6.1.2 化学反应与电能（第2课时）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（人教版2019必修第二册）

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 6.1.2 原电池工作原理 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质。 2.理解原电池的概念及工作原理。 重点:理解原电池的概念及工作原理。 难点:理解原电池的概念及工作原理。 一、认识火力发电 1.火力发电的原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。是化学能间接转化为电能。 2.能量转化过程： 3.火力发电的弊端 ①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成能源的浪费。 ②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。 ③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质（如S02、C0、N0x、粉尘等)，污染环境。 二、原电池工作原理 1、原电池工作原理的实验探究（【实验6-3】必修第二册，P36） 实验装置 实验原理 锌片（负极）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）；铜片（正极）：2H++2e－=H2↑（还原反应）； 总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+（工作原理如上右图） 实验用品 锌片、铜片、稀硫酸；导线、电流表、烧杯。 实验步骤 （1）将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 （2）用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 （3）如图所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。 实验现象 （1）当锌片与铜片插入稀硫酸时，锌片逐渐溶解有气泡产生，铜片上无气泡产生； （2）当用导线将锌片和铜片相连后，锌片逐渐溶解铜片上有气泡产生。 （3）串联电流表后，电流表指针发生偏转。 实验结论 锌--铜--稀硫酸构成了原电池装置，产生了电流，化学能转化为电能。 实验说明 形成原电池后锌片表面有少量气体产生，可能原因：一是锌片不纯，自身构成了微电池；二是锌片与H+直接接触发生氧化还原反应产生 H2（化学能转化为电能损耗）。 归纳总结：　　 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 铜 总离子反应式 【解读】（1）原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 （2）电子的流向：电子由负极经导线流向正极。反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 （3）离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 2．原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应一般是氧化还原反应。 3、原电池的组成条件 （1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 （2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极，提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。 【解读】a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。 b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。 c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为： 负极：Zn－2e－＝Zn2+　正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 【解读】电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 4、原电池的工作原理 （1）反应原理（以锌铜原电池为例） ①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极，即电子不下水。 ②离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)，即离子不上岸。 ③电流方向：正极→导线→负极→电解质溶液→正极。 ④两极电极反应式 负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。 正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 （2）原电池的正、负极的判断方法 ①根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 ② 根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。 ③根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 ④根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 ⑤根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。 【解读】在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。 （3）“三步”突破原电池电极反应式的书写： 第一步：分析氧化还原反应：根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目，需遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。 第二步：注意电解质溶液环境：分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式，例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适，在传导O2-的固体电解质中，O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。 第三步：合并正、负电极反应：调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，都会产生气泡。( ) （2）在锌铜原电池中，溶液中的氢离子移动铜电极。( ) （3）利用化学电池可将化学能全部转化为电能。( ) （4）将锌片和铜片用导线连接，并平行插入稀硫酸中，由于锌片是负极，所以溶液中的H＋向铜电极迁移。( ) （5）可由 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 反应 ，设计成原电池。( ) （6）原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。( ) （7）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。( ) （8）原电池中阳离子向正极移动。( ) (9)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。( ) (10)火力发电是化学能间接转化为电能的过程。( ) 2．能源是现代文明的动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化。 Ⅰ．如图甲是一个原电池装置。 （1）该装置是利用反应a设计的原电池装置，反应a的离子方程式是 。 反应b：NaOH+HCl=NaCl+H2O是否也可以设计成原电池，说明理由： 。 （2）按照组成电池的基本要素来看，正极材料是 ，发生反应的电极反应式是 。 Ⅱ．如图乙是利用反应c设计的原电池装置。 （3）反应c的离子方程式是 。 （4）该装置将氧化反应和还原反应分开进行，还原反应在 (填“铁”或“石墨”)上发生。 Ⅲ．科研人员设想用如图丙所示装置生产硫酸。 （5）b是 极， 生产过程中H+向 ( 填“a”或“b”)电极域运动。 （6）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是___________(填字母)。 A．原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B．原电池装置一定需要2个活泼性不同的金属电极 C．负极电极材料不一定参加电极反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 ►问题一 如何判断电化学装置是原电池装置？ 【典例1】下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①②③ B．④⑤⑥ C．①③⑥ D．②④⑥ 【解题必备】原电池的构成条件 （1）两极为两种活动性不同的金属（或一种为能导电的非金属）。 （2）电解质溶液。 （3）形成闭合回路。 （4）能自发进行的氧化还原反应。 【变式1-1】下列各组材料组成如图装置，能形成原电池且M做正极的是 选项 M N P A Zn Cu 稀硫酸 B Ag Zn 蔗糖溶液 C Ag Fe 溶液 D Al Mg NaOH溶液 【变式1-2】下列装置中能形成原电池的是 A．①③⑤ B．②④⑦ C．①⑤⑥ D．②③④ ►问题二 如何判断原电池的电负极？ 【典例2】对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是 A．发生氧化反应的为负极 B．正极为电子流入的一极 C．比较不活泼的金属为负极 D．正极为电解质溶液中阳离子移向的一极 【解题必备】原电池的正、负极的判断方法 （1）根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 （2）根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。 （3）根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （4）根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 （5）根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。 【变式2-1】某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏 转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 【变式2-2】常温下，将除去表面氧化膜的铝、铜片插入浓HNO3中组成原电池(如图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，下列说法正确的是 A．O～t1时，原电池的负极是铜片 B．O～t1时，正极发生还原反应，产生氢气 C．t1时刻后，电子从铝经过导线流向铜 D．t1时刻后，原电池的正、负极发生互换 ►问题三 如何分析原电池装置？ 【典例3】用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积，实验数据记录如下表： 时间/min 实验① 实验② 气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 22.0 8.5 30 24.8 50 23.8 10.5 50 26.0 — —    下列说法正确的是 A．①②中的碳棒表面均有气泡产生 B．生成相同体积气体时，实验①所用时间较短 C．0~8.5min，实验②反应较快，是因为该实验装置构成了原电池 D．反应至8.5min，对比两实验溶液温度，说明反应释放的总能量：①>② 【解题必备】有关原电池的解题思路 解决原电池问题时，一般的思维程序是：判断参加正、负极反应的物质→电极产物→电子和离子的移动方向→电极反应方程式→原电池反应方程式→现象、计算。 【变式3-1】某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是 A．a和b不连接时，铁片上有红色的铜析出，该装置不能形成原电池 B．a和b用导线连接时铜片为负极，发生的反应为：Cu2＋＋2e-=Cu C．无论a和b是否连接，反应的本质相同，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成 D．a和b用导线连接时，溶液中的Cu2＋应向铜电极移动且能更快地在铜电极上析出铜 【变式3-2】如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向。如图所示，关于该装置的下列说法中错误的是 A．外电路的电流方向为：Y→外电路→X B．溶液中的 H+向 X极移动，Y极上发生的是还原反应 C．若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X为 Fe，Y为碳棒 D．若两电极都是金属，则它们的金属活动性顺序为 X>Y ►问题四 如何原电池的电极反应式？ 【典例4】原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是 A．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，经过一段时间后负极反应式为： B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为： C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为 D．由Fe、Cu、溶液组成的原电池，负极反应式为： 【解题必备】①书写的原则是：按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应的规律，正确判断出两极物质反应生成的产物，然后结合电解质溶液所能提供的离子，结合质量守恒定律、电荷守恒配平各电极式，两电极反应式相加则得总反应式。结合具体的情况，我们可以概括为以下两种情况：a.根据两个电极反应式，写出总反应式，使两个电极式得失电子数相等后，将两式相加，消去相同的部分。若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质。b.根据总反应式，写电极反应式一般分四个步骤：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。 ②写电极反应式时应注意： a.两极得失电子数相等。 b.电极反应式常用“”，不用“”。 c.电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”。 ③电池的电极反应式可以直接写，也可以将总电池反应减去某一极反应得到另一极反应。减的时候要注意不要在负（正）极出现正（负）极得（失）电子的物质。 【变式4-1】下列电极反应式正确的是 (　　) A．以惰性材料为电极的燃料电池，以KOH溶液为电解质溶液构成原电池，负极反应式为H2－2e－===2H＋ B．铜、锌在稀硫酸溶液中构成原电池，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ C．以铜为电极将2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计成原电池，正极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ D．以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中构成原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ 【变式4-2】原电池的电极名称不仅与电极性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法正确的是 A．由Zn、Cu、稀硫酸溶液组成原电池，其负极电极反应式为 B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极电极反应式为 C．