6.1 化学反应与能量变化 第2课时（同步讲义）化学人教版必修第二册

本讲义聚焦化学反应与电能核心知识点，系统梳理化学能转化为电能的路径，从火力发电间接转化切入，深入剖析原电池构成、工作原理，延伸至锌锰干电池、充电电池等常见化学电源，构建完整知识支架。 资料通过铜锌原电池实验探究、即学即练巩固及考点分析，培养科学思维与探究能力，如电极反应判断、金属活动性比较等。课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺，联系实际电源体现科学态度与责任。

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第2课时 化学反应与电能 教学目标 1．根据实验，了解化学能可以转化为电能，理解原电池的构成和原理。 2．结合实例，了解常见的化学电池的基本原理与分类。 重点和难点 重点：原电池原理及应用、原电池设计 难点：原电池原理及应用 ◆知识点一 化学能转化为电能 1．火力发电 (1)火力发电原理：通过 燃烧时发生的氧化还原反应，使 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。间接实现了化学能转化为电能。 (2)能量转换过程： 能 能 能 能。其中能量转换的关键环节是 。 2．化学能直接转化为电能——原电池 (1)定义：把 能转变为 的装置。 (2)工作原理(以铜­锌­稀硫酸原电池为例)： 原电池原理示意图 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 负极 反应 铜 正极 2H＋＋2e－===H2↑ 反应 总反应 现象：锌片溶解，铜片上有气泡产生，电流表指针发生偏转。 归纳总结 判断电极的方法 即学即练 1．火力发电的过程涉及燃料燃烧、加热蒸汽、用蒸汽推动蒸汽轮机、蒸汽轮机发电，各步中没有直接发生的能量转化是 A．化学能转化为热能B．热能转化为机械能C．机械能转化为电能 D．热能转化为电能 2．关于原电池的叙述中正确的是 A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成 D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原 3．下列装置能构成原电池的是 A． B．C． D． ◆知识点二 常见化学电源 1．锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒作 极，石墨棒作 极，氯化铵糊作 。 (2)原理：锌锰干电池属于 电池，放电之后 充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为 ，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 2．充电电池 (1)充电电池属于 电池。有些充电电池在放电时所进行的 反应，在充电时可以 进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是 。 (2)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 ①铅蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，具双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成的长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色PbO2，负极是海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，且两极间用微孔塑料隔开。 蓄电池充电和放电的总反应式为：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 蓄电池放电时的电极反应为 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 3．燃料电池(了解) (1)燃料电池 一种将 (如氢气、甲烷、乙醇)和 (如氧气)的 能直接转化为 能的电化学反应装置。 (2) 拓展内容 1.纽扣式电池(也叫银锌电池) 常见的纽扣式电池为银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极壳一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。 电极反应为 电池总反应式为：Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO 一粒纽扣式电池的电压达1.59伏，安装在电子表里可使用两年之久。 2.海水电池 1991年，我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池，用作航海标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。 电极反应式 电池总反应式为：4Al＋3O2＋6H2O=== 4Al(OH)3 这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。 ④微型电池(锂电池) 常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。 电池总反应式为：10Li＋4SOCl2===8LiCl＋Li2SO4＋3S 这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1 ℃温度范围内正常工作。 即学即练 1．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为，下列说法正确的是 A．Li是正极，电极反应为 B．Li是负极，电极反应为 C．电池反应时，锂是正极，二氧化锰是负极 D．电池反应时，混合物由黑色变为紫色 2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄 C．正极的电极反应式为 D．铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g A．A B．B C．C D．D 3．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 1．形成原电池的条件 (1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)； (2)两电极均插入电解质溶液中； (3)电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。 (4)有一个能自发进行的氧化还原反应。 2．