6.3.1 化学能转化为电能（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

第三单元 化学能与电能的转化 学习目标 1.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化,以原电池为例认识化学能可以转化为电能,从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 2.体会研制新型电池的重要性。 重点难点 重点 1.原电池的构成要素,并能分析简单原电池的工作原理。 2.从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 难点 1.原电池的工作原理与构成条件。 2.原电池装置的设计。 第1课时　化学能转化为电能 目录 新知探究(一)——原电池 新知探究(二)——原电池原理的应用 课时跟踪检测 5 原电池 新知探究(一) 1.化学能转化为电能的实验探究 实验步骤 实验现象 解释或结论 锌片 ,表面 ;铜片表面_______ 锌片 ,表面 ;铜片表面_______ 逐渐溶解 有气泡 无气泡 锌与稀硫酸发生置换反应产生H2,而铜不能 逐渐溶解 有气泡 无气泡 锌与稀硫酸发生置换反应产生H2,而铜不能 锌片 , 铜片___________ 与稀硫酸反应,但氢气在 _____上产生 锌片 ,铜片____ ,电流计指针 _________ 逐渐溶解 表面有气泡 锌 铜片 逐渐溶解 表面 有气泡 发生偏转 锌与稀硫酸反应,但氢气在铜片上产生,导线中有电流产生 续表 2.原电池 (1)概念:是将 转变为 的装置。 (2)原电池的工作原理 原电池总反应式: 。 化学能 电能 负极 氧化 反应 正极 还原 反应 Zn+2H+===Zn2++H2↑ [微点拨]　原电池的反应本质是氧化还原反应。 (3)原电池的构成条件 ①有活泼性不同的两个电极。 ②电极插入电解质溶液中。 ③构成闭合回路。 ④能自发地发生氧化还原反应。 [微点拨]　原电池的两电极不一定都是金属,由于正极不参与反应,所以正极材料可以是石墨等导电的非金属材料。 (4)原电池正、负极的判断方法 3.原电池原理在生活中的实例 ——钢铁的电化学腐蚀 (1)电化学腐蚀 不纯的金属跟 接触,发生原电池反应,较活泼的金属失去电子被氧化的腐蚀。 电解质溶液 (2)钢铁的电化学腐蚀 电解质溶液 钢铁表面水膜中含有 ,还溶有O2等气体 电极 负极 材料: ,电极反应:2Fe-4e-===2Fe2+ 正极 材料: ,电极反应:O2+2H2O+4e-===4OH- 总反应 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,进一步被氧化, 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3, Fe(OH)3易脱水生成铁锈(Fe2O3·xH2O) H+和OH- Fe C 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)原电池是一种电能转化为化学能的装置。( ) (2)负极失去电子发生氧化反应。( ) (3)正极是电子流出极。( ) (4)用导线连接的铜片和锌片插入稀H2SO4中,锌片上有大量气泡产生。( ) [题点多维训练] × √ × × (5)在铜⁃锌⁃稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌。 ( ) (6)原电池中阳离子向正极移动。( ) (7)钢铁发生电化学腐蚀时,铁为负极,碳为正极。( ) × √ √ 2.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是 (　　) A.两个装置都构成了原电池 B.甲装置构成了原电池,乙装置没有构成原电池 C.两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生 D.产生气泡的速率甲比乙慢 √ 解析:甲中构成了铜锌原电池,锌作负极,失电子;铜作正极,氢离子在铜极上得电子,生成氢气;总反应方程式为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。乙装置没有构成原电池,因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成氢气的速率加快。 3.以锌片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过2 mol电子时,下列说法正确的是 (　　) A.锌片溶解了1 mol,铜片上析出1 mol H2 B.两极上溶解和析出的物质的质量相等 C.锌片溶解了31 g,铜片上析出了1 g H2 D.锌片溶解了1 mol,硫酸消耗了0.5 mol √ 解析:在涉及原电池的有关计算中,要把握住一点即两极得、失电子数相等。利用这一特点,电极反应式:负极:Zn-2e-===Zn2+;正极: 2H++2e-===H2↑。当溶解1 mol Zn时失去2 mol电子,铜片上析出1 mol H2得到 2 mol电子。 4.如图所示装置,电流计指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的 (　　) A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸 B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸 C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3 D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3 √ 解析:A极逐渐变粗,说明A极为原电池的正极,溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出;B极变细,说明B极为原电池的负极,失去电子后变成离子进入溶液中。A和B两项中的反应为Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑,则A选项中A极变细;B选项中A极不变。C和D两项中的反应为Fe+2AgNO3===2Ag+Fe(NO3)2,其中C选项中A极变细,D选项中A极变粗。 5.如图所示的装置,能够组成原电池产生电流的是　　　。  E F 解析:A项中两个电极相同;B项中蔗糖是非电解质;C、D项没有形成闭合回路;故A、B、C、D都不符合原电池的构成条件,不能产生电流。 原电池原理的应用 新知探究(二) 导学设计 某兴趣小组,利用铜片、锌片、导线、灵敏电流计、苹果,探究原电池的设计方法,如下图所示制成的水果电池,结果二极管能够发光。 1.把锌片换成铜片,电流计指针是否偏转?为什么? 提示:不偏转;没有活泼性不同的电极。 2.苹果在水果电池中起到什么作用? 提示:提供电解质溶液。 3.把铜片换成镁条,电流计指针是否偏转?偏转方向是否相同? 提示:偏转;偏转方向相反。 4.Zn与H2SO4反应制H2时向溶液中加少量CuSO4后为什么反应速率加快? 提示:锌置换出铜后可构成原电池。 5.NaOH+HCl===NaCl+H2O,这个反应能设计成原电池吗?为什么? 提示:不能;该反应不是氧化还原反应。 1.设计原电池 以Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 为例说明。 [系统融通知能] 2.加快氧化还原反应的速率 原理 原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大 实例 实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入几滴硫酸铜溶液,形成原电池,加快反应速率 3.比较金属活泼性强弱 原理 一般原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应,不活泼金属作正极,发生还原反应 实例 有两种金属A和B,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生。由原电池原理可知,金属活泼性A>B [典例]　铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 　　　　　　　　　 　　。  [解析]　首先分析Fe3+与Cu反应中的氧化剂、还原剂,然后依据原电池原理,再设计成原电池。依据反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,Cu失电子,应为原电池的负极,正极材料选用比铜不活泼的铂丝,或导电的非金属如石墨棒,电解质溶液选用FeCl3溶液。 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ (2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。 正极反应: ; 负极反应: 。 (装置图如图所示) 2Fe3++2e-===2Fe2+ Cu-2e-===Cu2+ [解析]　首先分析Fe3+与Cu反应中的氧化剂、还原剂,然后依据原电池原理,再设计成原电池。依据反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,Cu失电子,应为原电池的负极,正极材料选用比铜不活泼的铂丝,或导电的非金属如石墨棒,电解质溶液选用FeCl3溶液。 |思维建模|利用氧化还原反应设计原电池的基本思路 (1)标出变价元素的化合价,找出反应中的还原剂和氧化剂。 (2)确定电极反应:还原剂在负极发生氧化反应,氧化剂在正极发生还原反应。 (3)确定电解质,形成闭合回路。 1.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池的组成正确的是 (　　) [题点多维训练] 选项 A B C D 正极 Zn Ag Cu Cu 负极 Cu Cu Zn Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 FeCl3 √ 解析:根据电池总反应式知,Zn失电子化合价升高作负极,不如锌活泼的金属或导电的非金属作正极,铜离子得电子发生还原反应,则可溶性铜盐溶液作电解质溶液,只有C项符合。 2.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下: 实验 装置 部分 实验 现象 a极质量 减小,b极 质量增大 b极有气体 产生,c极 无变化 d极溶解, c极有气体 产生 电流从 a极流向 d极 √ 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (　　) A.a>b>c>d　　　　　　　 B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c 解析:装置一是原电池,a极质量减小,说明a极金属易失去电子形成离子,故a极金属比b极金属活泼;装置二没有形成原电池,可知b比c活泼,且c位于金属活动性顺序表中氢的后面;装置三和四均形成原电池,易知d比c活泼,d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c,故选C。 3.100 mL 2 mol·L-1的盐酸与过量的锌反应,为加快反应速率,又不影响产生氢气的总量,可采用的方法是 (　　) A.加入适量的6 mol·L-1的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液 C.加入适量的蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液 √ 解析:A项能加快反应速率,但增加了氢气的总量;C、D两项不影响H2的量,但稀释了盐酸,降低了反应速率;B项发生反应Cu2++Zn=== Zn2++Cu,形成Cu⁃Zn原电池,加快了反应速率,因锌过量,故不影响产生H2的总量。 4.(2024·宁波镇海中学段考)某兴趣小组设计的原电池如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.Cu电极为负极,发生氧化反应 B.电池工作时,电子从Zn电极经电解质溶液流向Cu电极 C.当Zn电极质量减少65 g时,Cu电极生成22.4 L H2 D.放电过程中,H+从左向右移动 √ 解析:铜为正极,发生得到电子的还原反应,电极反应式为2H++2e-===H2↑,故A错误;原电池工作时,电子从负极锌沿导线流向正极铜,电子不能进入电解质溶液,故B错误;锌为负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,铜为正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,Zn电极质量每减少65 g,则在铜电极产生2 g H2,未指明状况,不能计算氢气的体积,故C错误;锌是负极、铜是正极,原电池工作时阳离子移向正极,即H+从左向右移动,故D正确。 5.利用反应2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池。 (1)负极材料是　　(写名称),电极反应式为 。  解析:该氧化还原反应中还原剂为Cu,故负极是铜,电极反应为Cu-2e-===Cu2+,氧化剂是O2,故正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,溶液中的S向负极移动。 铜 Cu-2e-===Cu2+ (2)正极电极反应式为 。 解析:该氧化还原反应中还原剂为Cu,故负极是铜,电极反应为Cu-2e-===Cu2+,氧化剂是O2,故正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,溶液中的S向负极移动。 (3)溶液中S向　　极移动。  解析:该氧化还原反应中还原剂为Cu,故负极是铜,电极反应为Cu-2e-===Cu2+,氧化剂是O2,故正极反应为O2+4e-+4H+===2H2O,溶液中的S向负极移动。 O2+4H++4e-===2H2O 负 课时跟踪检测 (选择题每小题3分,本检测满分70分) 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 √ 12 1.下列关于原电池的叙述中不正确的是 (　　) A.原电池能将化学能转变为电能 B.原电池负极发生的电极反应是氧化反应 C.原电池在工作时其负极不断产生电子并经外电路流向正极 D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成 16 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析:原电池是将化学能变成电能的装置,故A正确;原电池的负极失去电子发生氧化反应,故B正确;原电池的负极失去电子,电子沿外电路流向正极,故C正确;原电池的电极可以是金属也可以是能够导电的非金属,如石墨等,故D错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2.根据原电池的有关知识,下列反应不能用于设计成原电池的是 (　　) A.2H2+O2===2H2O B.2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O C.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ D.NaOH+HCl===NaCl+H2O 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:该反应中,氢氧元素的化合价发生变化,属于自发的氧化还原反应,所以能构成原电池,故A不符合题意;该反应中,碳、氧元素的化合价发生变化,属于自发的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故B不符合题意;该反应中,锌、氢元素化合价发生变化,属于自发的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故C不符合题意;该反应中,没有化合价变化,不属于氧化还原反应,所以不能设计成原电池,故D符合题意。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 3.仅用提供的下列各组物质能组成原电池的是 (　　) 16 选项 A B C D 电极材料 Al、Ag C、C Cu、Cu Cu、Fe 电解质溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 稀HNO3 酒精 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:铝为电池的负极,失电子产生硫酸铝,银为正极,能形成原电池,故A正确;两个相同的C电极且均不与稀H2SO4发生氧化还原反应,不能形成原电池,故B错误;两个相同的Cu电极,不能形成原电池,故C错误;酒精不是电解质,不能形成原电池,故D错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4.将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中,下列叙述正确的是 (　　) A.正极附近S的浓度逐渐增大 B.负极附近S的浓度逐渐增大 C.负极附近S的浓度逐渐减小 D.正负极附近S的浓度基本不变 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中,负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,正极反应式为2H++2e-===H2↑,阴离子向负极移动,正极附近硫酸根离子浓度减小,负极附近S的浓度逐渐增大,B正确,A、C、D错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 5.钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应是 (　　) A.2H++2e-===H2↑ B.2H2O+O2+4e-===4OH- C.Fe-2e-===Fe2+ D.4OH--4e-===2H2O+O2↑ 解析:原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应,电子经导线传递到正极,则钢铁发生电化学腐蚀时,负极是铁,失去电子,发生的反应是Fe-2e-===Fe2+。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 6.如图所示的装置中,M为活动性顺序位于氢之前的金属,N为石墨棒,下列关于此装置的叙述中不正确的是 (　　) A.N上有气泡产生 B.M为负极,N为正极 C.