6.1.2 化学反应与电能 讲义 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第二册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 化学反应与电能 ( 钠及其化合物 ) 一、原电池构成条件及工作原理 1．火力发电——化学能间接转化为电能 能量转化过程 化学能热能机械能电能 关键环节 燃烧(氧化还原反应) 火力发电缺点 ①煤炭是不可再生能源，会造成能源危机；②煤炭燃烧会产生污染性气体；③经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低。 2． 原电池——化学能直接转化为电能 (1)原电池概述： 概念 将化学能转化为电能的装置 本质 发生氧化还原反应 电极 负极 电子流出的一极，发生氧化反应 正极 电子流入的一极，发生还原反应 工作原理 电极(锌片、铜片)和导线中的导电微粒是电子，从负极流出，经导线流向正极；电解质溶液中的导电微粒是阳离子H＋、阴离子SO，阳离子向正极 移动，阴离子向负极移动。 构成条件 电极名称的判断方法 【课堂小练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 2．根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题： (1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据：_________________；铜电极的名称是______，溶液中的Cu2＋移向______(填“Cu”或“X”)电极。 (2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据：____________；铜电极的名称是_____，溶液中的Ag＋移向______(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为________。 二、原电池工作原理的应用 1．加快氧化还原反应的进行 在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。 2．比较金属的活动性 一般，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性：A＞B。 3．设计原电池 (1)给定氧化还原反应设计原电池 一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。 如：利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计原电池。 该电池负极为Cu，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极为石墨(C)，电极反应式为2Ag＋＋2e－ ===2Ag。 (2)简易电池的设计与制作 根据原电池原理，设计水果电池和制作简易电池，体会原电池的构成要素。 【课堂小练2】 3．某实验学校某化学兴趣小组设计了一个如图所示的水果电池，下列有关该电池的说法正确的是（ ） A．锌片作正极，铜片作负极 B．电子流向：锌片→导线→LED灯→铜片→柠檬→锌片 C．铜片上发生还原反应，质量一定增加 D．水果种类会影响LED灯的亮度 4．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______________。 (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。 5．a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线两两组成原电池。若a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，d极质量减少；a、c相连时，c极上产生大量气泡；a、d相连时，H＋移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为(　　) A．b＞a＞d＞c B．b＞d＞a＞c C．b＞a＞c＞d D．b＞d＞a＞c 【课时对点练习】 题组一　火力发电 1．电能是国民生产、生活中的重要能源，下图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关发电的描述，不正确的是（ ） A．火力发电的能量转换形式为：化学能→热能→机械能→电能 B．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 C．煤经过气化和液化两个化学变化，不能变为清洁能源 D．科学规划开发水电，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标 2．能量以各种不同的形式呈现在人们面前，我们通过化学反应等方式可以实现不同形式的能量间的转化。下列说法错误的是（ ） A．风能、电能均属于可再生能源 B．光伏发电系统能将电能直接转化为太阳能 C．物质燃烧的过程中化学能转化为热能 D．原电池放电的过程实现了化学能转化为电能 题组二　原电池工作原理 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．(2023·深圳高一校联考期中)海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂—海水电池以金属锂为负极，石墨为正极，下列关于该电池的描述正确的是(　　) A．正极上发生氧化反应 B．电流由Li流向石墨 C．Li＋由正极向负极迁移 D．电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 5．下列“类比”合理的是（ ） A．和反应是氧化还原反应，则BrCl和反应生成HBrO和HCl也是氧化还原反应 B．Mg、Al与浓盐酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极，故Mg、Al与氢氧化钠构成的原电池中也是Mg作负极 C．H2S与SO2能反应生成S，故NH3与NO2能在一定条件下反应生成N2 D．Cl2O中Cl的化合价为＋1价，则OF2中F的化合价为＋1价 6．下列各个装置中能持续形成原电池的是(　　) 7．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 题组三　原电池工作原理的应用 8．下列有关原电池的说法正确的是(　　) A.将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极 9．(2023·云南大理高一期中)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 电子从a极流向b极 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 10．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 11．(2023·广东肇庆高一质检)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，部分实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Mg、Al 稀硫酸 偏向Al 2 Cu、Al 稀硫酸 …… 3 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 根据上表中记录的实验现象，推断下列说法不正确的是(　　) A．