6.3 化学能与电能的转化（专项训练）化学苏教版必修第二册

第三单元　化学能与电能的转化 题型01 原电池工作原理 题型02 原电池的构成条件 题型03 原电池正、负极的判断方法 题型04 原电池原理的应用 题型05 常见化学电源 题型06 燃料电池 题型07 电解池 题型01 原电池工作原理 以Zn－H2SO4－Cu原电池为例 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－=Zn2＋ 2H＋＋2e－=H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 外电路电子流向 由锌片（负极）沿导线流向铜片（正极） 内电路离子移向 溶液中H+向正极移动，在铜片上被还原为H2；溶液中SO向负极移动。 原电池总反应 Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑ 【典例1】某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法错误的是(　　) A.溶液中 Cu2+向 Zn 电极移动，向 Cu 电极移动 B.电池工作时，Zn 片发生的电极反应：Zn-2e-===Zn2+ C.该装置反应的能量变化可用如图表示 D.电池工作一段时间后，溶液质量增加 【答案】A 【解析】在电解质溶液中，Cu2+会向正极Cu电极移动，向负极Zn电极移动，A错误；Zn为原电池的负极，电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，B正确；该装置是原电池，将化学能转化为电能，反应过程中会释放能量，反应物的能量比生成物的能量高，C正确；该电池总反应方程式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu，根据反应方程式可知，每有1 mol Zn发生反应，有65 g Zn变为Zn2+进入溶液，同时有64 g Cu2+变为单质Cu从溶液中析出，溶液质量增加1 g，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，故电池工作一段时间后，溶液质量增加，D正确。 【变式1-1】化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.锌电极发生氧化反应 B.锌片和铜片上都有O2产生 C.电子由铜电极经导线流向锌电极 D.原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变 【答案】A 【解析】锌电极失电子流向铜电极,发生氧化反应,铜片为正极,H+得电子生成氢气,溶液中c(H+)减小。 【变式1-2】如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下，其中正确的是(　　) ①Zn为正极，Cu为负极 ②H＋向负极移动 ③电子是由Zn经外电路流向Cu ④Cu极上有H2产生 ⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为1 g ⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ 【答案】B 【解析】Cu-Zn原电池中，Zn为负极，①错误；阳离子移向正极，②错误；电子由Zn流出，经外电路流向Cu，③正确；Cu极上发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，④正确；由得失电子守恒可知1 mol电子流过导线可以产生0.5 mol H2，即1 g H2，⑤正确；正极发生还原反应，⑥错误。 【变式1-3】一种原电池的简易装置如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A.银是正极，溶液中的阴离子向银电极移动 B.该装置工作时，电子的移动方向为铁电极→硫酸铜溶液→银电极 C.铁是负极，电极反应式为Fe-3e-===Fe3+ D.理论上，当正极质量增加6.4 g时，外电路转移电子数目为0.2NA 【答案】D 【解析】银是正极，溶液中的阳离子向银电极移动，故A错误；电子的移动方向为铁电极→导线→银电极，故B错误；负极电极反应式为Fe-2e-===Fe2+，故C错误；正极电极反应式为Cu2++2e-===Cu，质量增加6.4 g，即生成0.1 mol铜，外电路转移电子数目为0.2NA，故D正确。 题型02 原电池的构成条件 【典例2】下列组合中，不能使装置中的电流计指针出现偏转的是(　　) 选项 a b 试剂X 装置图 A Cu C FeCl3溶液 B Cu Ag 蔗糖溶液 C Al Mg NaOH溶液 D Zn Cu 醋酸溶液 【答案】B 【解析】铜、石墨是不同的电极，FeCl3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；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，电流计指针不能发生偏转，故选B； 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；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。 【变式2-1】下列各组材料中，不能组成原电池的是(　　) 选项 A B C D 两极材料 Zn片，石墨 Cu片，Ag片 Zn片，Cu片 Fe片，Cu片 插入溶液 稀硫酸 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸 【答案】C 【解析】构成原电池的条件是活泼性不同的金属或金属和能够导电的非金属，导线相连并插入电解质溶液中，则A、B、D均可以构成原电池，C中蔗糖是非电解质，故C不能构成原电池。 【变式2-2】下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　) A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．C＋CO22CO 【答案】D 【解析】D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。 