高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池學(xué)案 新人教版選修4

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池 目標(biāo)導(dǎo)航1.以銅鋅原電池為例，理解原電池的工作原理。2.學(xué)會(huì)判斷原電池的正、負(fù)極。3.掌握原電池反應(yīng)方程式和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。一、原電池的工作原理1理清氧化還原反應(yīng)的兩條線索(1)還原劑失電子元素化合價(jià)升高被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)氧化劑得電子元素化合價(jià)降低被還原發(fā)生還原反應(yīng)。2原電池構(gòu)成的條件：(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個(gè)條件：電解質(zhì)溶液；兩電極直接或間接接觸；兩電極插入電解質(zhì)溶液中。3原電池是將化學(xué)能

2、轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。(1)分析下圖所示原電池裝置并填空。原電池總反應(yīng)式：zn2h=zn2h2。(2)電子流動(dòng)方向和電流方向外電路：電子由zn電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅電極，電流由銅電極流向zn電極；內(nèi)電路：陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極?！竞献魈骄俊?.(1)寫(xiě)出右圖裝置中電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。答案負(fù)極：zn2e=zn2正極：cu22e=cu總反應(yīng)式：zncu2=zn2cu(2)隨著時(shí)間的延續(xù)，電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度逐漸減小，最終沒(méi)有電流通過(guò)，為什么？答案由于鋅片與cuso4溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液中有cu2在鋅片表面直接被還原，一旦有少量銅在鋅片表

3、面析出，即在負(fù)極(鋅)表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極表面析出，致使向外輸出的電流減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，反應(yīng)終止，也就無(wú)電流產(chǎn)生。2如圖裝置，可使原電池不斷地產(chǎn)生電流，試分析其原理。(1)當(dāng)有鹽橋存在時(shí)，在znso4溶液中，鋅片逐漸溶解，即zn被氧化，鋅原子失去電子，形成zn2進(jìn)入溶液；從鋅片上釋放出的電子，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅片；cuso4溶液中的cu2從銅片上得到電子，被還原成為金屬銅并沉積在銅片上；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，左邊燒杯的溶液中c(zn2)增大(填“增大”、“減小”或“不變”)，右邊燒杯的溶液中c(cu2)減小。同時(shí)，鹽橋中的cl會(huì)移向znso4溶液，k會(huì)移向cuso4溶液，

4、使znso4溶液和cuso4溶液均保持電中性，氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流。(2)取出鹽橋后，由于zn原子失去電子成為zn2進(jìn)入溶液，使znso4溶液因zn2增加而帶正電；同時(shí)cu2獲得電子成為金屬銅沉淀在銅片上，使cuso4溶液因so相對(duì)增加而帶負(fù)電。這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷，構(gòu)不成原電池。3在上題圖中，鹽橋的作用是什么？答案(1)鹽橋中通常裝有含有瓊脂的kcl飽和溶液，能使兩個(gè)燒杯中的溶液連成一個(gè)通路。離子在鹽橋中能定向移動(dòng)，通過(guò)鹽橋?qū)蓚€(gè)隔離的電解質(zhì)溶液連接起來(lái)，可使電流持續(xù)傳導(dǎo)。(2)使用鹽橋是將兩個(gè)半電池完全隔開(kāi)，使副反應(yīng)減至最低程度

5、，可以獲得單純的電極反應(yīng)，便于分析放電過(guò)程，有利于最大限度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。二、原電池原理的應(yīng)用【練一練】1有a、b、c、d四塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：a、b用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀h2so4中，a極為負(fù)極；c、d用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀h2so4中，電流由d導(dǎo)線c；a、c相連后，同時(shí)浸入稀h2so4中，c極產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連后，同時(shí)浸入稀h2so4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()aabcd bacdbccabd dbdca答案b解析金屬與稀h2so4組成原電池，活潑金屬為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，h在正極表面得到電子生成h2；電子流動(dòng)