原电池的工作原理 (1)两反应：正极——还原反应；负极——氧化反应。 (2)三方向： ①电流方向：正极→负极； ②电子流动方向(导线中)：负极→正极； ③阴、阳离子移动方向(电解质溶液中)； 阳离子：负极→正极； 阴离子：正极→负极。 【注意】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，两极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。 (2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。 3．原电池原理的三个应用 （1）加快反应速率：如实验室制H2用粗锌与酸反应。 （2）比较金属的活泼性：原电池中一般负极金属比正极金属活泼。但注意：“Mg­NaOH溶液­Al”，原电池的负极为Al；“Cu­浓硝酸­Fe(Al)”，原电池的负极为Cu。 （3）设计原电池 ①据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 ②选择合适的材料 a.电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；正极材料一般活泼性比负极的弱，也可以是能导电的非金属。 b.电解质溶液：电解质溶液一般能与负极材料反应。 实践应用 1．根据反应“”设计的原电池如图所示，下列判断不正确的是 A．锌是负极，其质量逐步减小 B．铜电极上有气泡产生 C．电子从铜片经导线流向锌片 D．电流从铜片经导线流向锌片 2．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 3．下列图示与对应的叙述相符的是   A．图甲装置，为正极 B．图乙装置，放电时，正极b极表面的被氧化，其质量会增加 C．图丙装置，通入的一极是正极，电极反应式为 D．图丁可以表示足量稀硫酸与锌粉反应，加少量固体产生的变化 考点一 原电池工作原理 【例1】锂-海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其装置如图所示。电池反应为。电池工作时，下列说法正确的是 A．金属镍作负极 B．电子从镍电极经导线流向锂电极 C．该装置将电能转化为化学能 D．海水作为电解质溶液 归纳总结 “两极”——“一液”——“一线”——“一反应” 两极：两种活泼性不同的金属作电极 （或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）其中较活泼金属为负极；较不活泼金属（或非金属）为正极。 一液：电解质溶液（或熔融的电解质） 一线：形成闭合回路 一反应：能够自发的氧化还原反应 【变式1-1】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FeCl3溶液，则a电极质量减轻 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀H2SO4，则b电极上没有气泡生成 C．若a为Zn，b为Ag，c为CuSO4溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液，则电子由a经导线流向b 【变式1-2】同学们设计了如图所示装置探究化学反应与电能。下列说法正确的是 A．甲装置中Zn表面有气泡产生，乙装置中Cu表面有气泡产生 B．甲装置和乙装置中，Zn均作负极 C．乙装置中电子由Cu流出，经导线流向Zn D．若仅将乙装置中的稀硫酸换成溶液，电流表指针会发生偏转 考点二 原电池原理的应用 【例2】将A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验，由部分实验现象判断四种金属的活动性顺序是 实验装置 部分实验现象 甲：电极A逐渐溶解 乙：电极C的质量增加 丙：电极A上产生气泡 A．D>B>A>C B．D>A>B>C C．A>B>D>C D．D>A>C>B 归纳总结 原电池原理的应用 1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属或能导电的非金属。 2.加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。例如在锌与稀硫酸制H2的溶液中，滴加少量硫酸铜溶液，发生置换反应Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu，构成Zn－Cu－稀H2SO4原电池，加快反应速率。 3.用于金属的防护：金属制品作原电池的正极而得到保护。 【变式2-1】对于铝、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列有关说法正确的是 ①Al是负极        ②Cu是正极      ③负极反应：       ④正极反应： A．仅①② B．仅①②③ C．仅②③④ D．①②③④ 【变式2-2】如图是铅蓄电池构造示意图。下列说法不正确的是 A．铅蓄电池充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，电子由板通过导线流向板 C．电池工作时，发生还原反应 D．电池工作时，移向板 考点三 常见化学电源 【例3】下列电池中不属于充电电池的是 A．普通干电池 B．对讲机镍镉电池 C．汽车铅蓄电池 D．手机锂离子电池 方法规律 原电池电极反应式的书写模型 1.“公式法”书写原电池电极反应式 2.“加减法”书写原电池电极反应式 【变式3-1】四种化学电池的装置构造如图所示。当电池放电时，下列说法正确的是 A．纽扣式银锌电池中锌粉为正极，发生还原反应 B．锌锰干电池中外电路电子由锌筒经导线流向石墨棒 C．铅酸蓄电池中电解质溶液的逐渐减小 D．氢氧燃料电池中外电路每转移，有在正极参与反应 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是 A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B．碳棒取下用作电极 C．把铜帽取下洗净回收利用 D．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物用作化肥 基础达标 1．（25-26高一下·全国·课前预习）如图所示装置，能够组成原电池的是 A． B． C． D． 2．（25-26高一下·全国·课前预习）下列叙述正确的是 A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．锌锰干电池中，锌电极是正极 C．甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极是负极，发生还原反应 D．废旧电池需回收集中处理的原因是为了利用电池外壳的金属材料 3．（25-26高一下·全国·课后作业）如图装置所示，铜片上发生的反应为 A． B． C． D． 