题型03 原电池正、负极的判断方法 【典例3】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作负极失电子生成AlO，故D错误。 【变式3-1】已知空气－锌电池的电极反应如下： 锌电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 石墨电极：2 (1)O2＋H2O＋2e－===2OH－。 可以判断石墨电极是( ) A．负极，发生还原反应 B．正极，发生氧化反应 C．负极，发生氧化反应 D．正极，发生还原反应 【答案】D 【解析】空气－锌电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的一极是正极，发生还原反应，由此可知，石墨电极作正极，发生还原反应。 【变式3-2】如图装置中，M棒变细，N棒变粗。由此判断下表所列M、N、R物质，其中合理的是(　　) 选项 M N R A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 铁 铜 硝酸银 D 铜 铁 蔗糖溶液 【答案】C 【解析】由于蔗糖溶液不是电解质溶液，故D错误；M棒变细，N棒变粗，则M为负极，N为正极，M的金属活动性比N强，故B错误；N棒变粗则电解质溶液中有能得电子的金属阳离子，故A错误。 【变式3-3】(Ⅰ)下列装置能组成原电池的是________(填序号)。 (Ⅱ)如上图④所示，若是原电池，请回答下列问题(若不是，则不用回答)。 (1)正极材料是________。 (2)负极的电极反应为____________________。 (3)电池工作时总反应的离子方程式是________________________________________。 (4)阴离子的移动方向为________________________________________________。 (5)导线中电子的流向为___________________________________________________。 【答案】(Ⅰ)②④ (Ⅱ)(1)Ag (2)Cu－2e－===Cu2＋ (3)Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag (4)移向负极(铜极) (5)负极到正极(或铜极到银极) 【解析】(Ⅰ)①酒精不是电解质溶液，不能组成原电池；②符合原电池的构成条件；③未形成闭合回路，不能构成原电池；④符合原电池的构成条件，所以选②④。 (Ⅱ)(1)Cu比Ag活泼，所以正极是Ag。(2)Cu是负极，发生氧化反应：Cu－2e－=== Cu2＋。(3)电池工作时总反应为Cu置换Ag的反应，离子方程式为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。(4)原电池中阴离子移向负极(铜极)。(5)导线中电子从负极流向正极(或从铜极流向银极)。 题型04 原电池原理的应用 1.加快氧化还原反应的进行 (1)实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)反应制取H2，常用粗锌。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的溶解，使产生H2的速率加快。 (2)生活中常用的取暖产品——暖贴 暖贴内的铁粉、活性炭、食盐一旦与空气中的氧气和水蒸气接触就会形成原电池，加快了铁被氧气氧化的速率，短时间内产生较多的热，供人们取暖。 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 利用Fe+CuSO4===FeSO4+Cu可设计原电池。 电极反应式 材料选择 装置 负极： Fe-2e-===Fe2+ 正极： Cu2++2e-===Cu 负极：Fe 正极：Cu或C等(活泼性比Fe差的金属或能导电的石墨棒均可) 电解质溶液：CuSO4溶液 4．钢铁的电化学腐蚀 负极(Fe):2Fe-4e-2Fe2+ 正极(C):2H2O+O2+4e-4OH- 总反应方程式:2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2 Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(红色铁锈) 【典例4】某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是(　　) 选项 A B C D 正极 Ag C Fe Cu 负极 Fe Fe Zn Fe 电解质溶液 FeCl3 FeCl2 Fe2(SO4)3 CuSO4 【答案】A 【解析】A中原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，正确；B中没有自发的氧化还原反应，不能构成原电池，错误；C中锌比铁活泼，锌作负极，发生氧化反应，总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，错误；D中原电池总反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，错误。 【变式4-1】糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，脱氧过程中发生了原电池反应。下列分析正确的是(　　) A.脱氧过程中，化学能全部转化为电能 B.脱氧过程中，炭粉发生氧化反应生成CO2 C.脱氧过程中，Cl-发生氧化反应：2Cl--2e-===Cl2↑ D.脱氧过程中，铁电极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+ 【答案】D 【解析】脱氧过程中，化学能除转化为电能外，还部分转化为热能，故A错误；炭粉为原电池的正极，没有参与反应，故B错误；NaCl是电解质，没有参与反应，故C错误；铁是原电池的负极，发生氧化反应，故D正确。 【变式4-2】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 【答案】C 【解析】装置一是原电池，a极质量减小，b极质量增大，则a极为负极，b极为正极，金属的活动性：a>b；装置二没有形成原电池，b极有气体产生，c极无变化，则b比c活泼，且c在金属活动性顺序表中位于氢的后面；装置三中d极溶解，c极有气体产生，则d极为负极，c极为正极，金属的活动性：d>c；装置四中电流从a极流向d极，则a极为正极，d极为负极，d比a活泼，因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。 