6、方向由負(fù)極正極，電流方向則由正極負(fù)極。在題述原電池中，a、b作電極的原電池中，a為負(fù)極，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閍b；c、d作電極的原電池中，c為負(fù)極，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閏d；a、c作電極的原電池中，a為負(fù)極，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閍c；b、d作電極的原電池中，d為負(fù)極，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閐b。綜上可知，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閍cdb。2利用原電池原理，可以加快化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，原因是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，溶液中的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互間的干擾小，使化學(xué)反應(yīng)加快。如實(shí)驗(yàn)室中用zn與稀h2so4反應(yīng)制取h2時(shí)，通常滴入幾滴cuso4溶液。這樣做的原因是zn與置換出的cu、稀h2so4構(gòu)成了原電池，加快了反應(yīng)

7、的進(jìn)行?！竞献魈骄俊?在原電池中，負(fù)極的金屬性一定比正極的金屬性強(qiáng)嗎？試舉例說(shuō)明。答案不一定。在判斷原電池正、負(fù)極時(shí)，不要只考慮金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱，還要考慮電解質(zhì)溶液。故應(yīng)由電池反應(yīng)來(lái)確定電極名稱，發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬作負(fù)極。如下圖甲池中mg作負(fù)極：mg2e=mg2，al作正極：2h2e=h2；乙池中由于鎂不與強(qiáng)堿反應(yīng)而al和naoh溶液能反應(yīng)，所以al作負(fù)極：al3e4oh=alo2h2o，mg作正極：2h2o2e=h22oh。2為什么實(shí)驗(yàn)室用粗鋅比用純鋅與稀硫酸反應(yīng)速率快？答案因?yàn)榇咒\中鋅、雜質(zhì)和稀h2so4構(gòu)成了原電池，減小了粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互干擾。3利用反應(yīng)cu2fecl3=2fecl2

8、cucl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫(huà)出裝置圖(帶鹽橋)寫(xiě)出電極反應(yīng)式。答案負(fù)極：cu2e=cu2正極：2fe32e=2fe2一、原電池原理及正、負(fù)的判斷【例1】下列有關(guān)原電池的說(shuō)法中正確的是()a在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極b在原電池中，一定是相對(duì)較活潑的金屬作負(fù)極，不活潑的金屬作正極c原電池工作時(shí)，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生d原電池工作時(shí)，可能會(huì)伴隨著熱能變化解析a項(xiàng)，內(nèi)電路中不存在電子的移動(dòng)；b項(xiàng)，若是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池，則負(fù)極是鋁；c項(xiàng)，若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池，則正極表面析出銅，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。答案d【歸納總結(jié)】正負(fù)極的判斷方法判斷依據(jù)負(fù)極正極電極材料活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬活

9、動(dòng)性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬電子流動(dòng)方向電子流出極電子流入極電解質(zhì)溶液中離子定向流動(dòng)的方向陰離子移向的電極陽(yáng)離子移向的電極電流方向電流流入極電流流出極與電解質(zhì)溶液能否發(fā)生反應(yīng)能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的金屬不能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的金屬(非金屬)反應(yīng)現(xiàn)象電極溶解電極增重或有氣泡產(chǎn)生變式訓(xùn)練1分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()a中mg作負(fù)極，中fe作負(fù)極b中mg作正極，電極反應(yīng)式為6h2o6e=6oh3h2c中fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為fe2e=fe2d中cu作正極，電極反應(yīng)式為2h2e=h2答案b解析中mg不與naoh溶液反應(yīng)，而al能和naoh溶液反應(yīng)，失去電子，故al作負(fù)極，中

10、fe在濃硝酸中易鈍化，cu和濃hno3反應(yīng)失去電子，故cu作負(fù)極，a、c項(xiàng)錯(cuò)誤；中電池總反應(yīng)為2al2oh2h2o=2alo3h2，負(fù)極電極反應(yīng)式為2al8oh6e=2alo4h2o，二者相減得到正極電極反應(yīng)式為6h2o6e=6oh3h2，b項(xiàng)正確；中cu作正極，電極反應(yīng)式為o22h2o4e=4oh，d項(xiàng)錯(cuò)誤。二、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)【例2】(1)將鐵片、銅片用導(dǎo)線連接后，置于稀硫酸中，形成原電池，其正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)方程式：_。(2)有一紐扣電池，其電極分別為zn和ag2o，以koh溶液為電解質(zhì)溶液，電池的總反應(yīng)為znag2oh2o=2agzn(oh)2。zn發(fā)生_反應(yīng)