4．（24-25高一下·湖北武汉·期末）几位同学以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示： 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/ 1 番茄 1 98.7 2 番茄 2 72.5 3 苹果 2 27.2 下列说法错误的是 A．该实验的目的是探究水果种类和电极间的距离对水果电池电流的影响 B．该实验所用装置中，负极的材料是铜片 C．编号是2和3的实验能表明水果种类对电流大小有影响 D．电极材料的横截面积、电极插入水果的深度均可能影响电池电流大小 5．（24-25高一下·贵州黔南·期末）“科学素养，从小培养”，深受孩子们喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极的电极反应式为 B．氧气在石墨片上得到电子 C．该装置中的能量转化形式只有化学能转化为电能 D．电流由片通过导线流向石墨片 6．（24-25高一下·上海·期末）某原电池总反应离子方程式：，不能实现该反应的是 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液 C．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液 7．（24-25高一下·广东江门·期末）1800年，意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，将电能转化为化学能 B．用金属铝替换锌后，伏打电池不能工作 C．电池工作时，电流由银电极经导线流向锌电极 D．锌为正极，电极反应式为 8．如图，在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，下列关于该装置的说法正确的是 A．若X、Y分别为铁棒、铜棒，烧杯中为FeCl3溶液，Y质量增加 B．若以铝棒、镁棒为电极材料，烧杯中为NaOH溶液，其X极反应式为：Al-3e-=Al3+ C．若以铝棒、铜棒为电极材料，烧杯中为稀硝酸，铝棒附近有气体产生 D．若以铝棒、铜棒为电极材料，烧杯中为浓硝酸，铜棒逐渐溶解 9．有关如图所示装置的叙述中，正确的是 A．该装置能将电能转变为化学能 B．电子从锌片经硫酸溶液流向铜片 C．当有0.2mol电子通过外电路时，锌片质量减轻6.5g D．当有0.2mol电子通过外电路时，铜片质量增加6.4g 10．（24-25高一下·安徽宣城·期中）下列说法正确的是 A．氢氧燃料电池是利用氢气和氧气燃烧将热能转化为电能 B．为加快盐酸与Zn的反应，可加少量的硫酸铜溶液 C．原电池内部电解质溶液中阳离子向负极移动 D．常见的锌锰干电池属于二次电池 综合应用 11．（24-25高一下·陕西渭南·期中）理论上，下列反应能设计成原电池的是 A． B． C． D． 12．下列有关装置的说法正确的是 A．装置Ⅰ的Mg为原电池的负极 B．装置Ⅱ为一次电池，Pb得到电子作负极 C．装置Ⅲ可构成原电池 D．装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒 13．（24-25高一下·湖北武汉·期中）原电池原理在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是 A．硅太阳能电池与燃料电池都是将化学能转化为电能 B．能自发进行的氧化还原反应通常都可设计成原电池 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．蓄电池充电时发生的是非氧化还原反应 14．（24-25高一下·广西南宁·期末）科研人员设计了一种利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO浓度的装置，其工作原理如图所示，已知该装置在工作时，可以在固溶体中移动。下列说法错误的是 A．该装置工作时，多孔电极b发生还原反应 B．该装置工作时，多孔电极a为正极 C．该装置工作时，电子由多孔电极a经导线流向多孔电极b D．该装置工作时，向多孔电极a移动 15．（24-25高一下·广东清远·期末）一种将铝板、铂网平行放置海水中即可发电的电池常用于海边或海岛上小规模用电。下列有关该电池的说法正确的是 A．铝作负极，发生还原反应 B．电子从铝经海水流向铂 C．使用一段时间后需要更换铝板 D．铝发生反应： 16．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）银锌纽扣电池是一种常见的化学电源，以Zn和为电极，氢氧化钾溶液为电解质溶液，其电池反应为：，装置示意图如下。 下列说法正确的是 A．放电过程中，负极质量会减小 B．电池工作时，电子从Zn经氢氧化钾溶液流向 C．电极的电极反应式： D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 拓展培优 17．（24-25高一下·甘肃临夏·期末）下列有关原电池(如图)的叙述，错误的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．溶液中向Zn移动 C．将稀硫酸换成溶液，负极的电极反应不变 D．电子从Zn经外电路流向Cu，再经过稀硫酸回流到Zn 18．（24-25高一下·四川·期末）根据原电池原理，下述装置对应的分析正确的是 A．装置①中电极为负极，发生还原反应 B．装置②中溶液中的向电极移动 C．装置③中片表面产生气泡 D．装置④中每转移电子，正极质量增加 19．（24-25高一下·河北保定·期中）电化学领域是当今化学研究的热点领域之一，某化学兴趣小组设计的原电池工作原理如图。回答下列问题： (1)甲同学以Zn为A，以Cu为B，以稀为C。 ①B电极是 (填“正”或“负”)极。 ②A极的电极反应式为 。 (2)乙同学以Cu为A，以Ag为B，以溶液为C。 ①电子从 (填“A极”或“B极”)流出。 ②该原电池总反应方程式为 (写离子方程式)。 (3)丙同学以Fe为A，以Al为B，以NaOH溶液为C。 ①A电极现象为 。 ②B极的电极反应式为 ，若通过外电路电子的物质的量为0.3mol，则电解质溶液增重 g。 20．（23-24高一下·浙江·期中）应用原电池原理制作的电池种类繁多，请根据题中的信息回答下列问题： (1)下列反应能设计成原电池的是___________。 A．氢氧化钠与盐酸中和 B．在中燃烧 C．与反应 D．铁片投入硫酸铜溶液 (2)有甲、乙两位同学想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均采用片与片作为电极，甲同学使用的电解质溶液为的稀硫酸，乙同学采用的是同浓度的溶液，装置如下图所示。请回答： ①甲装置中正极的电极方程式为 ，乙装置中的在溶液中移向 极(填“”或“”)。 ②乙装置中的负极为 ，乙同学的实验能否说明铝的金属性比镁强 (填“能”或“不能”)。 ③根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极，除了与金属本身的还原性有关外，还受到哪些因素的影响？ 。 (3)甲烷-氧气燃料电池使用稀硫酸作为电解质溶液，总反应方程式为，通甲烷一极发生的电极反应式为 ，反应类型是 反应(填“氧化”或“还原”)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 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 第2课时 化学反应与电能 教学目标 1．根据实验，了解化学能可以转化为电能，理解原电池的构成和原理。 2．结合实例，了解常见的化学电池的基本原理与分类。 重点和难点 重点：原电池原理及应用、原电池设计 难点：原电池原理及应用 ◆知识点一 化学能转化为电能 1．火力发电 (1)火力发电原理：通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，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。间接实现了化学能转化为电能。 (2)能量转换过程：化学能热能机械能电能。其中能量转换的关键环节是燃烧(氧化还原反应)。 2．化学能直接转化为电能——原电池 (1)定义：把化学能转变为电能的装置。 (2)工作原理(以铜­锌­稀硫酸原电池为例)： 原电池原理示意图 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 负极 流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化 反应 铜 正极 流入 2H＋＋2e－===H2↑ 还原 反应 总反应 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 现象：锌片溶解，铜片上有气泡产生，电流表指针发生偏转。 归纳总结 判断电极的方法 即学即练 1．火力发电的过程涉及燃料燃烧、加热蒸汽、用蒸汽推动蒸汽轮机、蒸汽轮机发电，各步中没有直接发生的能量转化是 A．化学能转化为热能B．热能转化为机械能C．机械能转化为电能 D．热能转化为电能 【答案】D 【解析】火力发电的能量转化为：燃料燃烧（化学能→热能）→蒸汽推动轮机（热能→机械能）→发电（机械能→电能），“热能→电能”未直接发生，需通过机械能作为中间步骤，故答案为：D。 2．关于原电池的叙述中正确的是 A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成 D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原 【答案】B 【解析】A．构成原电池的两个电极可以是金属与非金属(如石墨)，不一定是两种不同金属，A错误； B．原电池通过自发氧化还原反应将化学能转化为电能，B正确； C．原电池负极不一定溶解(如燃料电池的惰性电极)，正极也不一定有物质生成(如气体参与反应)，C错误； D．原电池正极发生还原反应，但被还原的不一定是溶液中的阳离子(如氧气在正极被还原)，且还原剂在负极反应，D错误。 故选B。 3．下列装置能构成原电池的是 A． B．C． D． 【答案】C 【解析】A．稀硫酸分装在两个容器中，不能形成闭合电路，不能构成原电池，A错误； B．酒精是非电解质，不能导电，不能构成原电池，B错误； C．Fe、C用导线连接，形成闭合回路，Fe和稀硫酸能发生氧化还原反应，能形成原电池，属于原电池装置，C正确； D．Cu和稀硫酸不反应，没有自发的氧化还原反应，不能构成原电池，D错误； 故选C。 ◆知识点二 常见化学电源 1．锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒作负极，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液。 (2)原理：锌锰干电池属于一次电池，放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。 2．充电电池 (1)充电电池属于二次电池。有些充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是化学能电能。 (2)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 ①铅蓄电池 铅蓄电池可放电亦可充电，具双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成的长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色PbO2，负极是海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，且两极间用微孔塑料隔开。 蓄电池充电和放电的总反应式为：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 蓄电池放电时的电极反应为 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 3．燃料电池(了解) (1)燃料电池 一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 (2) 拓展内容 1.纽扣式电池(也叫银锌电池) 常见的纽扣式电池为银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极壳一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。 电极反应为 电池总反应式为：Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO 一粒纽扣式电池的电压达1.59伏，安装在电子表里可使用两年之久。 2.海水电池 1991年，我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池，用作航海标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。 电极反应式 电池总反应式为：4Al＋3O2＋6H2O=== 4Al(OH)3 这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。 ④微型电池(锂电池) 常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。 电池总反应式为：10Li＋4SOCl2===8LiCl＋Li2SO4＋3S 这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1 ℃温度范围内正常工作。 