由Zn、Cu、CuSO4溶液组成原电池，其正极电极反应式为 D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极电极反应式为 1．下列关于原电池的叙述正确的是 A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属 B．原电池是将热能转化为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是负极 D．原电池工作时，正极发生氧化反应 2．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是 A．只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B．只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C．两个装置中电流表指针都发生偏转 D．两个装置中电流表指针都不发生偏转 3．下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．在铜片表面被氧化 C．电子从片经导线流向片 D．为原电池的负极 4．“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的向石墨片移动 5．下列装置中能够组成原电池的有 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 6．下列装置中，能将化学能转化为电能的是 A B C D 7．下列装置中，电流计指针能发生偏转的是 A． B． C． D． 8．据统计，电动载人汽车、锂离子电池和太阳能电池等“新三样”产品合计出口1.06万亿。回答下列问题： （1）①太原市居民日常使用的电能主要来自 (填标号)。 A．火力发电    B．光伏发电    C．风力发电 ②化学电池是将 (填“化学能”或“电能”，下同)直接转化为 的装置。 （2）在学习了电池的发展历史和简单电化学知识后，我们自己动手做一个原电池。 ①下列化学反应适合设计成原电池的是 (填标号)。 A．    B． C．    D． ②了解原电池的原理之后，需要挑选自制原电池的材料。下面是同学们收集到的一些用品，请你挑选出可以用来制作原电池的用品并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。 铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、番茄。 负极材料： ，正极材料： ，电解质溶液： 或 。 ③另一组同学在选取其他实验材料后，动手组装如下图所示的电池。为了向其他同学介绍这款电池，需要对其原理作分析，下列说法正确的是 (填标号)。 A．铁环作负极，发生反应： B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向b C．电池工作时，铁环变细，铜线变粗 D．电池工作一段时间后，柠檬的酸性变强 1．下列关于原电池的叙述中，正确的是 ①构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 ②原电池是化学能转变为电能的装置 ③在原电池中，电子流入的一极是正极，该电极上发生还原反应 ④原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 ⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动 ⑥电子经溶液从负极流向正极 A．①②⑥ B．②③ C．② D．②⑥ 2．原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e﹣=Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Mg-2e﹣=Mg2+ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Fe-2e﹣=Fe2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e﹣=Cu2+ 3．下列关于原电池的叙述，正确的是 A．原电池是将化学能转变为电能的装置 B．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属 C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D．原电池放电时，在电解质溶液中阳离子移向负极 4．仅用下列提供的各组物质不能组成原电池的是 选项 A B C D 电极材料 Cu、Cu 锌片、石墨棒 Al、Ag Cu、Fe 电解质溶液 稀 稀硫酸 溶液 溶液 5．下列组合中，不能使装置中的电流表指针出现偏转的是 选项 a b 试剂X 装置图 A C 溶液 B 蔗糖溶液 C 溶液 D 醋酸溶液 6．根据原电池原理，下列有关如图装置的说法正确的是 A．若a为Ag，b为Cu，c为硫酸铜溶液，则a电极有红色固体析出 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀硫酸，则b电极发生氧化反应 C．若a为Zn，b为Ag，c为硫酸铜溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Fe，b为Cu，c为浓硝酸，则负极发生的电极反应式为 7．下列装置不能形成原电池的是 A．①⑤⑥⑦ B．①②③⑤ C．②④⑥⑦ D．①②③④ 8．某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应，实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。 （1）装置A烧杯中反应的离子方程式为 。 （2）装置B中Mg上的现象是 ，Al发生的电极反应式是 。 （3）当装置B导线中通过0.3mol电子时，装置B烧杯中溶液的质量变化为 （填增重或减轻多少克）。 （4）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是 （填字母序号）。 A．原电池反应的过程中一定有电子转移 B．原电池装置需要2个电极 C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 E．原电池的正负极不仅与金属的活动性有关，而且也与电解质溶液有关 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 6.1.2 原电池工作原理 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质。 2.理解原电池的概念及工作原理。 重点:理解原电池的概念及工作原理。 难点:理解原电池的概念及工作原理。 一、认识火力发电 1.火力发电的原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。是化学能间接转化为电能。 2.能量转化过程： 3.火力发电的弊端 ①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成能源的浪费。 ②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大。 ③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质（如S02、C0、N0x、粉尘等)，污染环境。 二、原电池工作原理 1、原电池工作原理的实验探究（【实验6-3】必修第二册，P36） 实验装置 实验原理 锌片（负极）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）；铜片（正极）：2H++2e－=H2↑（还原反应）； 总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+（工作原理如上右图） 实验用品 锌片、铜片、稀硫酸；导线、电流表、烧杯。 