11、，是_極，電極反應(yīng)式是_。ag2o發(fā)生_反應(yīng)，是_極，電極反應(yīng)式是_。答案(1)2h2e=h2fe2e=fe2feh2so4=feso4h2(2)氧化負(fù)zn2e2oh=zn(oh)2還原正ag2o2eh2o=2ag2oh【歸納總結(jié)】1.一般電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法第一步第三步：兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對(duì)照驗(yàn)證2已知總反應(yīng)式，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式(1)分析化合價(jià)，確定正極、負(fù)極的反應(yīng)物與生成物。(2)在電極反應(yīng)式的左邊寫(xiě)出得失電子數(shù)，使得失電子守恒。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒配平電極反應(yīng)式。(4)復(fù)雜電極反應(yīng)式總反應(yīng)式簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式。變式訓(xùn)練2如圖所示，x為單質(zhì)硅，y為金屬鐵，a為naoh溶液，組裝成一個(gè)原

12、電池，回答下列問(wèn)題。(1)正極_(填名稱，下同)發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)式_ _。(2)負(fù)極_，發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)式_。(3)電池總反應(yīng)式_。答案(1)鐵還原4h2o4e=4oh2h2(2)硅氧化si6oh4e=sio3h2o(3)si2naohh2o=na2sio32h2三、原電池的設(shè)計(jì)【例3】依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2ag(aq)cu(s)=cu2(aq)2ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極x的材料是_；電解質(zhì)溶液y是_。(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)；x電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(3)外電路中的電子是從_極流向_極。解析原電池中負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上

13、發(fā)生還原反應(yīng)，鹽橋起到形成閉合回路、平衡電荷的作用。由總反應(yīng)方程式可知電極x的材料是cu，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液y是可溶性銀鹽溶液，常用agno3溶液。電極反應(yīng)式如下，負(fù)極：cu2e=cu2，正極：2ag2e=2ag，電子由負(fù)極(cu)流出，經(jīng)外電路流向正極(ag)。答案(1)cuagno3溶液(2)正2ag2e=2agcu2e=cu2(3)負(fù)(cu)正(ag)【歸納總結(jié)】原電池裝置的設(shè)計(jì)方法思路以fecuso4=feso4cu反應(yīng)為例，原電池裝置設(shè)計(jì)方法思路如下第一步：將電池總反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng)負(fù)極：fe2e=fe2，正極：cu22e=cu第二步：確定負(fù)極材料、正極材料和電解質(zhì)溶液負(fù)極材料

14、：失電子的物質(zhì)(還原劑)作負(fù)極材料即fe。正極材料：用比負(fù)極材料金屬活動(dòng)性差的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極材料即cu或ag或c等。電解質(zhì)溶液：含有反應(yīng)中作氧化劑的物質(zhì)作電解質(zhì)，即cuso4溶液，如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有與電極材料相同的金屬的陽(yáng)離子。第三步：畫(huà)出裝置圖，并注明電極材料和電解質(zhì)溶液，如下圖。變式訓(xùn)練3由鋅片、銅片和200 ml稀h2so4組成的原電池如下圖所示。(1)原電池的負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)，正極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)電流的方向是_。(3)一段時(shí)間后，當(dāng)在銅片上放出1.68 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí)，h2so4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的

15、同時(shí)，共消耗_g鋅，有_個(gè)電子通過(guò)了導(dǎo)線，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是_(設(shè)溶液體積不變)。答案(1)zn2e=zn22h2e=h2(2)由cu極流向zn極(3)4.8759.03×10220.75 mol·l1解析產(chǎn)生0.075 mol h2，通過(guò)0.075×20.15(mol)電子，消耗0.075 mol zn和0.075 mol h2so4。所以m(zn)0.075 mol×65 g·mol14.875 g，n(e)0.15 mol×6.02×1023 mol19.03×1022，c(h2so4)0.75 mol&