即学即练 1．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为，下列说法正确的是 A．Li是正极，电极反应为 B．Li是负极，电极反应为 C．电池反应时，锂是正极，二氧化锰是负极 D．电池反应时，混合物由黑色变为紫色 【答案】B 【解析】A．若Li为正极，但其电极反应Li - e-= Li+表示失电子反应，而正极应发生得电子反应，A错误； B．Li在反应中失电子（从0价升至+1价），是负极，电极反应Li - e⁻ = Li⁺正确，B正确； C．锂在反应中失电子，应为负极；二氧化锰得电子（Mn从+4价降至+3价），为正极，C错误； D．MnO2为黑色固体，LiMnO2（锰酸锂）通常为绿色或灰黑色，并非紫色，D错误； 答案选B。 2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．负极的电极反应式为 B．锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄 C．正极的电极反应式为 D．铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．负极的电极反应式为，故A错误； B．锌筒失去电子作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄，故B错误； C．正极得电子，发生还原反应，电解质为氢氧化钾，电极反应式为，故C正确； D．根据电极方程式，铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量增加96g ，故D错误； 答案选C。 3．银锌纽扣电池的内部构造如图所示，下列关于该电池的说法正确的是 A．负极电极反应为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 B．正极电极反应为：Ag2O+2e-=2Ag+O2- C．电池工作时，正极附近pH减小 D．电池工作时K+向Zn一极移动 【答案】A 【解析】A．银锌纽扣电池中，Zn为负极，发生氧化反应，在KOH溶液中，负极反应为Zn失去电子结合OH⁻生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，A正确； B．正极Ag2O发生还原反应，Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，B错误； C．电池工作时，正极的电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-，生成氢氧根离子，正极附近pH增大，C错误； D．电池工作时，阳离子(K+)向正极(Ag2O)移动，D错误； 故选A。 1．形成原电池的条件 (1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)； (2)两电极均插入电解质溶液中； (3)电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。 (4)有一个能自发进行的氧化还原反应。 2．原电池的工作原理 (1)两反应：正极——还原反应；负极——氧化反应。 (2)三方向： ①电流方向：正极→负极； ②电子流动方向(导线中)：负极→正极； ③阴、阳离子移动方向(电解质溶液中)； 阳离子：负极→正极； 阴离子：正极→负极。 【注意】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属，两极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。 (2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。 3．原电池原理的三个应用 （1）加快反应速率：如实验室制H2用粗锌与酸反应。 （2）比较金属的活泼性：原电池中一般负极金属比正极金属活泼。但注意：“Mg­NaOH溶液­Al”，原电池的负极为Al；“Cu­浓硝酸­Fe(Al)”，原电池的负极为Cu。 （3）设计原电池 ①据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 ②选择合适的材料 a.电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；正极材料一般活泼性比负极的弱，也可以是能导电的非金属。 b.电解质溶液：电解质溶液一般能与负极材料反应。 实践应用 1．根据反应“”设计的原电池如图所示，下列判断不正确的是 A．锌是负极，其质量逐步减小 B．铜电极上有气泡产生 C．电子从铜片经导线流向锌片 D．电流从铜片经导线流向锌片 【答案】C 【分析】该装置为原电池，活泼性强的金属锌作负极，电极反应式为；铜作正极，电极反应式为。 【解析】A．根据分析，锌是负极，电极反应式为，则其质量逐渐减小，A正确； B．铜作正极，电极反应式为，因此氢离子在铜表面被还原，产生气泡，B正确； C．金属锌作负极，因此电子从锌片经导线流向铜片，C错误； D．锌作负极、铜作正极，电流从铜片经导线流向锌片，D正确； 故选C。 2．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 【答案】D 【分析】原电池中，金属性相对较强的金属作负极，失去电子发生氧化反应，金属性相对较弱的金属作正极，电子从负极经导线流入正极，据此分析。 【解析】A、B组成原电池时，电子流动方向为A→B，故金属性A＞B；A、D组成原电池时，A为正极，故金属性D＞A；B与C构成原电池时，B被氧化，故金属性B＞C，综上，A、B、C、D四种金属的活泼性强弱顺序为：D＞A＞B＞C，故答案为D。 3．下列图示与对应的叙述相符的是   A．图甲装置，为正极 B．图乙装置，放电时，正极b极表面的被氧化，其质量会增加 C．图丙装置，通入的一极是正极，电极反应式为 D．图丁可以表示足量稀硫酸与锌粉反应，加少量固体产生的变化 【答案】A 【解析】A．图甲中尽管Mg比Al活泼，但Mg与氢氧化钠不反应，铝与氢氧化钠能够反应，铝为负极，Mg为正极，A正确； B．乙装置为铅酸蓄电池，放电时铅电极被氧化，电极为正电极被还原：，其质量会增加，B错误； C．丙装置为氢氧燃料电池，氢气的一极为负极：，氧气的一极为正极：，C错误； D．锌粉与足量稀硫酸反应时加少量CuSO4，锌置换出铜，形成原电池反应，反应速率增大，但由于锌被消耗，所以生成氢气总量减少，D错误； 故选A。 考点一 原电池工作原理 【例1】锂-海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其装置如图所示。电池反应为。电池工作时，下列说法正确的是 A．金属镍作负极 B．电子从镍电极经导线流向锂电极 C．该装置将电能转化为化学能 D．