实验步骤 （1）将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 （2）用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象 （3）如图所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。 实验现象 （1）当锌片与铜片插入稀硫酸时，锌片逐渐溶解，有气泡产生，铜片上无气泡产生； （2）当用导线将锌片和铜片相连后，锌片逐渐溶解，铜片上有气泡产生。 （3）串联电流表后，电流表指针发生偏转。 实验结论 锌--铜--稀硫酸构成了原电池装置，产生了电流，化学能转化为电能。 实验说明 形成原电池后锌片表面有少量气体产生，可能原因：一是锌片不纯，自身构成了微电池；二是锌片与H+直接接触发生氧化还原反应产生 H2（化学能转化为电能损耗）。 归纳总结：　　 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 负极 电子流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 铜 正极 电子流入 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 总离子反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 【解读】（1）原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 （2）电子的流向：电子由负极经导线流向正极。反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 （3）离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 2．原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置；原电池的反应一般是氧化还原反应。 3、原电池的组成条件 （1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 （2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极，提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。 【解读】a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。 b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。 c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为： 负极：Zn－2e－＝Zn2+　正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件： ①电解质溶液； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。 【解读】电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 4、原电池的工作原理 （1）反应原理（以锌铜原电池为例） ①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极，即电子不下水。 ②离子移动方向：阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)，即离子不上岸。 ③电流方向：正极→导线→负极→电解质溶液→正极。 ④两极电极反应式 负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。 正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 （2）原电池的正、负极的判断方法 ①根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 ② 根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。 ③根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 ④根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 ⑤根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。 【解读】在判断电流方向时，要注意电源的内电路和外电路的电流方向的不同：在电源的外电路电流由正极流向负极，在电源的内电路电流由负极流向正极。 （3）“三步”突破原电池电极反应式的书写： 第一步：分析氧化还原反应：根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目，需遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）。 第二步：注意电解质溶液环境：分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式，例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中O2得电子后的产物写OH-比写H2O更合适，在传导O2-的固体电解质中，O2得电子后的产物写O2-比写OH-更合适。 第三步：合并正、负电极反应：调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，都会产生气泡。( ) （2）在锌铜原电池中，溶液中的氢离子移动铜电极。( ) （3）利用化学电池可将化学能全部转化为电能。( ) （4）将锌片和铜片用导线连接，并平行插入稀硫酸中，由于锌片是负极，所以溶液中的H＋向铜电极迁移。( ) （5）可由 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 反应 ，设计成原电池。( ) （6）原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。( ) （7）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。( ) （8）原电池中阳离子向正极移动。( ) (9)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中，电流表指针发生偏转。( ) (10)火力发电是化学能间接转化为电能的过程。( ) 【答案】（1）×（2）√（3）×（4）√（5）√（6）×（7）×（8）√(9)×(10)√ 2．能源是现代文明的动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化。 Ⅰ．如图甲是一个原电池装置。 （1）该装置是利用反应a设计的原电池装置，反应a的离子方程式是 。 反应b：NaOH+HCl=NaCl+H2O是否也可以设计成原电池，说明理由： 。 （2）按照组成电池的基本要素来看，正极材料是 ，发生反应的电极反应式是 。 Ⅱ．如图乙是利用反应c设计的原电池装置。 （3）反应c的离子方程式是 。 （4）该装置将氧化反应和还原反应分开进行，还原反应在 (填“铁”或“石墨”)上发生。 Ⅲ．科研人员设想用如图丙所示装置生产硫酸。 （5）b是 极， 生产过程中H+向 ( 填“a”或“b”)电极域运动。 （6）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是___________(填字母)。 A．原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B．原电池装置一定需要2个活泼性不同的金属电极 C．负极电极材料不一定参加电极反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 【答案】（1） 不能，反应b为复分解反应，不是自发进行的氧化还原反应，不能设计成原电池 （2）Cu （3） （4）石墨 （5）正 b （6）CD 【解析】（1）Zn、Cu和稀硫酸形成原电池，离子方程式：；反应b为复分解反应，不是自发进行的氧化还原反应，不能设计成原电池； （2）铜锌原电池装置中，活泼金属Zn作负极，发生氧化反应，Cu作正极，正极发生还原反应，电极反应式：； （3）装置乙中，发生氧化还原反应离子方程式：； （4）装置乙中，Fe作负极，发生失电子的氧化反应，C作正极，在正极发生得电子的还原反应； （5）装置丙中a电极通入二氧化硫，发生氧化反应，说明a电极为负极，b电极为正极，通入氧气，发生得电子的还原反应；在原电池装置中，阳离子向着正极移动，即生产过程中H+向b极移动； （6）A．