题型05 常见化学电源 1.一次电池 锌锰干电池:Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) 2.二次电池 (1)银锌纽扣电池 总反应方程式 Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag 负极反应方程式 Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 正极反应方程式 Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH- (2)铅蓄电池工作原理 (3)镍氢电池 总反应 方程式 NiO(OH)+MHNiO+M+H2O 负极反应式 MH+OH--e-M+H2O 正极反应式 NiO(OH)+e-NiO+OH- 【典例5】某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)，有关说法正确的是(　　) A.Zn为正极 B.工作时Cu电极发生氧化反应 C.工作时电子经外电路由Cu流向Zn D.工作一段时间后Cu电极质量增加 【答案】D 【解析】由于Zn比Cu活泼，故Zn为负极，A错误；工作时Cu电极作正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-===Cu，B错误；工作时电子经外电路由负极Zn流向正极Cu，C错误；电解质溶液为硫酸铜溶液，工作时Cu2+在铜电极得电子生成Cu，工作一段时间后Cu电极质量增加，D正确。 【变式5-1】铅蓄电池是一种典型的可充电电池，其放电时的电池总反应为Pb+PbO2+4H++2S===2PbSO4+2H2O，则下列说法不正确的是(　　) A.电池工作时，负极反应式：Pb-2e-===Pb2+ B.铅蓄电池是二次电池，放电时是化学能转化为电能 C.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板 D.电池工作时，溶液中H+移向PbO2板 【答案】A 【解析】负极反应为Pb-2e-+S===PbSO4，故A错误。 【变式5-2】下列有关锌锰干电池的说法正确的是 (　　) A.锌外壳是负极,石墨棒是正极材料 B.在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳 C.电流从锌流到石墨棒上 D.在电池内部阳离子从石墨棒向锌片移动 【答案】A 【解析】A项,在锌锰干电池中,锌外壳是负极,石墨棒是正极,故正确;B项,在外电路中电子从锌外壳流向石墨棒,故错误;C项,电流的方向与电子的流向相反,应从石墨棒流向锌,故错误;D项,电池内部,阳离子向正极石墨棒移动,故错误。 【变式5-3】如图是一种新型锂⁃空气电池示意图，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是(　　) A.金属锂为负极，发生还原反应 B.Li+由石墨烯电极通过固体电解质流向负极 C.当有22.4 L氧气反应时，负极消耗28 g锂 D.正极电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH- 【答案】D 【解析】金属锂失电子发生氧化反应，金属锂为负极，A错误； 阳离子向正极移动，Li+由负极通过固体电解质流向正极，B错误；没有明确是否为标准状况，22.4 L氧气的物质的量不一定是1 mol，C错误；根据图示，正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-，D正确。 题型06 燃料电池 (1)氢氧燃料电池 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2-4e-4H+ 2H2+4OH--4e-4H2O 正极反应式 O2+4e-+4H+2H2O O2+2H2O+4e-4OH- 电池总 反应方程式 2H2+O22H2O (2)碱性甲醇燃料电池 总反应方程式 2CH3OH+3O2+4OH-2C+6H2O 负极反应式 2CH3OH-12e-+16OH-2C+12H2O 正极反应式 3O2+12e-+6H2O12OH- 【典例6】某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液。下列有关这种燃料电池的说法正确的是(　　) A.该电池工作时，正极区域溶液pH上升 B.a电极为负极，发生还原反应 C.正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D.该电池能够将化学能全部转化为电能且产物是水，属于环境友好电池 【答案】A 【解析】正极上的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，氢离子浓度减小，该电池工作时，正极区域溶液pH上升，A正确；该装置为原电池，通入氢气的一极为负极，a电极为负极，失电子，发生氧化反应，B错误；b电极通入氧气，氧气发生得电子的还原反应，作正极，酸性条件下，正极上的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，C错误；该电池能量转化率高，但不能全部转化，且产物是水，属于环境友好电池，D错误。 【变式6-1】随着环保整治的逐渐推进，乙醇作为一种燃料逐渐走进人们的视野，如“乙醇汽油”“乙醇电池”等。如图是一种新型的乙醇电池的工作示意图，该电池总反应为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A.a极为正极，b极为负极 B.负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+ C.反应中转移6 mol电子时，正极消耗33.6 L O2 D.