实验2、3中Al均作电池的负极，提供电子 B．实验2中H＋在Cu极上发生还原反应，电流表的指针偏向Cu C．实验3中的Al电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ D．通过实验3可说明金属性：Mg>Al 12．下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中，能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是（ ） 选项 a电极 X溶液 Y溶液 A Fe 硫酸铜 氯化铁 B Zn 氯化铁 硫酸铜 C Pt 硫酸铜 氯化铁 D C 氯化铁 硫酸铜 A．A B．B C．C D．D 13．一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池，电极反应分别是锌片：2Zn＋4OH－－4e－===2ZnO＋2H2O，石墨：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。下列说法不正确的是（ ） A．电子从石墨经外电路流向锌片 B．锌片是负极，石墨是正极 C．电极总反应为2Zn＋O2===2ZnO D．该原电池工作一段时间后石墨附近溶液的pH增大 14．锌锰干电池是应用最普遍的电池之一，其基本反应： X极：Zn－2e－===Zn2＋　Y极：2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O (1)X是电池的________(填“正”或“负”，下同)极，Zn2＋向________极移动。 (2)该电池总反应的离子方程式为___________________________________________。 该反应中MnO2是________(填“还原剂”或“氧化剂”)。 (3)若反应消耗16.25 g Zn，则电池中转移电子的物质的量为________。 15.如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。根据原电池原理回答下列问题： (1)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，Cu电极上可以看到的现象为___________，SO42-向_______(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_________________。 (2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为__________，电子沿导线向________(填“a”或“b”)移动。 (3)①FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2)。请将此反应设计成原电池，该原电池负极的电极材料为_________，正极的电极材料为______，电解质溶液为________，负极的电极反应式为____________。 ②一段时间后负极质量减轻m g，则下列说法正确的是__________(填字母)。 A．电路中通过的电子为 mol B．正极质量增加 g C．原电池工作过程中电子由正极经导线流向负极 D．原电池工作过程中Cl－向负极移动 16．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 【参考答案】 【课堂小练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。 2．根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题： (1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据：_________________；铜电极的名称是______，溶液中的Cu2＋移向______(填“Cu”或“X”)电极。 (2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为________(填电极名称)，判断依据：_________________；铜电极的名称是____________，溶液中的Ag＋移向________(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为______________________。 答案　(1)负极　锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性比Cu强)　正极　Cu (2)正极　铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强)　负极　X　Ag＋＋e－===Ag 【课堂小练2】 3．某实验学校某化学兴趣小组设计了一个如图所示的水果电池，下列有关该电池的说法正确的是（ ） A．锌片作正极，铜片作负极 B．电子流向：锌片→导线→LED灯→铜片→柠檬→锌片 C．铜片上发生还原反应，质量一定增加 D．水果种类会影响LED灯的亮度 【答案】D 【解析】A．锌的活泼性大于铜，所以锌做负极，A错误；B．电子只能经过外电路导线进行移动，不能经过内电路电解质进行移动，B错误；C．铜片做正极发生还原反应，但正极无金属析出，故铜片质量不变，C错误；D．水果种类不同，水果中所含电解质浓度不同，导电能力不同，会影响LED灯的亮度，D正确；答案选D。 4．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______________。 (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。 答案　(1)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　 (2)①Cu－2e－===Cu2＋　氧化反应　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　还原反应 ② ③64 5．(2023·安徽芜湖一中高一质检)a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线两两组成原电池。若a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，d极质量减少；a、c相连时，c极上产生大量气泡；a、d相连时，H＋移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为(　　) A．b＞a＞d＞c B．b＞d＞a＞c C．b＞a＞c＞d D．b＞d＞a＞c 答案　A 解析　若a、b相连，电流由a经导线流向b，a为正极，则活泼性：b>a；若c、d相连，d极质量减小，d为负极，则活泼性：d>c；a、c相连，c极上产生大量气泡，c为正极，则活泼性：a>c；a、d相连，H＋移向d极，d为正极，则活泼性：a>d；所以金属活动性顺序由强到弱：b>a>d>c，A项正确。 【课时对点练习】 题组一　火力发电 1．电能是国民生产、生活中的重要能源，下图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关发电的描述，不正确的是（ ） A．