原电池构成条件之一是有自发进行的氧化还原反应，即原电池反应的过程中一定有电子发生转移，A错误；B．原申池装置不一定需要2个活泼性不同的金属电极，可以有非金属材料电极，B错误；C．负极电极材料可能参加反应，也可能不参加反应，例如燃料电池的负极材料不参加反应，C正确；D．原电池中氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D正确；答案选CD。 ►问题一 如何判断电化学装置是原电池装置？ 【典例1】下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①②③ B．④⑤⑥ C．①③⑥ D．②④⑥ 【答案】C 【解析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应。 装置①③⑥具备这四个条件，为原电池；②中电极相同，不能构成原电池；④中酒精是非电解质，不能构成原电池，⑤中没有形成闭合回路，不能构成原电池。故选：C。 【解题必备】原电池的构成条件 （1）两极为两种活动性不同的金属（或一种为能导电的非金属）。 （2）电解质溶液。 （3）形成闭合回路。 （4）能自发进行的氧化还原反应。 【变式1-1】下列各组材料组成如图装置，能形成原电池且M做正极的是 选项 M N P A Zn Cu 稀硫酸 B Ag Zn 蔗糖溶液 C Ag Fe 溶液 D Al Mg NaOH溶液 【答案】C 【解析】A．锌、铜和稀硫酸构成的原电池中锌是负极，银是正极，即M作负极，A不选；B．蔗糖是非电解质，不能形成原电池，B不选；C．银、铁和氯化铁溶液形成的原电池中铁是负极，银是正极，即M做正极，C选；D．铝和氢氧化钠溶液反应，镁、铝和氢氧化钠溶液形成的原电池中镁是正极，铝是负极，即M做负极，D不选；答案选C。 【变式1-2】下列装置中能形成原电池的是 A．①③⑤ B．②④⑦ C．①⑤⑥ D．②③④ 【答案】D 【分析】构成原电池的条件为：①电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成；②有电解质；③两电极之间有导线连接，形成闭合回路；④自发进行的氧化还原反应，据此分析判断。 【解析】①装置中，没有形成闭合回路，不能形成原电池，故①不选；②装置中，Cu、Zn和硫酸铜溶液能够形成原电池，故②选；③装置中，Zn、Fe和稀硫酸能够形成原电池，锌和铁直接接触，故③选；④装置中，Zn、Pb和稀醋酸能够形成原电池，锌和铅直接接触，故④选；⑤装置中，电极都是Zn，相当于只有一个电极，不能形成原电池，故⑤不选；⑥装置中，蔗糖是非电解质，不能导电，Zn、Fe和蔗糖溶液不能形成原电池，故⑥不选；⑦装置中，不能形成闭合回路，不能形成原电池，故⑦不选；综上，装置②③④可形成原电池，故选D。 ►问题二 如何判断原电池的电负极？ 【典例2】对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是 A．发生氧化反应的为负极 B．正极为电子流入的一极 C．比较不活泼的金属为负极 D．正极为电解质溶液中阳离子移向的一极 【答案】C 【解析】A．失电子发生氧化反应的电极是负极，所以负极上发生氧化反应，故A正确；B．负极上失电子，正极上得电子，所以外电路中电子从负极沿导线流向正极，则正极为电子流入的一极，故B正确；C．原电池中两个电极为活泼性不同的金属时，较不活泼的金属作正极，故C错误；D．原电池中，正极为电解质溶液中阳离子移向的一极，故D正确；故选C。 【解题必备】原电池的正、负极的判断方法 （1）根据电极材料：较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 （2）根据电流方向或电子流动方向：电流是由正极流向负极的，电子是由负极流向正极的。 （3）根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （4）根据电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。 （5）根据电极上反应现象：如电极粗细的变化、质量的变化、是否有气泡产生等。 【变式2-1】某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏 转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】原电池中灵敏电流计指针偏向正极。 【解析】A．根据表中的实验现象分析，实验1中Al电极作正极、实验3中Al电极作负极﹐A项正确；B．实验3、4中原电池均为铝电极作负极﹐溶液均含OH-，总反应方程式都为2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑，B项正确；C．实验2、4中Cu电极均作正极，C项正确﹔D．实验4中Al电极作负极﹐其电极反应式为Al－3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，D项错误；故选D。 【变式2-2】常温下，将除去表面氧化膜的铝、铜片插入浓HNO3中组成原电池(如图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，下列说法正确的是 A．O～t1时，原电池的负极是铜片 B．O～t1时，正极发生还原反应，产生氢气 C．t1时刻后，电子从铝经过导线流向铜 D．t1时刻后，原电池的正、负极发生互换 【答案】D 【解析】A．由图象可知，在t1s前后，电路中的电流方向是相反的，所以0～t1时，因为铝比铜活泼，原电池的负极是铝片，铝发生氧化反应生成氧化膜，铜为正极，A错误；B．0～t1时正极为铜，正极上硝酸根被还原为二氧化氮，不能放出H2，B错误；C．t1s后，外电路中电子流动方向发生改变，Al在浓硝酸中形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极，电子从铜经过导线流向铝，C错误；D．根据以上分析可知t1时刻后，原电池的正、负极发生互换，D正确。答案选D。 ►问题三 如何分析原电池装置？ 【典例3】用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积，实验数据记录如下表： 时间/min 实验① 实验② 气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃ 0 0 22.0 0 22.0 8.5 30 24.8 50 23.8 10.5 50 26.0 — —    下列说法正确的是 A．①②中的碳棒表面均有气泡产生 B．生成相同体积气体时，实验①所用时间较短 C．0~8.5min，实验②反应较快，是因为该实验装置构成了原电池 D．反应至8.5min，对比两实验溶液温度，说明反应释放的总能量：①>② 【答案】C 【分析】①没有闭合电路，不行形成原电池，锌和盐酸生成氢气，锌表面有气体生成；②形成原电池，锌失去电子为负极，氢离子在碳极得到电子生成氢气为正极； 【解析】A．由分析可知，①中锌表面生成气体，②中的碳棒表面有气泡产生，A错误；B．由表格数据可知，②反应速率更快，生成相同体积气体时，实验②所用时间较，B错误；C．0~8.5min，实验②反应较快，是因为该实验装置构成了原电池，原电池可以加速反应的进行，C正确；D．反应至8.5min，对比两实验溶液温度，说明反应①中转化为热能的能量较大，而不能水面释放的总能量①>②，D错误；故选C。 【解题必备】有关原电池的解题思路 解决原电池问题时，一般的思维程序是：判断参加正、负极反应的物质→电极产物→电子和离子的移动方向→电极反应方程式→原电池反应方程式→现象、计算。 【变式3-1】某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是 A．a和b不连接时，铁片上有红色的铜析出，该装置不能形成原电池 B．a和b用导线连接时铜片为负极，发生的反应为：Cu2＋＋2e-=Cu C．无论a和b是否连接，反应的本质相同，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成 D．a和b用导线连接时，溶液中的Cu2＋应向铜电极移动且能更快地在铜电极上析出铜 【答案】B 【解析】A．a和b不连接时，没有形成闭合回路，没有构成原电池，铁直接把铜置换出来，A正确；B．导线连接后，构成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，B错误；C．无论a和b是否连接，反应的本质相同均为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成，C正确；D．a和b用导线连接时，构成原电池，铜电极为正极，阳离子流向负极，且原电池可以加快反应速率，D正确；综上所述答案为B。 【变式3-2】如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向。如图所示，关于该装置的下列说法中错误的是 A．外电路的电流方向为：Y→外电路→X B．溶液中的 H+向 X极移动，Y极上发生的是还原反应 C．若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X为 Fe，Y为碳棒 D．若两电极都是金属，则它们的金属活动性顺序为 X>Y 【答案】B 【分析】由图示知，电子由X极流出，经外电路流向Y极，故X极为负极，Y极为正极。 【解析】A．电流方向与电子方向相反，故电流由Y极流出，经外电路流入X极，A正确；B．根据原电池原理，阳离子H+移向正极，即向Y极移动，B错误；C．Fe与稀硫酸反应，失电子被氧化，故Fe作负极，即为X极，则Y极为碳棒，C正确；D．若两电极均为金属，根据图示知X极为负极，更容易失电子，即活泼性X＞Y，D正确；故答案选B。 ►问题四 如何原电池的电极反应式？ 【典例4】原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是 A．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，经过一段时间后负极反应式为： B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为： C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为 D．由Fe、Cu、溶液组成的原电池，负极反应式为： 【答案】D 【解析】A．Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝和浓硝酸发生钝化现象，铜和浓硝酸能自发的进行反应，所以铜作负极，铝作正极，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，A正确；B．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，铝和稀硫酸反应而失电子，铜和稀硫酸不反应，所以铝作负极，铜作正极，其负极反应式为Al-3e-=Al3+，B正确；C．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，铝和氢氧化钠溶液反应而失去电子发生氧化反应，镁和氢氧化钠溶液不反应，所以铝是负极，镁是正极，其负极反应式为，C正确；D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，铁和铜都与氯化铁反应，但铁的金属性比铜强，所以铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，D错误；故选D。 【解题必备】①书写的原则是：按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应的规律，正确判断出两极物质反应生成的产物，然后结合电解质溶液所能提供的离子，结合质量守恒定律、电荷守恒配平各电极式，两电极反应式相加则得总反应式。结合具体的情况，我们可以概括为以下两种情况：a.根据两个电极反应式，写出总反应式，使两个电极式得失电子数相等后，将两式相加，消去相同的部分。若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质。b.根据总反应式，写电极反应式一般分四个步骤：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。 ②写电极反应式时应注意： a.两极得失电子数相等。 b.电极反应式常用“”，不用“”。 c.电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”。 ③电池的电极反应式可以直接写，也可以将总电池反应减去某一极反应得到另一极反应。减的时候要注意不要在负（正）极出现正（负）极得（失）电子的物质。 【变式4-1】下列电极反应式正确的是 (　　) A．以惰性材料为电极的燃料电池，以KOH溶液为电解质溶液构成原电池，负极反应式为H2－2e－===2H＋ B．铜、锌在稀硫酸溶液中构成原电池，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ C．以铜为电极将2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计成原电池，正极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ D．以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中构成原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ 【答案】B 【解析】A. 以惰性材料为电极的燃料电池，以KOH溶液为电解质溶液构成原电池，负极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，A错误；B. 金属性锌强于铜，铜、锌在稀硫酸溶液中构成原电池，锌是负极，铜是正极，正极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑，B正确；C. 以铜为电极将2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋设计成原电池，铜是负极，正极铁离子得到电子，反应式为Fe3＋＋e－＝2Fe2＋，C错误；D. 以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中构成原电池，铝是负极，负极反应式为Al－3e－＋4OH－＝2H2O＋AlO2－，D错误。答案选B。 【变式4-2】原电池的电极名称不仅与电极性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法正确的是 A．由Zn、Cu、稀硫酸溶液组成原电池，其负极电极反应式为 B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极电极反应式为 C．由Zn、Cu、CuSO4溶液组成原电池，其正极电极反应式为 D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极电极反应式为 【答案】D 【解析】A．Zn易失电子作负极，Cu作正极，负极上Zn失电子生成锌离子，其负极电极反应式为：Zn-2e-═Zn2+，故A错误；B．该原电池中，Al易失电子作负极，Mg作正极，负极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，故B错误；C．正极是铜离子得电子生成铜单质，正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故C错误；D．Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中Fe作负极，Cu作正极，负极的电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故D正确；故选：D。 1．下列关于原电池的叙述正确的是 A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属 B．原电池是将热能转化为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是负极 D．