该燃料电池工作一段时间后，酸性增强 【答案】B 【解析】依据质子(H+)向正极移动，可确定a极为负极，b极为正极，A项错误；在电池负极，C2H5OH在酸性电解质溶液中失电子，生成二氧化碳等，负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+，B项正确；正极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，当反应中转移6 mol电子时，正极消耗1.5 mol O2，但由于温度、压强未知，所以O2的体积不一定是33.6 L，C项错误；由电池总反应C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O可知，该燃料电池工作一段时间后，H+的物质的量不变，但溶剂的质量增加，所以溶液的酸性减弱，D项错误。 【变式6-2】(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从　　　(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的　　　　(填“正”或“负”)极。  (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2+2O2--4e-===2H2O B极：O2+4e-===2O2- 则A极是电池的　　　　极；电子从该极　　　　(填“流入”或“流出”)。   (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷⁃空气燃料电池，工作时，负极反应式为　　　　　，  电池总反应式为　　　　　。  【答案】(1)b　负　(2)负　流出 (3)CH4-8e-+10OH-===C+7H2O　CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O 【解析】(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是负极，Y是正极，氧气应通入正极。 (2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。(3)甲烷⁃空气燃料电池，通甲烷的一极(X)为负极，通空气的一极(Y)为正极，电池总反应式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O，负极反应式为CH4-8e-+10OH-===C+7H2O。 题型07 电解池 将电能转化为化学能的装置。 (1)电解水制氢气和氧气 化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。 (2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)电解制取金属 ①电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：Al3++3e-===Al； 阳极反应式：2O2--4e-===O2↑； 总反应式：2Al2O34Al+3O2↑。 ②电解制备其他活泼金属 电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。 【典例7】下列关于电解池及其应用的说法正确的是 (　　) A.电解池是将化学能转化为电能的装置 B.电解氧化铝在阴极得到氧气 C.电解NaCl溶液可以冶炼金属钠 D.电解反应都是氧化还原反应 【答案】D 【解析】电解池是将电能转化为化学能的装置,故A错误;电解Al2O3时,在阴极得到铝,在阳极得到氧气,故B错误;电解熔融的NaCl可制备金属Na,故C错误。 【变式7-1】若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式为Cu+2H+===Cu2++H2↑，则下列关于该装置的说法正确的是(　　) A.该装置可能是原电池，也可能是电解池 B.该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 C.该装置只能是电解池，且金属铜为该装置的阳极 D.该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 【答案】C 【解析】该反应不能自发进行，因此该反应必须在电解池中发生，使电能转化为化学能。Cu被氧化，故金属铜作阳极。 【变式7-2】如图所示是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。下列有关判断正确的是(　　) A.a为负极,b为正极 B.a为阳极,b为阴极 C.电解过程中,d电极质量增加 D.电解过程中,溶液中氯离子浓度不变 【答案】C 【解析】电流从直流电源的正极流出,因此a为电源正极,b为电源负极,c为阳极,d为阴极;电解CuCl2溶液,阳极(c电极)的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,阴极(d电极)的电极反应式为Cu2++2e-Cu,故C项正确。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元　化学能与电能的转化 题型01 原电池工作原理 题型02 原电池的构成条件 题型03 原电池正、负极的判断方法 题型04 原电池原理的应用 题型05 常见化学电源 题型06 燃料电池 题型07 电解池 题型01 原电池工作原理 以Zn－H2SO4－Cu原电池为例 电极材料 锌 铜 电极名称 负极 正极 电极反应 Zn－2e－=Zn2＋ 2H＋＋2e－=H2↑ 反应类型 氧化反应 还原反应 外电路电子流向 由锌片（负极）沿导线流向铜片（正极） 内电路离子移向 溶液中H+向正极移动，在铜片上被还原为H2；溶液中SO向负极移动。 原电池总反应 Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑ 【典例1】某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法错误的是(　　) A.溶液中 Cu2+向 Zn 电极移动，向 Cu 电极移动 B.电池工作时，Zn 片发生的电极反应：Zn-2e-===Zn2+ C.该装置反应的能量变化可用如图表示 D.电池工作一段时间后，溶液质量增加 【变式1-1】化学电源应用广泛。某原电池装置如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.锌电极发生氧化反应 B.锌片和铜片上都有O2产生 C.电子由铜电极经导线流向锌电极 D.