16、#183;l1。變式訓(xùn)練4請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證cu2、fe3氧化性的強(qiáng)弱。請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。答案正極：2fe32e=2fe2負(fù)極：cu2e=cu2解析根據(jù)反應(yīng)cu2fe3=2fe2cu2可以證明氧化性為fe3cu2，根據(jù)原電池原理可知負(fù)極：cu2e=cu2，正極：2fe32e=2fe2。根據(jù)兩極反應(yīng)可知負(fù)極材料為cu，正極材料可以是c或ag，電解質(zhì)溶液含有fe3。1下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()a構(gòu)成原電池的兩極必須是兩種不同金屬b原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置c原電池工作時(shí)總是負(fù)極溶解，正極上有物質(zhì)析出d原電池的正極是還原劑，總是溶液中的陽(yáng)離子在此被還原答案b

17、2.某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。下列敘述不正確的是()aa和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出ba和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為cu22e=cuc無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色da和b用導(dǎo)線連接后，電流由鐵電極經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極答案d解析a和b不連接時(shí)，fe和cu2直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出，a項(xiàng)正確；若a和b用導(dǎo)線連接，則構(gòu)成原電池，此時(shí)鐵為負(fù)極，銅為正極，電極反應(yīng)式分別為fe2e=fe2、cu22e=cu，b項(xiàng)正確；分析選項(xiàng)a、b可知，選項(xiàng)c是正確的；在原電池中，電流應(yīng)由正極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，故d項(xiàng)錯(cuò)。3關(guān)于下圖所示的原電

18、池，下列說(shuō)法正確的是()a電子從鋅電極通過(guò)電流表流向銅電極b鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移c鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)；銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2h2e=h2d取出鹽橋后，電流表仍會(huì)偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變答案a解析鋅片作負(fù)極，銅片作正極，電子從負(fù)極流向正極，a選項(xiàng)正確；鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，b選項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生的反應(yīng)為cu22e=cu，c選項(xiàng)錯(cuò)誤；取出鹽橋后不能形成原電池，銅電極在反應(yīng)后質(zhì)量增加，d選項(xiàng)錯(cuò)誤。4由a、b、c、d四種金屬按下表中裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置現(xiàn)象二價(jià)金屬a不斷溶解c極質(zhì)量增加a上有氣泡產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：(1)裝

19、置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是_ _。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_。(3)裝置丙中溶液的ph_(填“變大”、“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是_。答案(1)a2e=a2(2)cu22e=cu(3)變大(4)dabc解析甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中a不斷溶解，則a為負(fù)極、b為正極，活動(dòng)性ab；乙中c極增重，即析出cu，則b為負(fù)極，活動(dòng)性bc；丙中a上有氣泡即h2產(chǎn)生，則a為正極，活動(dòng)性da，隨著h的消耗，ph變大。 基礎(chǔ)過(guò)關(guān)一、原電池工作原理的應(yīng)用1關(guān)于右圖裝置的敘述，正確的是()a銅是負(fù)極，銅片上有氣泡產(chǎn)生b銅片質(zhì)量逐漸減少c電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片d

20、h在銅片表面被還原后生成h2答案d解析本題主要考查有關(guān)原電池的知識(shí)，由所給圖示可知zn為原電池負(fù)極，失去電子被氧化；cu為原電池的正極。電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極(cu極)，溶液中的h在正極得到電子而被還原為h2。電流流向則與電子流向相反。2有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是()acaoh2o=ca(oh)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能b某原電池反應(yīng)為cu2agno3=cu(no3)22ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的kcl飽和溶液c原電池的兩極一定是由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成d從理論上講，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池答案d解析caoh2o=c

21、a(oh)2不是氧化還原反應(yīng)；kcl和agno3反應(yīng)生成agcl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生；作電極的不一定是金屬，如石墨棒也可作電極。3如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極x、y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是()a外電路的電流方向?yàn)閤外電路yb若兩電極分別為fe和碳棒，則x為碳棒，y為fecx極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)d若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閤>y答案d解析由圖示電子流向知x為負(fù)極，y為正極，則電流方向?yàn)閥外電路x，故a錯(cuò)；若兩電極分別為fe和碳棒，則x為fe，y為碳棒，b錯(cuò)；負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得到電子