海水作为电解质溶液 【答案】D 【分析】根据电池反应为可知，负极锂失去电子生成锂离子，金属镍作正极，水得到电子生成氢气，据此分析解答。 【解析】A．据分析可知，金属锂作负极，金属镍作正极，A错误； B．原电池中，电子从负极流出经导线流入正极，则上述装置中，电子从锂电极经导线流向镍电极，B错误； C．该装置为原电池装置，所以是将化学能转化为电能，C错误； D．海水中含多种溶质，在该装置中，海水作原电池的电解质溶液，D正确； 故选D。 归纳总结 “两极”——“一液”——“一线”——“一反应” 两极：两种活泼性不同的金属作电极 （或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”）其中较活泼金属为负极；较不活泼金属（或非金属）为正极。 一液：电解质溶液（或熔融的电解质） 一线：形成闭合回路 一反应：能够自发的氧化还原反应 【变式1-1】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FeCl3溶液，则a电极质量减轻 B．若a为Zn，b为Cu，c为稀H2SO4，则b电极上没有气泡生成 C．若a为Zn，b为Ag，c为CuSO4溶液，每转移0.2mol电子，b电极质量增加6.4g D．若a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液，则电子由a经导线流向b 【答案】C 【解析】A．还原性银小于铜，总反应为铁离子和铜生成铜离子和亚铁离子，则b为负极、a为正极，若a为Ag，b为Cu，正极铁离子被还原为亚铁离子，则a极质量不变，故A错误； B．Zn比Cu活泼，故Zn做负极，Cu做正极，正极发生还原反应氢离子被还原为氢气，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．镁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠生成四羟基合铝酸钠，铝为负极、镁为正极，则电子由b经导线流向a，故D错误； 故选C。 【变式1-2】同学们设计了如图所示装置探究化学反应与电能。下列说法正确的是 A．甲装置中Zn表面有气泡产生，乙装置中Cu表面有气泡产生 B．甲装置和乙装置中，Zn均作负极 C．乙装置中电子由Cu流出，经导线流向Zn D．若仅将乙装置中的稀硫酸换成溶液，电流表指针会发生偏转 【答案】A 【解析】A．甲装置中Zn与稀硫酸直接反应，Zn表面产生气泡；乙装置构成原电池，Zn为负极、Cu为正极，H⁺在Cu表面得电子生成H2，Cu表面产生气泡，A正确； B．甲装置中Zn与Cu未用导线连接，未形成原电池，不存在“负极”概念；乙装置中Zn为负极，B错误； C．乙装置中Zn为负极，电子由负极流出经导线流向正极(Cu)，C错误； D．乙装置换为ZnSO4溶液后，Zn、Cu与ZnSO4均不发生自发氧化还原反应，无法形成原电池，电流表指针不偏转，D错误； 答案选A。 考点二 原电池原理的应用 【例2】将A、B、C、D四种金属按如图装置进行实验，由部分实验现象判断四种金属的活动性顺序是 实验装置 部分实验现象 甲：电极A逐渐溶解 乙：电极C的质量增加 丙：电极A上产生气泡 A．D>B>A>C B．D>A>B>C C．A>B>D>C D．D>A>C>B 【答案】B 【解析】根据装置甲现象，电极A逐渐溶解，A为负极，B为正极，则活动性：A>B；装置乙中，C的质量增加，说明C电极上溶液中铜离子得电子生成铜，则C为正极、B为负极，则活动性：B>C；装置丙中A极有气体产生，则氢离子在A极得电子生成氢气，A为正极、D为负极，则活动性：D>A，因此四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C； 选B。 归纳总结 原电池原理的应用 1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属或能导电的非金属。 2.加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。例如在锌与稀硫酸制H2的溶液中，滴加少量硫酸铜溶液，发生置换反应Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu，构成Zn－Cu－稀H2SO4原电池，加快反应速率。 3.用于金属的防护：金属制品作原电池的正极而得到保护。 【变式2-1】对于铝、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列有关说法正确的是 ①Al是负极        ②Cu是正极      ③负极反应：       ④正极反应： A．仅①② B．仅①②③ C．仅②③④ D．①②③④ 【答案】B 【分析】铝、铜和稀硫酸原电池中，铝比铜活泼，作为负极发生氧化反应，铜为正极，溶液中的在正极得电子生成氢气。 【解析】①铝的金属活动性比铜强，在原电池中易失电子，作负极；该说法正确； ②铜的金属活动性较弱，在原电池中作正极，发生还原反应,该说法正确； ③铝在负极失去电子，生成，电极反应式正确；该说法正确； ④稀硫酸为电解质溶液，正极上是得电子生成，反应为，而非得电子，该说法错误； B符合题意。 【变式2-2】如图是铅蓄电池构造示意图。下列说法不正确的是 A．铅蓄电池充电时电能转化为化学能 B．电池工作时，电子由板通过导线流向板 C．电池工作时，发生还原反应 D．电池工作时，移向板 【答案】C 【解析】A．铅蓄电池充电时把电能转化为化学能，A正确； B．电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，即电子由流向，B正确； C．电池工作时，作负极，发生氧化反应，C错误； D．电池工作时，阳离子向正极移动，D正确； 故答案选C。 考点三 常见化学电源 【例3】下列电池中不属于充电电池的是 A．普通干电池 B．对讲机镍镉电池 C．汽车铅蓄电池 D．手机锂离子电池 【答案】A 【分析】放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池，据此判断。 【解析】对讲机镍镉电池、汽车铅蓄电池、手机锂离子电池均属于可充电电池，普通干电池是一次性电池，不能充电；答案选A。 方法规律 原电池电极反应式的书写模型 1.“公式法”书写原电池电极反应式 2.“加减法”书写原电池电极反应式 【变式3-1】四种化学电池的装置构造如图所示。当电池放电时，下列说法正确的是 A．纽扣式银锌电池中锌粉为正极，发生还原反应 B．锌锰干电池中外电路电子由锌筒经导线流向石墨棒 C．铅酸蓄电池中电解质溶液的逐渐减小 D．氢氧燃料电池中外电路每转移，有在正极参与反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．纽扣式银锌电池中锌粉为负极，发生氧化反应，A错误； B．锌锰干电池中外电路电子由锌筒（负极）经导线流向石墨棒（正极），B正确； C．