火力发电的能量转换形式为：化学能→热能→机械能→电能 B．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 C．煤经过气化和液化两个化学变化，不能变为清洁能源 D．科学规划开发水电，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标 【答案】B 【解析】A．火力发电能量转化主线为：化学能→热能→机械能→电能，是化学能间接转化为电能，A说法正确；B．火力发电的主要燃料是煤，在烧煤过程中，会产生大量CO2和SO2，可导致温室效应及酸雨，B说法并不正确；C．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为气态或液态清洁能源，C说法不正确；D．科学规划开发水电，能降低化石燃料的消耗，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标，D说法正确；答案选C。 2．能量以各种不同的形式呈现在人们面前，我们通过化学反应等方式可以实现不同形式的能量间的转化。下列说法错误的是（ ） A．风能、电能均属于可再生能源 B．光伏发电系统能将电能直接转化为太阳能 C．物质燃烧的过程中化学能转化为热能 D．原电池放电的过程实现了化学能转化为电能 【答案】B 【解析】A．风能、电能属于自然界中的可再生能源，A正确；B．光伏发电系统为光电转换装置，该系统能将太阳能直接转化为电能，B错误；C．物质燃烧的过程中化学能转化为热能，C正确；D．原电池放电的过程实现了化学能转化为电能，D正确；答案选B。 题组二　原电池工作原理 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　原电池是将化学能转变为电能的装置，A正确；构成原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；在原电池中，负极失电子，被氧化，电子从负极流出，C错误；原电池放电时，在电解质溶液中阳离子移向正极，D错误。 4．(2023·深圳高一校联考期中)海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂—海水电池以金属锂为负极，石墨为正极，下列关于该电池的描述正确的是(　　) A．正极上发生氧化反应 B．电流由Li流向石墨 C．Li＋由正极向负极迁移 D．电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 答案　D 解析　锂—海水电池以金属锂为负极，石墨为正极。电池的正极上发生还原反应，A错误；电池中电流由正极流向负极，故电流由石墨流向Li，B错误；电池中阳离子移向正极，故 Li＋由负极向正极迁移，C错误；负极Li失电子生成Li＋，正极水得电子生成氢氧根离子和氢气，故电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正确。 5．下列“类比”合理的是（ ） A．和反应是氧化还原反应，则BrCl和反应生成HBrO和HCl也是氧化还原反应 B．Mg、Al与浓盐酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极，故Mg、Al与氢氧化钠构成的原电池中也是Mg作负极 C．H2S与SO2能反应生成S，故NH3与NO2能在一定条件下反应生成N2 D．Cl2O中Cl的化合价为＋1价，则OF2中F的化合价为＋1价 【答案】C 【解析】A．BrCl和H2O反应生成HBrO和HCl，元素化合价不变，属于非氧化还原反应，故A错误；B．Mg、Al与氢氧化钠构成的原电池中，Mg作正极，故B错误；C．H2S与SO2能反应生成S，NH3与NO2能在一定条件下反应生成N2，故C正确；D．F的非金属性大于O，OF2中F的化合价为-1价，故D错误；选C。 6．(2022·洛阳高一期末)下列各个装置中能持续形成原电池的是(　　) 答案　C 解析　原电池的形成条件为电极材料由两种活动性不同的金属或能导电的材料组成，两电极在电解质溶液中形成闭合回路。未形成闭合回路，A项错误；酒精是非电解质，不导电，B项错误；电极直接接触也可以形成原电池，C项正确；浓硫酸使金属铝钝化，反应无法继续进行，故无法持续形成原电池，D项错误。 7．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。 题组三　原电池工作原理的应用 8．下列有关原电池的说法正确的是(　　) A.将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质 B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极 C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极 答案　B 解析　Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极，故A错误；Al遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，Cu作负极，故B正确；电子由负极(锌)流向正极(铜)，故C错误；由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，Al作负极失电子，故D错误。 9．(2023·云南大理高一期中)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 电子从a极流向b极 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 答案　C 解析　装置一：原电池中，电子从a极流向b极，a极为负极，b极为正极，所以金属的活动性顺序：a＞b；装置二：未构成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序：b＞c；装置三：原电池中，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，所以金属的活动性顺序：d＞c；装置四：原电池中，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序：d＞a；所以这四种金属的活动性顺序：d＞a＞b＞c，故选C。 10．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。 11．(2023·广东肇庆高一质检)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，部分实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Mg、Al 稀硫酸 偏向Al 2 Cu、Al 稀硫酸 …… 3 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 根据上表中记录的实验现象，推断下列说法不正确的是(　　) A．实验2、3中Al均作电池的负极，提供电子 B．实验2中H＋在Cu极上发生还原反应，电流表的指针偏向Cu C．实验3中的Al电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ D．