高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 第1課時(shí) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)案 新人教版必修2-新人教版高二必修2化學(xué)學(xué)案

第1課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1．能舉例說明化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的實(shí)例并了解其應(yīng)用。2．理解原電池工作原理。3．會(huì)寫簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式。一、一次能源和二次能源分類定義實(shí)例一次能源直接從自然界取得的能源流水、風(fēng)力、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等二次能源一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源電力、蒸汽等其中電能是應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的二次能源。二、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的兩種方式(1)火電(火力發(fā)電)：化學(xué)能eq\o(→,\s\up12(燃燒))熱能eq\o(→,\s\up12(蒸汽))機(jī)械能eq\o(→,\s\up12(發(fā)電機(jī)))電能；缺點(diǎn)：污染環(huán)境、低效。(2)原電池：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能；優(yōu)點(diǎn)：清潔、高效。2．原電池(1)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋅片：溶解銅片：有氣泡產(chǎn)生電流表：指針偏轉(zhuǎn)結(jié)論有電流產(chǎn)生，裝置中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(2)工作原理：負(fù)極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電極材料：Zn,電極反應(yīng)：Zn失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋))正極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電極材料：銅,電極反應(yīng)：得到電子，發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑))電池反應(yīng)：2H＋＋Zn=Zn2＋＋H2↑(3)電子的流向：電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極。(4)反應(yīng)本質(zhì)：原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。1．(2018·寧夏育才中學(xué)期中)在下列能源中，屬于二次能源的是()A．風(fēng)力 B．原煤C．石油 D．電力解析：風(fēng)力是直接取自自然界沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的資源，是一次能源，A錯(cuò)誤；煤是直接從地下挖來的，是一次能源，B錯(cuò)誤；天然氣、原煤和石油是三大化石燃料，是一次能源，C錯(cuò)誤；我們生活中所使用的電力都是通過其他形式的能源轉(zhuǎn)化而來的，是二次能源，D正確。答案：D2．(2018·寧夏育才中學(xué)期中)下列各裝置中，能構(gòu)成原電池的是()解析：原電池的構(gòu)成條件：活潑性不同的兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，四個(gè)條件缺一不可。A兩個(gè)電極相同，不能構(gòu)成原電池，A錯(cuò)誤；B符合原電池構(gòu)成要素，B正確；酒精為非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，C錯(cuò)誤；不能形成閉合回路，D錯(cuò)誤。答案：B3．關(guān)于如圖所示裝置的敘述，錯(cuò)誤的是()A．鋅是負(fù)極，其質(zhì)量逐漸減小B．氫離子在銅表面被還原C．電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D．電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片解析：由圖可知Zn為負(fù)極，其與H2SO4反應(yīng)而溶解，Cu為正極，H＋在正極被還原為H2，電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向Cu，電流方向與電子流動(dòng)方向相反，從Cu→Zn，故A、B、D三項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C原電池原理1．原電池的概念將氧化還原反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池。2．原電池的工作原理，電極名稱及電極反應(yīng)原電池原理示意圖：3．原電池正負(fù)極的判斷方法4．原電池構(gòu)成的條件(1)有能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)沒有氧化還原反應(yīng)，就不可能有原電池，換句話說，任何氧化還原反應(yīng)，理論上都可以設(shè)計(jì)成原電池。(2)有電解質(zhì)溶液參與電解質(zhì)的作用主要有兩個(gè)：一是導(dǎo)電，二是參與電極反應(yīng)。(3)有適當(dāng)?shù)碾姌O材料，組成閉合回路通常是用金屬材料或石墨作電極(能與水劇烈反應(yīng)的金屬不能作電極，如鈉等)。電極的重要作用是提供電子轉(zhuǎn)移的場(chǎng)所，使電極反應(yīng)得以順利進(jìn)行。金屬可以參與電極反應(yīng)(如銅鋅原電池中的鋅)，也可以不參與電極反應(yīng)(如氫氧燃料電池中的鉑電極)。中學(xué)中常見的原電池大多是由活潑性不同的兩種金屬作電極，其中較活潑的金屬作負(fù)極，它既作電極，又同時(shí)作還原劑。