，由方程式可知，铅酸蓄电池放电时，要消耗硫酸，电解质溶液的逐渐增大，C错误； D．氢氧燃料电池正极电极反应为：，外电路每转移，有在正极参与反应，但条件未注明标准状况，所以无法求参与反应的体积，D错误； 故答案选B。 【变式3-2】废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是 A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B．碳棒取下用作电极 C．把铜帽取下洗净回收利用 D．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物用作化肥 【答案】D 【分析】A.金属锌可以和酸反应获得氢气； B.碳棒可以做电极； C.废旧电池中的铜帽可以利用； D.废电池的黑色糊状物中含有NH4Cl、MnO2及有毒的重金属元素。 【解析】A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气，属于将废旧电池变废为宝的做法，故A正确； B.废电池中的碳棒可以导电，能用做电极，故B正确； C.将废旧电池中的铜帽取下再利用，故C正确； D.废电池的黑色糊状物中含有NH4Cl，还含有MnO2及有毒的重金属元素，直接用作化肥会使土壤受到污染，故D错误； 故选D。 基础达标 1．（25-26高一下·全国·课前预习）如图所示装置，能够组成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．两电极材料相同，不能组成原电池，A错误； B．两电极材料相同，不能组成原电池，B错误； C．硫酸铜溶液为电解质溶液，为负极，为正极，发生反应，可以组成原电池，C正确； D．乙醇溶液不是电解质溶液，不能组成原电池，D错误； 故答案选C。 2．（25-26高一下·全国·课前预习）下列叙述正确的是 A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．锌锰干电池中，锌电极是正极 C．甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极是负极，发生还原反应 D．废旧电池需回收集中处理的原因是为了利用电池外壳的金属材料 【答案】A 【解析】A．锂离子电池可反复充放电循环使用，属于二次电池，A 正确； B．锌锰干电池中锌电极失电子发生氧化反应，为负极，B 错误； C．甲烷燃料电池中甲烷在负极失电子发生氧化反应，C 错误； D．废旧电池回收集中处理的主要原因是防止电池中的重金属等有害物质污染土壤和水源，D 错误； 故选 A。 3．（25-26高一下·全国·课后作业）如图装置所示，铜片上发生的反应为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】该装置为铜锌原电池，的金属活动性比强，所以是负极，发生氧化反应，是正极，在正极上得到电子，发生还原反应，故答案选B。 4．（24-25高一下·湖北武汉·期末）几位同学以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示： 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/ 1 番茄 1 98.7 2 番茄 2 72.5 3 苹果 2 27.2 下列说法错误的是 A．该实验的目的是探究水果种类和电极间的距离对水果电池电流的影响 B．该实验所用装置中，负极的材料是铜片 C．编号是2和3的实验能表明水果种类对电流大小有影响 D．电极材料的横截面积、电极插入水果的深度均可能影响电池电流大小 【答案】B 【解析】A．实验1和2是探究电极间距离对水果电池电流的影响，实验2和3是探究水果种类对水果电池电流的影响，A正确； B．该装置为原电池装置，锌为负极，铜为正极，电解质溶液由水果提供，B错误； C．实验2和3中，水果种类改变，电流大小也改变，说明水果种类对电流大小有影响，C正确； D．电极材料的横截面积、电极插入水果的深度，可能是原电池电流大小的影响因素，D正确； 故选B。 5．（24-25高一下·贵州黔南·期末）“科学素养，从小培养”，深受孩子们喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．正极的电极反应式为 B．氧气在石墨片上得到电子 C．该装置中的能量转化形式只有化学能转化为电能 D．电流由片通过导线流向石墨片 【答案】B 【分析】镁为活泼金属，失去电子作负极，石墨为正极，据此分析解答。 【解析】A．镁作电池的负极，负极的电极反应式为，A错误； B．溶解在食盐水中的氧气在石墨电极得到电子，B正确； C．原电池将化学能转化为电能，小汽车将电能通过马达转化为动能，C错误； D．电流由石墨经导线流向镁片，D错误； 故选B。 6．（24-25高一下·上海·期末）某原电池总反应离子方程式：，不能实现该反应的是 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液 C．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液 【答案】D 【解析】A．正极为Cu，负极为Fe，电解质FeCl3。Fe作负极被氧化，Fe3+在正极被还原，符合反应条件，能够实现。A不符合题意； B．正极为C，负极为Fe，电解质Fe(NO3)3。Fe作负极被氧化，Fe3+在正极被还原，符合反应条件，能够实现。B不符合题意； C．正极为Cu，负极为Fe，电解质Fe2(SO4)3。Fe作负极被氧化，Fe3+在正极被还原，Fe2(SO4)3提供Fe3+，符合反应条件，能够实现。C不符合题意； D．正极为Ag，负极为Fe，电解质CuSO4。电解质为Cu2+，导致反应变为Fe与Cu2+的反应（Fe+Cu2+=Fe2++Cu），与原反应无关，无法实现。D符合题意； 故选D。 7．（24-25高一下·广东江门·期末）1800年，意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，将电能转化为化学能 B．用金属铝替换锌后，伏打电池不能工作 C．电池工作时，电流由银电极经导线流向锌电极 D．锌为正极，电极反应式为 【答案】C 【分析】由电池结构可知Zn为负极，Ag为正极。 【解析】A．电池工作时，将化学能转化为电能，A错误； B．用金属铝替换锌后，Al为负极，Ag为正极，依然能工作，B错误； C．电池工作时，电流由正极(银电极)经导线流向负极(锌电极)，C正确； D．Zn为负极，电极反应式为，D错误； 答案选C。 8．如图，在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，下列关于该装置的说法正确的是 A．若X、Y分别为铁棒、铜棒，烧杯中为FeCl3溶液，Y质量增加 B．若以铝棒、镁棒为电极材料，烧杯中为NaOH溶液，其X极反应式为：Al-3e-=Al3+ C．