通过实验3可说明金属性：Mg>Al 答案　D 解析　实验2、3中，自发进行的氧化还原反应分别是Al与稀硫酸、NaOH溶液的反应，所以Al作电池的负极，故A正确；实验2中，Al作负极，Cu作正极，H＋在Cu极上得电子发生还原反应生成H2，外电路电流由Cu电极流向Al电极，电流表的指针偏向Cu，故B正确；实验3中的Al电极作负极，失电子发生氧化反应，在碱性条件下电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－，故C正确； 一般情况，原电池中作负极的电极活泼性更强，金属性更强，因电解质溶液为NaOH溶液，只有Al才能与之反应，所以Al作负极，则不能说明金属性：Mg>Al，故D错误。 12．下图为两种原电池。Ⅱ中各组物质中，能构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是（ ） 选项 a电极 X溶液 Y溶液 A Fe 硫酸铜 氯化铁 B Zn 氯化铁 硫酸铜 C Pt 硫酸铜 氯化铁 D C 氯化铁 硫酸铜 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】Ⅰ中铁离子得到电子发生还原反应、铜失去电子发生氧化反应从而构成原电池，总反应为2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+；对于双液原电池（Ⅱ），负极（Cu）对应电解质溶液为负极金属对应阳离子的盐（硫酸铜）溶液；正极可选用比负极活泼性弱的金属（Pt）或导电非金属（C），正极对应的电解质溶液为与负极发生氧化还原反应的电解质（氯化铁）溶液。A．根据分析，a极选用Fe，其活泼性强于Cu，不符合题意，故A项错误；B．根据分析，a极选用Zn，其活泼性强于Cu，且X溶液应为含Cu2+的盐溶液，故B项错误；C．根据分析，a极选用Pt，其活泼性弱于Cu，且电解质溶液均符合要求，故C项正确；D．a极选用碳棒符合题意，X、Y电解质溶液应分别为CuSO4、FeCl3溶液，故D项错误。故选C。 13．一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池，电极反应分别是锌片：2Zn＋4OH－－4e－===2ZnO＋2H2O，石墨：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。下列说法不正确的是（ ） A．电子从石墨经外电路流向锌片 B．锌片是负极，石墨是正极 C．电极总反应为2Zn＋O2===2ZnO D．该原电池工作一段时间后石墨附近溶液的pH增大 【答案】A 【解析】由电极反应可知：锌片一极发生氧化反应，为负极，石墨一极发生还原反应，为正极，电子在外电路中从负极(Zn片)流向正极(石墨)，反应时石墨一极产生OH－，石墨附近溶液c(OH－)增大，pH增大。 14．(2023·陕西宝鸡高一统考期中)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一，其基本反应： X极：Zn－2e－===Zn2＋　Y极：2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O (1)X是电池的________(填“正”或“负”，下同)极，Zn2＋向________极移动。 (2)该电池总反应的离子方程式为___________________________________________。 该反应中MnO2是________(填“还原剂”或“氧化剂”)。 (3)若反应消耗16.25 g Zn，则电池中转移电子的物质的量为________。 答案　(1)负　正　(2)Zn＋2MnO2＋2NH===Mn2O3＋2NH3＋H2O ＋Zn2＋　氧化剂 (3)0.5 mol 解析　(1)X极Zn失电子，X作负极，Zn2＋移向正极。(2)负极：Zn－2e－===Zn2＋ ，正极：2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O，所以电池总反应为Zn＋2MnO2＋2NH===Mn2O3＋2NH3＋H2O ＋Zn2＋，该反应MnO2中Mn元素得电子，化合价降低，所以MnO2作氧化剂。(3)因为1 mol Zn失2 mol电子，反应消耗16.25 g即0.25 mol Zn，所以电池中转移电子的物质的量为0.25 mol×2＝0.5 mol。 15.如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。根据原电池原理回答下列问题： (1)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，Cu电极上可以看到的现象为________________，SO向__________(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_______________________________________________________________________。 (2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为__________，电子沿导线向________(填“a”或“b”)移动。 (3)①FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2)。请将此反应设计成原电池，该原电池负极的电极材料为__________，正极的电极材料为______，电解质溶液为________，负极的电极反应式为________________________________________________。 ②一段时间后负极质量减轻m g，则下列说法正确的是__________(填字母)。 A．电路中通过的电子为 mol B．正极质量增加 g C．原电池工作过程中电子由正极经导线流向负极 D．原电池工作过程中Cl－向负极移动 答案　(1)有气体产生　a　2H＋＋2e－===H2↑ (2)Fe　b　(3)①Cu　Pt或石墨棒等比Cu不活泼的金属或惰性电极　FeCl3溶液　Cu－2e－===Cu2＋　②AD 解析　(1)由题中图示可知，Zn、Cu、稀硫酸构成的原电池，Zn为负极，Cu为正极，正极上发生得电子的还原反应，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，Cu电极上可以看到的现象是有气体产生，根据原电池工作时阴离子向负极移动，即溶液中硫酸根离子移向负极a(Zn)电极。 (2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，金属活动性：Fe＞Ag，所以Fe为负极，Ag为正极，电子从负极经导线流向正极，即电子向b极移动。(3)由题中化学方程式Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2可知，Cu失电子发生氧化反应，所以Cu为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，发生还原反应，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，正极材料是Pt、石墨棒等比Cu不活泼的金属或惰性电极，电解质溶液为FeCl3溶液。 16．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。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$