(2018·遼寧六校協(xié)作體期中)某學(xué)習(xí)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)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否用導(dǎo)線連接，鐵片均溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，鐵片上發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中SOeq\o\al(2－,4)向銅電極移動(dòng)【解析】a和b不連接時(shí)，由于金屬活動(dòng)性Fe＞Cu，所以在鐵片上會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，在鐵片上有金屬銅析出，A正確；a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，形成了原電池，Cu作原電池的正極，在銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，B正確；無論a和b是否連接，F(xiàn)e都會(huì)失去電子，變?yōu)镕e2＋，而Cu2＋會(huì)得到電子變?yōu)镃u，所以鐵片均會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色，C正確；a和b用導(dǎo)線連接后，鐵作負(fù)極，銅作正極，鐵片上發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中硫酸根離子向鐵電極移動(dòng)，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿如圖所示，兩電極a為碳棒，b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，燒杯中的溶液為稀硫酸B．b為負(fù)極，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C．a(chǎn)為正極，燒杯中的溶液為稀硫酸D．b為正極，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液解析：由題意可知a為正極，b為負(fù)極，a極有氣體產(chǎn)生，故電解質(zhì)應(yīng)為稀硫酸，故選C項(xiàng)。答案：C原電池原理的應(yīng)用1．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，即活動(dòng)性：負(fù)極(金屬)>正極(金屬)。2．加快氧化還原反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀H2SO4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、加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。也可以往溶液中滴入CuSO4溶液，Zn與CuSO4反應(yīng)置換出Cu附著在鋅片上形成原電池加快反應(yīng)速率。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)實(shí)例：以Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4為例鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑，印刷電路腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若將(1)中反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)畫出電池的裝置圖，分別標(biāo)出正負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)____________________，正極反應(yīng)________________________________?！窘馕觥縁eCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的反應(yīng)即是Fe3＋與Cu之間的氧化還原反應(yīng)，故離子反應(yīng)方程式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。據(jù)此反應(yīng)可知，氧化反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，Cu失去電子作還原劑，Cu為負(fù)極；還原反應(yīng)為2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋，F(xiàn)e3＋在正極上得到電子被還原，故必須選擇活潑性比銅弱的金屬或惰性電極(如石墨)作正極。因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液中的陽(yáng)離子得到電子，故電解質(zhì)溶液必須是含F(xiàn)e3＋的溶液，如FeCl3溶液。【答案】(1)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)裝置見下圖Cu－2e－=Cu2＋2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋(2018·南陽(yáng)市第一中學(xué)月考)下列有關(guān)原電池的說法中，正確的是()A．鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接后插入NaOH溶液中，鎂片較活潑，作負(fù)極B．鋁片和銅片用導(dǎo)線連接后插入濃硝酸中，銅作負(fù)極C．鍍鋅鐵和鍍錫鐵的鍍層破損后，前者較易被腐蝕D．將反應(yīng)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋設(shè)計(jì)為原電池，則可用鋅片作負(fù)極，鐵片作正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)解析：鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接后插入NaOH溶液中，鋁可以與NaOH溶液反應(yīng)，而鎂片與NaOH溶液不反應(yīng)，所以鋁作負(fù)極，A錯(cuò)誤；鋁片和銅片用導(dǎo)線連接后插入濃硝酸中，鋁發(fā)生鈍化，銅能與濃硝酸反應(yīng)，所以銅作負(fù)極，B正確；鍍鋅鐵和鍍錫鐵的鍍層破損后，前者鋅鐵形成原電池，鋅作負(fù)極被腐蝕從而保護(hù)鐵，而錫鐵原電池，鐵的活潑性強(qiáng)于錫，鐵作負(fù)極易被腐蝕，所以后者較易被腐蝕，C錯(cuò)誤；鋅片作負(fù)極，鐵片作正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)形成的原電池中，鋅參與反應(yīng)生成鋅離子，與2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋的設(shè)計(jì)目標(biāo)不符，D錯(cuò)誤。