原电池工作一段时间后溶液的c(H+)不变 【变式1-2】如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下，其中正确的是(　　) ①Zn为正极，Cu为负极 ②H＋向负极移动 ③电子是由Zn经外电路流向Cu ④Cu极上有H2产生 ⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为1 g ⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋ A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ 【变式1-3】一种原电池的简易装置如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A.银是正极，溶液中的阴离子向银电极移动 B.该装置工作时，电子的移动方向为铁电极→硫酸铜溶液→银电极 C.铁是负极，电极反应式为Fe-3e-===Fe3+ D.理论上，当正极质量增加6.4 g时，外电路转移电子数目为0.2NA 题型02 原电池的构成条件 【典例2】下列组合中，不能使装置中的电流计指针出现偏转的是(　　) 选项 a b 试剂X 装置图 A Cu C FeCl3溶液 B Cu Ag 蔗糖溶液 C Al Mg NaOH溶液 D Zn Cu 醋酸溶液 【变式2-1】下列各组材料中，不能组成原电池的是(　　) 选项 A B C D 两极材料 Zn片，石墨 Cu片，Ag片 Zn片，Cu片 Fe片，Cu片 插入溶液 稀硫酸 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸 【变式2-2】下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　) A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．C＋CO22CO 题型03 原电池正、负极的判断方法 【典例3】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 【变式3-1】已知空气－锌电池的电极反应如下： 锌电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 石墨电极：2 (1)O2＋H2O＋2e－===2OH－。 可以判断石墨电极是( ) A．负极，发生还原反应 B．正极，发生氧化反应 C．负极，发生氧化反应 D．正极，发生还原反应 【变式3-2】如图装置中，M棒变细，N棒变粗。由此判断下表所列M、N、R物质，其中合理的是(　　) 选项 M N R A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 铁 铜 硝酸银 D 铜 铁 蔗糖溶液 【变式3-3】(Ⅰ)下列装置能组成原电池的是________(填序号)。 (Ⅱ)如上图④所示，若是原电池，请回答下列问题(若不是，则不用回答)。 (1)正极材料是________。 (2)负极的电极反应为____________________。 (3)电池工作时总反应的离子方程式是________________________________________。 (4)阴离子的移动方向为________________________________________________。 (5)导线中电子的流向为___________________________________________________。 题型04 原电池原理的应用 1.加快氧化还原反应的进行 (1)实验室用Zn和稀H2SO4(或稀盐酸)反应制取H2，常用粗锌。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4(或稀盐酸)形成原电池，加快了锌的溶解，使产生H2的速率加快。 (2)生活中常用的取暖产品——暖贴 暖贴内的铁粉、活性炭、食盐一旦与空气中的氧气和水蒸气接触就会形成原电池，加快了铁被氧气氧化的速率，短时间内产生较多的热，供人们取暖。 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 利用Fe+CuSO4===FeSO4+Cu可设计原电池。 电极反应式 材料选择 装置 负极： Fe-2e-===Fe2+ 正极： Cu2++2e-===Cu 负极：Fe 正极：Cu或C等(活泼性比Fe差的金属或能导电的石墨棒均可) 电解质溶液：CuSO4溶液 4．钢铁的电化学腐蚀 负极(Fe):2Fe-4e-2Fe2+ 正极(C):2H2O+O2+4e-4OH- 总反应方程式:2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2 Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(红色铁锈) 【典例4】某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是(　　) 选项 A B C D 正极 Ag C Fe Cu 负极 Fe Fe Zn Fe 电解质溶液 FeCl3 FeCl2 Fe2(SO4)3 CuSO4 【变式4-1】糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，脱氧过程中发生了原电池反应。下列分析正确的是(　　) A.脱氧过程中，化学能全部转化为电能 B.脱氧过程中，炭粉发生氧化反应生成CO2 C.脱氧过程中，Cl-发生氧化反应：2Cl--2e-===Cl2↑ D.脱氧过程中，铁电极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+ 【变式4-2】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 题型05 常见化学电源 1.一次电池 锌锰干电池:Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) 2.