原电池工作时，正极发生氧化反应 【答案】C 【解析】A．原电池的两极可能是由导电的非金属材料组成，如氢氧燃料电池中用石墨做电极材料，或者一种金属和一种导电的非金属，A错误；B．原电池是向外提供电能的装置，是将化学能转变为电能的装置，B错误；C．原电池放电时，电子由负极流向正极，电子流出的一极是负极，C正确；D．原电池中，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，D错误；故答案为：C。 2．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是 A．只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B．只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C．两个装置中电流表指针都发生偏转 D．两个装置中电流表指针都不发生偏转 【答案】B 【分析】装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转； 【解析】A．装置Ⅰ不能形成原电池，电流表指针不发生偏转，A错误；B．装置Ⅱ构成原电池，电流表指针偏转，B正确；C．装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，C错误；D．装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，D错误；答案选B。 3．下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．在铜片表面被氧化 C．电子从片经导线流向片 D．为原电池的负极 【答案】D 【分析】锌和铜插在稀硫酸的电解质溶液中构成原电池，锌作负极发生氧化反应，铜作正极发生还原反应。 【解析】A．该装置是将化学能转化为电能的原电池，A错误；B．氢离子在铜片表面被还原生成氢气，B错误；C．电子从负极锌片经导线流向正极铜片，C错误；D．锌为原电池负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，D正确；故选D。 4．“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的向石墨片移动 【答案】B 【分析】镁为活泼金属，失去电子作为负极，石墨为正极，据此分析解答。 【解析】A．镁为活泼金属，做电池的负极，失去电子发生氧化反应，A错误；B．溶解在食盐水中的氧气在石墨电极得到电子，发生还原反应，B正确；C．原电池将化学能转化为电能，小汽车将电能通过发动机转化为动能，C错误；D．溶液中的阴离子向原电池中负极镁片移动，D错误；故选B。 5．下列装置中能够组成原电池的有 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】A 【解析】①缺一个电极，故不能构成原电池；②电极相同，故不能构成原电池；③能构成原电池；④酒精为非电解质，故不能构成原电池；⑤能构成原电池；⑥不能形成闭合回路，故不能构成原电池；综上，③⑤能形成原电池；答案选A。 6．下列装置中，能将化学能转化为电能的是 A B C D 【答案】C 【解析】A．两个电极相同，均为锌电极，不能构成原电池装置，A错误；B．酒精是非电解质，不导电，不能构成原电池装置，B错误；C．两个活泼性不同的电极插在氯化铁溶液中，且铁单质和发生氧化还原反应，因此可以构成原电池装置，将化学能转化为电能，C正确；D．没有形成闭合回路，不能构成原电池装置，D错误；答案选C。 7．下列装置中，电流计指针能发生偏转的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．Zn、Cu和稀硫酸能构成原电池，Zn为负极，Cu为正极，稀硫酸为电解质，故电流计指针能发生偏转，A正确；B．酒精不是电解质，不能导电，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，B错误；C．两电极相同，均能与稀硫酸反应，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，C错误；D．缺少盐桥，不能形成闭合回路，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转，D错误；故选A。 8．据统计，电动载人汽车、锂离子电池和太阳能电池等“新三样”产品合计出口1.06万亿。回答下列问题： （1）①太原市居民日常使用的电能主要来自 (填标号)。 A．火力发电    B．光伏发电    C．风力发电 ②化学电池是将 (填“化学能”或“电能”，下同)直接转化为 的装置。 （2）在学习了电池的发展历史和简单电化学知识后，我们自己动手做一个原电池。 ①下列化学反应适合设计成原电池的是 (填标号)。 A．    B． C．    D． ②了解原电池的原理之后，需要挑选自制原电池的材料。下面是同学们收集到的一些用品，请你挑选出可以用来制作原电池的用品并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。 铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、番茄。 负极材料： ，正极材料： ，电解质溶液： 或 。 ③另一组同学在选取其他实验材料后，动手组装如下图所示的电池。为了向其他同学介绍这款电池，需要对其原理作分析，下列说法正确的是 (填标号)。 A．铁环作负极，发生反应： B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向b C．电池工作时，铁环变细，铜线变粗 D．电池工作一段时间后，柠檬的酸性变强 【答案】（1）①A ②化学能 电能 （2）①D ②锌片 铜片 食醋 番茄 ③B 【解析】（1）①火力发电是电能的主要来源，太原市居民日常使用的电能主要来自火力发电，故选A。②化学电池是将化学能直接转化为电能的装置； （2）①自发的氧化还原反应能够设计为原电池，ABC都不是氧化还原反应，Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag为氧化还原反应，故选D。 ②将活泼性不同的两个电极插入电解质溶液中形成闭合回路形成原电池，则负极材料：锌片，正极材料：铜片，电解质溶液：食醋或者番茄； ③A．铁环作负极，发生反应：，A错误；B．电池工作时，电子从负极流向正极，故由铁环经 LED 灯流向铜线，B正确；C．电池工作时，铁环失去电子生成亚铁离子，变细；铜线做正极，氢离子得到电子发生还原反应，铜线不变粗，C错误；D．电池工作结束后柠檬中氢离子被消耗，酸性变弱，D错误；故选B。 1．下列关于原电池的叙述中，正确的是 ①构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 ②原电池是化学能转变为电能的装置 ③在原电池中，电子流入的一极是正极，该电极上发生还原反应 ④原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 ⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动 ⑥电子经溶液从负极流向正极 A．①②⑥ B．②③ C．② D．②⑥ 【答案】B 【解析】①构成原电池的某一极电极材料可以是非金属材料，如石墨，错误；②原电池是化学能转变为电能的装置，正确；③在原电池中，电子从负极流出，故电子流入的一极是正极，该电极上发生还原反应，正确；④原电池放电时，电流的方向是从正极到负极，错误；⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向正极移动，错误；⑥电子不能在电解质溶液中流动，只能沿导线移动，错误；故选B。 2．原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e﹣=Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Mg-2e﹣=Mg2+ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Fe-2e﹣=Fe2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e﹣=Cu2+ 【答案】B 【解析】A．