答案：B1.下列關(guān)于能源的敘述正確的是()A．火力發(fā)電得到的電能是一級(jí)能源B．石油是二級(jí)能源C．天然氣是一級(jí)能源D．電解水產(chǎn)生的H2屬于一級(jí)能源解析：只有直接從自然界中取得的能源才屬于一級(jí)能源，石油和天然氣應(yīng)是一級(jí)能源；火力發(fā)電得到的電能是由其他能源(如煤、石油等)產(chǎn)生的，屬于二級(jí)能源；電解水產(chǎn)生的H2屬于二級(jí)能源。答案：C2．(2018·西安市鐵一中期中)在理論上可設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)是()A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH>0B．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH>0C．CaC2(s)＋2H2O(l)=Ca(OH)2(s)＋C2H2(g)ΔH<0D．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0解析：設(shè)計(jì)成原電池需要有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，且為放熱反應(yīng)，故D正確。答案：D3．已知空氣—鋅電池的電極反應(yīng)為鋅片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；碳棒：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。據(jù)此判斷，鋅片是()A．正極，被還原 B．正極，被氧化C．負(fù)極，被還原 D．負(fù)極，被氧化解析：由題給電極反應(yīng)，鋅片失電子化合價(jià)升高，故鋅片為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，選D。答案：D4.如圖為番茄電池，下列說法正確的是()A．工作一段時(shí)間后，鋅片質(zhì)量會(huì)減輕B．電池工作時(shí)，銅電極附近會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色C．鋅片失去的電子通過番茄汁流向銅電極D．銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)解析：由原電池形成的條件可知，此原電池中Zn為負(fù)極，Cu為正極，負(fù)極溶解，正極產(chǎn)生H2，Zn失去的電子通過導(dǎo)線流向Cu，Cu電極發(fā)生還原反應(yīng)，故A項(xiàng)正確。答案：A5．(1)把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可觀察到鋅片上有氣泡，再平行插入一塊銅片，可觀察到銅片上________(填“有”或“無”)氣泡產(chǎn)生，再用導(dǎo)線將鋅片和銅片連接起來，組成一個(gè)原電池，這時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是_________________________，正極的電極反應(yīng)式為____________________________。(2)某燒杯中最初裝入的是500mL2mol/L的稀H2SO4，構(gòu)成銅鋅原電池(假設(shè)產(chǎn)生的氣體沒有損失)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到5.6L氫氣，則此時(shí)燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為_________________________________________(溶液體積變化忽略不計(jì))。解析：銅片插入稀硫酸中時(shí)，二者不反應(yīng)，沒有氣泡產(chǎn)生，但當(dāng)把銅片和鋅用導(dǎo)線相連插入稀硫酸中時(shí)，會(huì)構(gòu)成原電池，銅作原電池的正極，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，鋅作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，故可觀察到鋅片逐漸溶解，銅片上產(chǎn)生氣泡，電池總反應(yīng)為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。當(dāng)收集到5.6LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，即0.25molH2時(shí)，消耗的H2SO4為0.25mol，生成ZnSO4為0.25mol,c(ZnSO4)＝eq\f(0.25mol,0.5L)＝0.5mol/L，c(H2SO4)＝eq\f(0.5L×2mol/L－0.25mol,0.5L)＝1.5mol/L。答案：(1)無鋅片逐漸溶解，銅片上產(chǎn)生氣泡2H＋＋2e－=H2↑(2)c(H2SO4)＝1.5mol/L，c(ZnSO4)＝0.5mol/L1．(2018·長(zhǎng)春外國(guó)語學(xué)校月考)下列關(guān)于原電池的敘述中，不正確的是()A．原電池的負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng)B．原電池的電極只能由兩種不同的金屬構(gòu)成C．原電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹．原電池中電子流入的一極是正極解析：原電池的負(fù)極失電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；構(gòu)成原電池正負(fù)極的材料不一定是兩種不同的金屬，可能是非金屬和金屬，B錯(cuò)誤；根據(jù)原電池的工作原理，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，C正確；原電池放電時(shí)，電子轉(zhuǎn)移的方向是從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，所以正極為電子流入的電極，D正確。答案：B2．下列對(duì)能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)中，不正確的是()A．電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．風(fēng)力發(fā)電時(shí)，風(fēng)能主要轉(zhuǎn)化為電能C．