二次电池 (1)银锌纽扣电池 总反应方程式 Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag 负极反应方程式 Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 正极反应方程式 Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH- (2)铅蓄电池工作原理 (3)镍氢电池 总反应 方程式 NiO(OH)+MHNiO+M+H2O 负极反应式 MH+OH--e-M+H2O 正极反应式 NiO(OH)+e-NiO+OH- 【典例5】某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)，有关说法正确的是(　　) A.Zn为正极 B.工作时Cu电极发生氧化反应 C.工作时电子经外电路由Cu流向Zn D.工作一段时间后Cu电极质量增加 【变式5-1】铅蓄电池是一种典型的可充电电池，其放电时的电池总反应为Pb+PbO2+4H++2S===2PbSO4+2H2O，则下列说法不正确的是(　　) A.电池工作时，负极反应式：Pb-2e-===Pb2+ B.铅蓄电池是二次电池，放电时是化学能转化为电能 C.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板 D.电池工作时，溶液中H+移向PbO2板 【变式5-2】下列有关锌锰干电池的说法正确的是 (　　) A.锌外壳是负极,石墨棒是正极材料 B.在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳 C.电流从锌流到石墨棒上 D.在电池内部阳离子从石墨棒向锌片移动 【变式5-3】如图是一种新型锂⁃空气电池示意图，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是(　　) A.金属锂为负极，发生还原反应 B.Li+由石墨烯电极通过固体电解质流向负极 C.当有22.4 L氧气反应时，负极消耗28 g锂 D.正极电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH- 题型06 燃料电池 (1)氢氧燃料电池 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2-4e-4H+ 2H2+4OH--4e-4H2O 正极反应式 O2+4e-+4H+2H2O O2+2H2O+4e-4OH- 电池总 反应方程式 2H2+O22H2O (2)碱性甲醇燃料电池 总反应方程式 2CH3OH+3O2+4OH-2C+6H2O 负极反应式 2CH3OH-12e-+16OH-2C+12H2O 正极反应式 3O2+12e-+6H2O12OH- 【典例6】某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液。下列有关这种燃料电池的说法正确的是(　　) A.该电池工作时，正极区域溶液pH上升 B.a电极为负极，发生还原反应 C.正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D.该电池能够将化学能全部转化为电能且产物是水，属于环境友好电池 【变式6-1】随着环保整治的逐渐推进，乙醇作为一种燃料逐渐走进人们的视野，如“乙醇汽油”“乙醇电池”等。如图是一种新型的乙醇电池的工作示意图，该电池总反应为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A.a极为正极，b极为负极 B.负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+ C.反应中转移6 mol电子时，正极消耗33.6 L O2 D.该燃料电池工作一段时间后，酸性增强 【变式6-2】(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从　　　(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的　　　　(填“正”或“负”)极。  (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2+2O2--4e-===2H2O B极：O2+4e-===2O2- 则A极是电池的　　　　极；电子从该极　　　　(填“流入”或“流出”)。   (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷⁃空气燃料电池，工作时，负极反应式为　　　　　，  电池总反应式为　　　　　。  题型07 电解池 将电能转化为化学能的装置。 (1)电解水制氢气和氧气 化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。 (2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)电解制取金属 ①电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：Al3++3e-===Al； 阳极反应式：2O2--4e-===O2↑； 总反应式：2Al2O34Al+3O2↑。 ②电解制备其他活泼金属 电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。 【典例7】下列关于电解池及其应用的说法正确的是 (　　) A.电解池是将化学能转化为电能的装置 B.电解氧化铝在阴极得到氧气 C.电解NaCl溶液可以冶炼金属钠 D.电解反应都是氧化还原反应 【变式7-1】若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式为Cu+2H+===Cu2++H2↑，则下列关于该装置的说法正确的是(　　) A.该装置可能是原电池，也可能是电解池 B.该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 C.该装置只能是电解池，且金属铜为该装置的阳极 D.该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 【变式7-2】如图所示是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。下列有关判断正确的是(　　) A.a为负极,b为正极 B.a为阳极,b为阴极 C.电解过程中,d电极质量增加 D.电解过程中,溶液中氯离子浓度不变 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $