反應，而常溫下和濃硝酸發(fā)生鈍化，故它不再繼續(xù)發(fā)生氧化反應，而 銅則容易和濃硝酸發(fā)生氧化反應，表現為失電子，故銅成為銅則容易和濃硝酸發(fā)生氧化反應，表現為失電子，故銅成為 了原電池的負極，鐵成為了原電池的正極。了原電池的負極，鐵成為了原電池的正極。 1.1.下列圖示裝置屬于原電池的是下列圖示裝置屬于原電池的是( )( )

37、【解析解析】選選B B。原電池的形成條件之一就是存在活動性不同的。原電池的形成條件之一就是存在活動性不同的 兩種金屬或金屬、非金屬，故兩種金屬或金屬、非金屬，故A A錯誤；另一條件是存在電解質錯誤；另一條件是存在電解質 溶液或兩電極直接接觸，故溶液或兩電極直接接觸，故C C錯誤；再者就是構成閉合回路，錯誤；再者就是構成閉合回路， D D項，沒有構成閉合回路，項，沒有構成閉合回路，D D錯誤。錯誤。 2.X2.X、Y Y、Z Z、W 4W 4塊金屬分別用導線兩兩相連浸入稀硫酸中組塊金屬分別用導線兩兩相連浸入稀硫酸中組 成原電池。成原電池。X X、Y Y相連時，相連時，X X為負極；為負極；Z Z

38、、W W相連時，電流方向是相連時，電流方向是 W ZW Z；X X、Z Z相連時，相連時，Z Z極上產生大量氣泡；極上產生大量氣泡；W W、Y Y相連時，相連時，W W極極 發(fā)生氧化反應。據此判斷發(fā)生氧化反應。據此判斷4 4種金屬的活動性順序是種金屬的活動性順序是( )( ) A.XA.XZ ZW WY YB.ZB.ZX XY YW W C.XC.XY YZ ZW WD.YD.YW WZ ZX X 【解析解析】選選A A。由。由“X X、Y Y相連時，相連時，X X為負極；為負極；Z Z、W W相連時，電相連時，電 流方向是流方向是W WZ Z”得出金屬活動性順序為得出金屬活動性順序為X XY

39、 Y，Z ZW W；再由；再由“X X、 Z Z相連時，相連時，Z Z極上產生大量氣泡；極上產生大量氣泡；W W、Y Y相連時，相連時，W W極發(fā)生氧化反極發(fā)生氧化反 應應”得出金屬活動性順序為得出金屬活動性順序為X XZ Z，W WY Y。 3.20113.2011年年8 8月美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻月美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻 省理工大學共同研制成功了用于潛航器省理工大學共同研制成功了用于潛航器 的鎂的鎂- -過氧化氫燃料電池系統(tǒng)。電池總過氧化氫燃料電池系統(tǒng)。電池總 反應是：反應是：Mg+HMg+H2 2O O2 2+2H+2H =Mg =Mg2 2 +2H +2H2 2O O，其，其 工作

40、原理如圖所示：工作原理如圖所示： 以下說法中錯誤的是以下說法中錯誤的是( )( ) A A電池的負極反應為：電池的負極反應為：Mg-2eMg-2e =Mg =Mg2 2 B B電池工作時，電池工作時，H H 向負極移動 向負極移動 C C電池工作一段時間后，溶液的電池工作一段時間后，溶液的pHpH增大增大 D DH H2 2O O2 2的還原產物為的還原產物為H H2 2O O 【解析解析】選選B B。電池工作時，。電池工作時，H H 應向正極移動， 應向正極移動，B B錯誤；錯誤；C C項，項， 由電極總反應式由電極總反應式Mg+HMg+H2 2O O2 2+2H+2H =Mg =Mg2 2 +2H +2H2 2O O可知，可知，H H+ +被消耗，被消耗， 故故pHpH變大，變大，C C正確。正確。 4.