该原电池中，Al易失电子作负极、Cu作正极，负极上铝失电子、正极上氢离子得电子，负极反应式为：Al﹣3e﹣＝Al3+，故A正确；B．该原电池中，Al能与NaOH溶液反应，Al易失电子作负极、Mg作正极，负极上Al失电子、正极上水得电子，负极上电极反应式为Al+4OH﹣﹣3e﹣＝AlO2﹣+2H2O，故B错误；C．该装置中，铁比铜活泼，铁易失电子作负极、Cu作正极，负极上铁失电子、正极上铁离子得电子，负极反应式为：Fe﹣2e﹣＝Fe2+，故C正确；D．该原电池中，铜易失电子作负极、Al作正极，负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子，负极电极反应式为Cu﹣2e﹣＝Cu2+，故D正确；故答案为B。 3．下列关于原电池的叙述，正确的是 A．原电池是将化学能转变为电能的装置 B．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属 C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D．原电池放电时，在电解质溶液中阳离子移向负极 【答案】A 【解析】A．原电池是将化学能转变为电能的装置，A正确；B．构成燃料电池的正极和负极的材料必须是能导电的材料，电极材料可以是金属，也可以是非金属如石墨等，B错误； C．在原电池中，负极失电子，被氧化，电子从负极流出，C错误；D．原电池放电时，在电解质溶液中阳离子移向正极，D错误；故选A。 4．仅用下列提供的各组物质不能组成原电池的是 选项 A B C D 电极材料 Cu、Cu 锌片、石墨棒 Al、Ag Cu、Fe 电解质溶液 稀 稀硫酸 溶液 溶液 【答案】A 【解析】A．两个铜电极均会与稀硝酸发生氧化还原反应，不能产生电势差，不能组成原电池，故A符合题意；B．锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，则锌片、石墨棒在稀硫酸中能产生电势差，能组成原电池，故B不符合题意；C．铝能与氢氧化钡溶液反应生成四羟基合铝酸钡和氢气，则铝、银在氢氧化钡溶液中能产生电势差，能组成原电池，故C不符合题意；D．铁能与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，则铜、铁在氯化铁溶液中能产生电势差，能组成原电池，故D不符合题意；故选A。 5．下列组合中，不能使装置中的电流表指针出现偏转的是 选项 a b 试剂X 装置图 A C 溶液 B 蔗糖溶液 C 溶液 D 醋酸溶液 【答案】B 【分析】电流表指针不能发生偏转，说明不能构成原电池； 【解析】A．铜、石墨是不同的电极，溶液与铜的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选A；B．蔗糖是非电解质，蔗糖溶液不导电，不能形成闭合回路，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故选B；C．镁、铝是不同的电极，氢氧化钠溶液与铝的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选C；D．铜、锌是不同的电极，醋酸溶液与锌的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选D；选B。 6．根据原电池原理，下列有关如图装置的说法正确的是 A．若a为Ag，b为Cu，c为硫酸铜溶液，则a电极有红色固体析出 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀硫酸，则b电极发生氧化反应 C．若a为Zn，b为Ag，c为硫酸铜溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Fe，b为Cu，c为浓硝酸，则负极发生的电极反应式为 【答案】C 【解析】A．Ag无法置换硫酸铜中的铜，不存在自发的氧化还原反应，不能实现化学能转化为电能，故A错误；B．Zn比Cu活泼，故Zn做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，故B错误；C．锌比银活泼，锌为负极，银为正极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，转移0.2mol电子，生成0.1molCu，即正极质量增加0.1mol×64g/mol=6.4g，故C正确；D．铁比铜活泼，但铁遇浓硝酸会钝化，故铜做负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故D错误；故答案为C。 7．下列装置不能形成原电池的是 A．①⑤⑥⑦ B．①②③⑤ C．②④⑥⑦ D．①②③④ 【答案】A 【解析】①没有形成闭合回路，不能形成原电池，①选；②Zn比Cu活泼，Zn和硫酸铜能自发进行氧化还原反应，有闭合回路，能形成原电池，②不选；③Zn与Fe、稀硫酸构成闭合回路，Zn与Fe活泼性不同，Zn与能自发进行氧化还原反应，能形成原电池，③不选；④Zn和醋酸能自发进行氧化还原反应，Zn和Pb活泼性不同，有闭合回路，能形成原电池，④不选；⑤两个电极都是Zn，没有活泼性差异，不能形成原电池，⑤选；⑥乙醇为非电解质，不能形成原电池，⑥选；⑦未形成闭合回路，不能形成原电池，⑦选；故选A。 8．某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应，实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。 （1）装置A烧杯中反应的离子方程式为 。 （2）装置B中Mg上的现象是 ，Al发生的电极反应式是 。 （3）当装置B导线中通过0.3mol电子时，装置B烧杯中溶液的质量变化为 （填增重或减轻多少克）。 （4）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是 （填字母序号）。 A．原电池反应的过程中一定有电子转移 B．原电池装置需要2个电极 C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 E．原电池的正负极不仅与金属的活动性有关，而且也与电解质溶液有关 【答案】（1）2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑ （2）有气泡冒出 Al－3e－+4OH－=AlO2－+2H2O （3）增重2.4g （4）ABDE 【分析】本题考查Al与NaOH溶液的反应，原电池的组成和工作原理，电极反应式的书写和化学计算。 【解析】（1）装置A烧杯中Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，装置A烧杯中溶液温度升高说明Al与NaOH溶液的反应为放热反应； （2）由于Mg与NaOH溶液不反应，装置B中Al为负极，Mg为正极，Mg极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Mg上的现象是：有气泡冒出。Al为负极，Al发生的电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O； （3）装置B中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可见当导线中通过6mol电子时，有2molAl溶解同时产生3molH2，溶液质量增重（227-32）g=48g；当装置B导线中通过0.3mol电子时，装置B烧杯中溶液增重0.3mol=2.4g； （4）A. 原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池反应的过程中一定有电子转移，A项正确；B. 原电池装置需要2个电极，B项正确；C. 电极可以参加反应，如装置B中Al电极参与负极反应，C项错误；D. 在原电池中，氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，氧化反应和还原反应拆开在两极发生，D项正确；E. Mg、Al和稀硫酸构成原电池时Mg为负极、Al为正极，Mg、Al和NaOH溶液构成原电池时Mg为正极、Al为负极，原电池的正负极不仅与金属的活动性有关，而且也与电解质溶液有关，E项正确；答案选ABDE。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$