电解质溶液中H+的浓度减小 D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:由于活动性M>N,所以N为原电池的正极,在正极上溶液中的H+获得电子变为H2,所以N上有气泡产生,A、B项正确;溶液中的H+在正极得到电子被还原为H2,使溶液中H+的浓度减小,C正确;根据原电池反应原理可知:电子由负极M经外电路流向正极N,而电流的方向与电子流向相反,因此导线中电流方向是由正极(N)流向负极(M),D错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 7.各烧杯中盛有海水,能形成原电池且铁为正极的是 (　　) 解析:构成原电池需要两个活动性不同的电极,此装置不是原电池,故A错误;构成原电池,铁比锡活泼,铁作负极,故B错误;构成原电池,锌比铁活泼,锌作负极,铁作正极,故C正确;构成原电池,铁比铜活泼,铁作负极,故D错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 8.如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是 (　　) A.C中阳离子向A极移动 B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C.B极为原电池的正极 D.A极发生氧化反应 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:电流计指针发生偏转,说明形成原电池反应,化学能转化为电能;同时A极质量减少,则A极为原电池负极,B极上有气泡产生,B极为原电池正极,C为电解质溶液;在原电池中阳离子移向正极,故阳离子应该移向B极,A错误;A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,锌作负极,铜作正极,符合题干反应现象,B正确;B极上有气泡产生,则B为原电池正极,C正确;A电极是原电池的负极,失去电子,发生氧化反应,D正确。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 9.等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加入少量的CuSO4溶液。下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系,其中正确的是 (　　) 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:a中发生的反应有:Zn+Cu2+===Zn2++Cu,Zn+2H+=== Zn2++H2↑,置换出的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池,a中的反应比b中的反应快,反应完成所需的时间短,但Cu2+消耗了一部分Zn,a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑。符合这些条件的只有A项中的图像。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 10.某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线、玻璃片等制成如图所示的原电池,当滤纸用醋酸溶液润湿时,二极管发光。下列有关该原电池的说法正确的是 (　　) A.铜片上的电极反应为Cu-2e-===Cu2+ B.锌片为原电池的负极 C.外电路中电子由铜片经导线流向锌片 D.该电池工作时电能直接转化为化学能 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:原电池工作时,铜作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-===H2↑,故A错误;原电池工作时,锌作负极,故B正确;外电路中电子从负极锌片沿导线流向正极铜片,故C错误;该装置是将化学能转化为电能的装置,故D错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 11.有A、B、C、D四种金属,当A、B组成原电池时,电子流动方向A→B;当A、D组成原电池时,A为正极;B与C构成原电池时,电极反应式为C2++2e-===C,B-2e-===B2+则A、B、C、D金属性由强到弱的顺序为 (　) A.A>B>C>D B.A>B>D>C C.D>C>A>B D.D>A>B>C 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:原电池中,电子由负极流向正极,活泼金属作负极,负极上失去电子发生氧化反应,以此分析:当A、B组成原电池时,电子流动方向A→B,则金属活泼性为A>B;当A、D组成原电池时,A为正极,则金属活泼性为D>A;B与C构成原电池时,电极反应式为C2++2e-===C,B-2e-===B2+,B失去电子,则金属活泼性为B>C;综上所述,这四种金属的活泼性为D>A>B>C。 16 12 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 3 12.如图所示,杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,若实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是 (　　) A.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低 B.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端低B端高 C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高;为导体时,A端高B端低 D.当杠杆为绝缘体时,A端高B端低;为导体时,A端低B端高 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:当杠杆为绝缘体时,Fe把Cu2+置换附着在Fe球上,质量增重,下沉,B端低;当杠杆为导体时,构成原电池,Cu球上有Cu析出增重,Fe球溶解,减轻,B端升高。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 13.在如图所示装置中,观察到电流计指针发生偏转,M棒变粗,N棒变细,P为电解质溶液。由此判断下列M、N、P所代表的物质可以成立的是 (　　) 16 √ 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 铜 铁 硝酸铁溶液 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:由图示可知该装置是原电池,其中M棒作正极有金属单质析出,N棒作负极,失电子溶解。锌、铜、稀硫酸构成原电池,则锌是负极,M棒变细,故A错误;铁、铜、稀盐酸构成原电池,M棒上无金属单质析出,故B错误;锌、银、硝酸银溶液构成原电池,则锌是负极,M棒上有银析出,故C正确;铜、铁、硝酸铁溶液构成原电池,铜作正极,在铜电极上铁离子得到电子转化为亚铁离子,M棒上不能析出金属,故D错误。 16 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 3 14.(9分)某实验室备有如下实验用品:铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、NaCl溶液、电流计以及部分导线。试回答下列问题: (1)若选用铁片、碳棒、FeCl3溶液及导线,　　　(填“能”或“不能”)构成原电池。  16 能 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 ①若能,请判断该电池的正极材料是　　　,负极材料是　　 ,正极反应式是　　　　　　　　　,负极反应式是　　　　　　　,电池总反应式是　　　　　　　　　。  ②若不能,请说明原因　　　　　 　　　　　。  解析:原电池的构成条件注意三个因素:①活泼程度不同的金属作电极(也可以是金属和导电非金属);②要有电解质溶液;③要形成闭合回路。第(1)、(2)题中所涉及的装置均符合条件能组成原电池。 16 碳棒 铁片 2Fe3++2e-===2Fe2+ Fe-2e-===Fe2+ 2Fe3++Fe===3Fe2+ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)若选用铜片、铁片、CuCl2溶液及导线并外加电流计,　　(填“能”或“不能”)组成原电池装置,电流计现象为　　　　　 　　　　。  解析:原电池的构成条件注意三个因素:①活泼程度不同的金属作电极(也可以是金属和导电非金属);②要有电解质溶液;③要形成闭合回路。第(1)、(2)题中所涉及的装置均符合条件能组成原电池。 16 能 　电流计指针发生偏转 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 15.(9分)现有如下两个反应: A:H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O B:Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2 (1)根据上述两反应的本质,　　(填字母)反应能设计成原电池,其原因是_____________________________________________________ 　　 　。  16 B A为非氧化还原反应,没有电子转移;B为氧化还原反应,有电 子转移 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。 ①写出电极反应式及反应类型: 负极:　　 　　　 　　,　　 　　　;  正极:　　 　　　　 　,　　 　　　。  ②画出装置图并标明电极材料、 电解质溶液和电子流向。 ③若导线上通过2 mol电子,则负极质量减轻　　 g。  16 Cu-2e-===Cu2+ 氧化反应 Fe3++e-===Fe2+ 还原反应 64 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 高阶思维训练(选做题) 16.(13分)(2024·济宁一中阶段检测)化学电源在生产生活中有着广泛应用,同学们常常通过设计实验和查阅资料的方式学习化学电源的相关知识。 (1)甲同学为了解反应中的能量转化,设计了一组对比实验(实验装置如图Ⅰ和图Ⅱ)。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 预计产生气体的速率:Ⅰ　Ⅱ(填“>”“<”或“=”),温度计的示数:Ⅰ　　　　__Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。  16 < > 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成氢气,Ⅱ中锌、铜与稀硫酸构成原电池,氢离子在正极上得电子生成氢气,由于形成原电池能加快化学反应速率,所以产生氢气的速率:Ⅰ<Ⅱ;装置Ⅰ中锌与稀硫酸反应放热,化学能主要转化为热能,装置Ⅱ中化学能主要转化为电能,放热较少,因此温度计的示数:Ⅰ>Ⅱ。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)乙同学用如图装置推算铜锌原电池工作时产生的电流量。供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。则a电极的电极反应式为 　　　　 　　　,当量筒中收集到336 mL(标准状况下)气体时,通过导线的电子的物质的量为　　　　 。  16 Zn-2e-===Zn2+ 0.03 mol 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:从图示装置可知,b电极上生成气体,则b电极为正极、a电极为负极,a电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;b电极反应式为2H++2e-===H2↑,量筒中收集到的气体为氢气,其物质的量为 mol=0.015 mol,转移电子的物质的量为0.015 mol×2=0.03 mol。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)丙同学了解到科学家正在研究利用原电池原理常温常压下合成氨,该装置如图,电极a为　　(填“正”或“负”)极。  解析:原电池内电路阳离子向正极移动,图示中氢离子向电极a定向移动,所以a电极为正极。 16 正 $$