22、發(fā)生還原反應(yīng)，c錯(cuò)；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負(fù)極，故有活動(dòng)性x>y。4如圖所示裝置中，可觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)，m棒變粗，n棒變細(xì)，由此判斷下表中所列m、n、p物質(zhì)，其中可以成立的是()選項(xiàng)mnpa鋅銅稀硫酸溶液b銅鋅稀鹽酸c銀鋅硝酸銀溶液d鋅鐵硝酸鐵溶液答案c解析本題通過(guò)電極變化來(lái)確定電極，n棒變細(xì)，即n極上發(fā)生氧化反應(yīng)，n棒金屬較活潑，排除a、d項(xiàng)；由m棒變粗，可知b項(xiàng)不正確。二、原電池正極、負(fù)極的判斷5對(duì)于原電池的電極名稱，敘述錯(cuò)誤的是()a發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極b正極為電子流入的一極c比較不活潑的金屬為負(fù)極d電流流出的一極為正極答案c解析原電池中相對(duì)活潑的金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化

23、反應(yīng)；相對(duì)不活潑的金屬(或非金屬導(dǎo)體)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。6在如圖所示的裝置中，a的金屬活動(dòng)性比氫要強(qiáng)，b為碳棒，下列關(guān)于此裝置的敘述不正確的是()a碳棒上有氣體放出，溶液ph變大ba是正極，b是負(fù)極c導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，電子從a極流向b極da極上發(fā)生了氧化反應(yīng)答案b解析本題考查原電池基本知識(shí)，難度不大，但概念容易混淆。電極a、b與電解質(zhì)溶液稀h2so4組成原電池。因活動(dòng)性a>b(碳棒)，所以a為電池的負(fù)極，b為正極。電極反應(yīng)式：a(負(fù))極：ane=an(氧化反應(yīng))b(正)極：nhne=h2(還原反應(yīng))由于正極消耗h，溶液中c(h)減小，ph增大。在外電路中，電子由a極流出經(jīng)電流表流向b

24、極。7如圖所示，燒杯內(nèi)盛有濃hno3，在燒杯中放入用銅線相連的鐵、鉛兩個(gè)電極，已知原電池停止工作時(shí)，fe、pb都有剩余。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()afe比pb活潑，始終作負(fù)極bfe在濃hno3中鈍化，始終不會(huì)溶解c電池停止工作時(shí)，燒杯中生成了fe(no3)3d利用濃hno3作電解質(zhì)溶液不符合“綠色化學(xué)”思想答案d解析開(kāi)始時(shí)，電解質(zhì)溶液是濃hno3，fe在濃hno3中鈍化，所以開(kāi)始時(shí)pb是負(fù)極：pb2e=pb2；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃hno3變成稀hno3，fe變?yōu)樵姵氐呢?fù)極：fe2e=fe2。由于最終fe有剩余，所以不會(huì)生成fe(no3)3。根據(jù)pb與濃hno3反應(yīng)：pb4hno3(濃)=pb(n

25、o3)22no22h2o，過(guò)量的fe與稀hno3發(fā)生反應(yīng)：3fe8hno3(稀)=3fe(no3)22no4h2o，可知反應(yīng)產(chǎn)生了有害氣體no2、no，會(huì)污染環(huán)境，不符合“綠色化學(xué)”思想。故選d。三、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)8原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說(shuō)法中不正確的是()a由al、cu、稀硫酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為al3e=al3b由mg、al、naoh溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為al3e4oh=alo2h2oc由fe、cu、fecl3溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為cu2e=cu2d由al、cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為cu2e=cu2答案c解析原

26、電池正、負(fù)極的判斷不能完全依賴金屬的活動(dòng)性，因?yàn)榭赡軙?huì)出現(xiàn)特殊情況：濃硝酸使鐵、鋁鈍化；鋁與naoh溶液反應(yīng)，而鎂不能與naoh溶液反應(yīng)等。9鋅銅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是()a正極反應(yīng)為zn2e=zn2b電池反應(yīng)為zncu2=zn2cuc在外電路中，電流從負(fù)極流向正極d鹽橋中的k移向znso4溶液答案b解析在原電池中，相對(duì)活潑的金屬材料作負(fù)極，相對(duì)不活潑的金屬材料作正極，負(fù)極反應(yīng)為zn2e=zn2，正極反應(yīng)為cu22e=cu，因zn失電子生成zn2，為使znso4溶液保持電中性，鹽橋中的cl移向znso4溶液。10鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前

27、已成功研制多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)方程式為limno2=limno2，下列說(shuō)法正確的是()ali是正極，電極反應(yīng)為lie=libli是負(fù)極，電極反應(yīng)為lie=licmno2是負(fù)極，電極反應(yīng)為mno2e=mnodli是負(fù)極，電極反應(yīng)為li2e=li2答案b解析由總反應(yīng)o2=o2可知，li元素在反應(yīng)后化合價(jià)升高(01)，mn元素在反應(yīng)后化合價(jià)降低(43)。li被氧化，在電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)為lie=li，mno2在正極上反應(yīng)，電極反應(yīng)為mno2e=mno。 能力提升11某學(xué)生利用如圖實(shí)驗(yàn)裝置探究鹽橋式原電池的工作原理(cu元素的相對(duì)原子質(zhì)量為64)。按照實(shí)驗(yàn)步驟依次回答下列問(wèn)題：(1)導(dǎo)線

28、中電子流向?yàn)開(kāi)(用a、b表示)。(2)若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64 g，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_(kāi)(用“na”表示)。(3)裝置中鹽橋中除添加瓊脂外，還要添加kcl的飽和溶液，電池工作時(shí)，對(duì)鹽橋中的k、cl的移動(dòng)方向的表述正確的是_(填字母)。a鹽橋中的k向左側(cè)燒杯移動(dòng)、cl向右側(cè)燒杯移動(dòng)b鹽橋中的k向右側(cè)燒杯移動(dòng)、cl向左側(cè)燒杯移動(dòng)c鹽橋中的k、cl幾乎都不移動(dòng)(4)若將反應(yīng)2fe3cu=cu22fe2設(shè)計(jì)成原電池，其正極反應(yīng)為_(kāi) _。(5)下列是用化學(xué)方程式表示的化學(xué)變化，請(qǐng)?jiān)诿啃☆}后的橫線上注明能量的轉(zhuǎn)化形式。電池總反應(yīng)：znag2oh2o=zn(oh)22ag：_；2c2h25o2

29、4co22h2o：_；6h2o6co2c6h12o6(葡萄糖)6o2：_。答案(1)ab(2)0.02na(3)b(4)2fe32e=2fe2(5)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能太陽(yáng)能(光能)轉(zhuǎn)化為化學(xué)能解析(1)鋅銅原電池中，鋅比銅活潑，故鋅為負(fù)極，銅為正極。原電池中，電子由負(fù)極流向正極，故電子的流向?yàn)閍b。(2)0.64 g銅物質(zhì)的量為0.01 mol，由電極反應(yīng)式cu22e=cu可知，生成1 mol銅，轉(zhuǎn)移2 mol電子，故生成0.01 mol銅，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.02 mol電子，電子數(shù)目為0.02na。(3)左側(cè)燒杯中鋅失電子變成鋅離子，使得鋅電極附近帶正電荷，吸引陰離子向左側(cè)燒杯移動(dòng)

30、，右側(cè)燒杯中銅離子得到電子變成銅，使得銅電極附近帶負(fù)電荷，吸收陽(yáng)離子向右側(cè)燒杯移動(dòng)，故鹽橋中的k向右側(cè)燒杯移動(dòng)、cl向左側(cè)燒杯移動(dòng)。(4)由方程式2fe3cu=cu22fe2可知，cu被氧化，為原電池的負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為cu2e=2cu2，正極fe3被還原，電極反應(yīng)式為2fe32e=2fe2。(5)放電是通過(guò)原電池裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。燃燒是劇烈的氧化還原反應(yīng)，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。綠色植物在葉綠體內(nèi)，吸收和利用光能把二氧化碳和水合成葡萄糖，同時(shí)放出氧氣。12(1)控制適合的條件，將反應(yīng)2fe32i2fe2i2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_(kāi)。甲中石墨電極上發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_(kāi)。電流表讀數(shù)為0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)在甲中加入fecl2固體，則乙中的石墨作_(填“正”或“負(fù)”)極