白熾燈工作時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為光能D．煤燃燒時(shí)，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能解析：電解水生成氫氣和氧氣的電解裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，A正確；風(fēng)力發(fā)電時(shí)，風(fēng)能主要轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)正確；白熾燈工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)的燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，主要是熱能，D項(xiàng)正確。答案：C3．下列各組的電極材料和電解液，能組成原電池的是()A．鋅片、石墨棒，稀硫酸 B．銅片、銀片，稀鹽酸C．鋅片、銅片，CCl4 D．鐵片、鐵片，稀硫酸解析：A組可組成原電池；B組物質(zhì)都不與HCl反應(yīng)，不能組成原電池；C組物質(zhì)都不與CCl4反應(yīng)，不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無法組成原電池；D組物質(zhì)兩個(gè)電極活潑性相同，無法組成原電池。答案：A4．(2018·北京師大附中期中)一個(gè)原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)成的原電池的正確組成是()正極負(fù)極電解質(zhì)溶液AZnCuCuCl2BZnCuZnCl2CCuZnCuSO4DCuZnZnSO4解析：根據(jù)反應(yīng)：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu知，鋅失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在原電池的正極發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，電解質(zhì)溶液中含有銅離子，C正確。答案：C5．如圖，在盛有稀H2SO4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)于該裝置的下列說法正確的是()A．外電路的電流方向?yàn)閄→外電路→YB．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC．X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)閄>Y解析：根據(jù)圖片知該裝置是原電池，外電路中電子從X電極流向Y電極，電流的流向與此相反，即Y→外電路→X，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，若兩電極分別為Fe和碳棒，則Y為碳棒，X為Fe，B項(xiàng)錯(cuò)誤；X是負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；Y是正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，該原電池中X是負(fù)極，Y是正極，所以若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄>Y，D項(xiàng)正確。答案：D6．(2018·西安市鐵一中期中)X、Y、Z、W四塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組成原電池，X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷四種金屬的活動(dòng)順序是()A．X>Z>W>Y B．Z>X>Y>WC．X>Y>Z>W D．Y>W>Z>X解析：在原電池中，活潑金屬作為電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑的金屬作為電池的正極，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，與電流的方向相反。X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極，則活潑性X>Y；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z，則活潑性Z>W；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，則活潑性X>Z；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)，則W>Y。故金屬的活潑性順序是X>Z>W>Y。答案：A7．如圖所示，A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀H2SO4。(1)A中反應(yīng)的離子方程式為___________________________。(2)B中Sn極的電極反應(yīng)式為___________________________；Sn極附近溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)C中先被溶解的金屬是________，總反應(yīng)式為________________________________。比較A、B、C中鐵被溶解的速率由快到慢的是____________。解析：A中Fe直接與稀H2SO4接觸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，置換出H2；B中用Sn和Fe及稀H2SO4構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Sn作正極，溶液中H＋在Sn表面上得到電子，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，故Sn極附近溶液中的H＋的物質(zhì)的量濃度減小，pH增大；C中由Zn和Fe，稀H2SO4構(gòu)成原電池，Zn作負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，而使Zn逐漸溶解，F(xiàn)e作正極，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，總反應(yīng)式為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。構(gòu)成原電池可加快反應(yīng)速率，故A、B、C中鐵被溶解的速率由快到慢的是B>A>C。答案：(1)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)2H＋＋2e－=H2↑增大(3)ZnZn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑B>A>C8．由銅片、鋅片和100mL硫酸銅溶液組成的原電池工作一段時(shí)間后，銅片質(zhì)量增加了12.8g，且溶液恰好變?yōu)闊o色。假設(shè)鋅片上沒有銅析出，試計(jì)算：(1)鋅片質(zhì)量減輕了多少克？(2)共有多少個(gè)電子流過外電路？(3)原硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？解析：溶液恰好變?yōu)闊o色，說明Cu2＋已完全反應(yīng)。析出12.8gCu為eq\f(12.8g,64g/mol)＝0.2mol，據(jù)Cu2＋＋2e－=Cu知Cu2＋得到電子數(shù)為0.2mol×2＝0.4mol，其個(gè)數(shù)為0.4mol×6.02×1023mol－1＝2.408×1023。Zn－2e－=Zn2＋，由失電子0.4mol可計(jì)算參加反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量為0.2mol，其質(zhì)量為0.2mol×65g/mol＝13g。原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為eq\f(0.2mol,0.1L)＝2mol/L。答案：(1)13g(2)2.408×1023(3)2mol/L1．下列說法中正確的是()A．任何化學(xué)反應(yīng)都能設(shè)計(jì)成原電池B．原電池兩極均發(fā)生還原反應(yīng)C．原電池中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快解析：氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池，復(fù)分解反應(yīng)中不存在電子轉(zhuǎn)移，復(fù)分解反應(yīng)不能設(shè)計(jì)成原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池負(fù)極上失電子而被氧化，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，Zn置換出Cu，形成銅鋅原電池，加快反應(yīng)速率，所以氣泡放出速率加快，D項(xiàng)正確。答案：D2．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，然后小心地向水槽中滴入濃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)中不考慮兩球的浮力變化)()A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為B端高A端低B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為B端低A端高C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，B端低A端高；杠桿為絕緣體時(shí)，B端高A端低D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，B端高A端低；杠桿為絕緣體時(shí)，B端低A端高解析：當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池。由于金屬活動(dòng)性Fe>Cu，所以鐵球是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵球質(zhì)量減少。銅球是正極，溶液中的銅離子在銅球一端得到電子析出，銅球質(zhì)量增加，杠桿B端低A端高；當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，鐵與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，鐵球的質(zhì)量增加，銅球的質(zhì)量不變，因此當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，B端高A端低，故選C項(xiàng)。答案：C3．一位患者鑲了兩顆假牙，其中一顆是黃金的，另一顆是不銹鋼的。自鑲上假牙后，他時(shí)感頭疼，心情煩躁，多次治療未見好轉(zhuǎn)。如果你是醫(yī)生，下列方法不能治療其疾病的是()A．將金假牙改為鋁質(zhì)假牙B．將兩顆假牙都做成不銹鋼的C．將兩顆假牙都做成黃金的D．將兩顆假牙都做成特殊樹脂的解析：患者的情況說明是由于兩顆假牙與口腔中電解質(zhì)形成了原電池，兩個(gè)假牙作電極，若將金假牙改為鋁質(zhì)，仍能形成原電池，不能治療其疾病，而B、C、D項(xiàng)調(diào)換后不再形成原電池，可治療其疾病，故選A。答案：A4．(2018·玉溪第一中學(xué)月考)下圖裝置中，a為活動(dòng)性比氫強(qiáng)的金屬，b為碳棒，關(guān)于此裝置的敘述不正確的是()A．碳棒上有氣體放出，溶液的pH增大B．a(chǎn)是正極，b是負(fù)極C．導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，電子從a極流到b極D．a(chǎn)極上發(fā)生了氧化反應(yīng)解析：該裝置為原電池，活動(dòng)性比氫強(qiáng)的金屬a為原電池的負(fù)極，負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子，電子從a極流到b極，碳棒上的H＋得到電子產(chǎn)生氫氣，即碳棒上有氣體放出，H＋不斷消耗，溶液的pH增大，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤。答案：B5．某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下表：編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Mg、Al氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)________(填“相同”或“不相同”)。(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)3完成下列填空：①鋁為________極，電極反應(yīng)式為________________________________；②石墨為________極，電極反應(yīng)式為________________________________；③電池總反應(yīng)式為________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)4中鋁作________極，理由是________________________