若以铝棒、铜棒为电极材料，烧杯中为稀硝酸，铝棒附近有气体产生 D．若以铝棒、铜棒为电极材料，烧杯中为浓硝酸，铜棒逐渐溶解 【答案】D 【分析】该装置是原电池，由外电路中电子从X电极流向Y电极，可知X为负极，Y为正极； 【解析】A．该装置是原电池，由外电路中电子从X电极流向Y电极，可知X为负极，Y为正极，若X、Y分别为铁棒、铜棒，则Y为铜棒，FeCl3溶液中Fe3+得电子生成Fe2+，则Y极质量不变，故A错误； B．铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，则负极是Al，则X极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO+2H2O，故B错误； C．铝棒、铜棒为电极材料，电解质为稀硝酸，负极为铝，铝失电子生成铝离子，正极是铜，正极为NO得电子生成NO，铜棒附近有气体生成，故C错误； D．铝棒、铜棒为电极材料，电解质溶液为浓硝酸，由于铝常温下与浓硝酸发生钝化反应，则铜为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，铜棒逐渐溶解，故D正确； 故选：D。 9．有关如图所示装置的叙述中，正确的是 A．该装置能将电能转变为化学能 B．电子从锌片经硫酸溶液流向铜片 C．当有0.2mol电子通过外电路时，锌片质量减轻6.5g D．当有0.2mol电子通过外电路时，铜片质量增加6.4g 【答案】C 【解析】A． 该装置能将化学能转变为电能，A错误； B．电子从锌片经导线流向铜片，B错误； C． 当有0.2mol电子通过外电路时，则有0.1molZn失去0.2mol电子变成锌离子，锌片质量减轻6.5g，C正确； D． 当有0.2mol电子通过外电路时，0.2molH+得到0.2mol电子变成氢气，铜片质量不增加，D错误； 答案选C。 10．（24-25高一下·安徽宣城·期中）下列说法正确的是 A．氢氧燃料电池是利用氢气和氧气燃烧将热能转化为电能 B．为加快盐酸与Zn的反应，可加少量的硫酸铜溶液 C．原电池内部电解质溶液中阳离子向负极移动 D．常见的锌锰干电池属于二次电池 【答案】B 【解析】A．氢氧燃料电池通过电化学反应将化学能直接转化为电能，而非通过燃烧将热能转化为电能，A错误； B．加入硫酸铜溶液后，Zn置换出Cu，形成Zn-Cu原电池，Zn作为负极加快反应速率，B正确； C．原电池内部电解质溶液中阳离子应向正极移动（正极发生还原反应），C错误； D．锌锰干电池为一次电池（不可充电），二次电池可重复使用（如铅蓄电池），D错误； 故选B。 综合应用 11．（24-25高一下·陕西渭南·期中）理论上，下列反应能设计成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．反应Fe与Fe3+生成Fe2+，存在Fe的氧化（0→+2）和Fe3+的还原（+3→+2），是氧化还原反应，可设计为原电池，A正确； B．NaHCO3与HCl反应为复分解反应，无元素化合价变化，无电子转移，无法形成原电池，B错误； C．CaO与水反应生成Ca(OH)2，不是氧化还原反应，无电子转移，无法形成原电池，C错误； D．NaOH与H2SO4中和反应为复分解反应，无电子转移，无法形成原电池，D错误； 故选A。 12．下列有关装置的说法正确的是 A．装置Ⅰ的Mg为原电池的负极 B．装置Ⅱ为一次电池，Pb得到电子作负极 C．装置Ⅲ可构成原电池 D．装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒 【答案】D 【解析】A．I为原电池装置，Al为负极，A错误； B．II中铅蓄电池为二次电池，铅作负极，失去电子，B错误； C．III中两个电极材料相同，不能构成原电池，C错误； D．IV中锌为负极，碳棒为正极，电子由负极流出沿导线流向正极，即电子由锌通过导线流向碳棒，D正确； 故选D。 13．（24-25高一下·湖北武汉·期中）原电池原理在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是 A．硅太阳能电池与燃料电池都是将化学能转化为电能 B．能自发进行的氧化还原反应通常都可设计成原电池 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．蓄电池充电时发生的是非氧化还原反应 【答案】B 【解析】A．硅太阳能电池将光能转化为电能，燃料电池将化学能转化为电能，A错误； B．自发发生的氧化还原反应有电子移动，可形成电流，一般可设计成原电池，B正确； C．原电池两极可以是导电的非金属，如石墨，不一定是不同金属，C错误； D．蓄电池充电是电解过程，有电子转移，发生氧化还原反应，D错误； 故选B。 14．（24-25高一下·广西南宁·期末）科研人员设计了一种利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO浓度的装置，其工作原理如图所示，已知该装置在工作时，可以在固溶体中移动。下列说法错误的是 A．该装置工作时，多孔电极b发生还原反应 B．该装置工作时，多孔电极a为正极 C．该装置工作时，电子由多孔电极a经导线流向多孔电极b D．该装置工作时，向多孔电极a移动 【答案】B 【分析】该原电池装置中通入空气的电极为正极，即多孔电极b为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-，通入CO的电极为负极，即多孔电极a为负极，电极反应为：CO+O2--2e-=CO2。 【解析】A．根据分析，多孔电极b为正极，发生还原反应，A正确； B．根据分析，该装置工作时，多孔电极a为负极，B错误； C．原电池中电子由负极沿导线流向正极，即由多孔电极a经导线流向多孔电极b，C正确； D．原电池工作时阴离子移向负极，故O2-向多孔电极a移动，D正确； 故选B。 15．（24-25高一下·广东清远·期末）一种将铝板、铂网平行放置海水中即可发电的电池常用于海边或海岛上小规模用电。下列有关该电池的说法正确的是 A．铝作负极，发生还原反应 B．电子从铝经海水流向铂 C．使用一段时间后需要更换铝板 D．铝发生反应： 【答案】C 【分析】铝比铂活泼，铝作负极发生氧化反应，铂作正极发生还原反应，据此回答； 【解析】A．铝比铂活泼，铝作负极发生氧化反应，A错误； B．电子从铝板通过导线流向铂，海水传导离子而非电子，B错误； C．铝作负极发生氧化反应被氧化为，逐渐被腐蚀，需定期更换，C正确； D．铝发生氧化反应失去电子，应为，D错误； 故选C。 16．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）银锌纽扣电池是一种常见的化学电源，以Zn和为电极，氢氧化钾溶液为电解质溶液，其电池反应为：，装置示意图如下。 下列说法正确的是 A．放电过程中，负极质量会减小 B．电池工作时，电子从Zn经氢氧化钾溶液流向 C．电极的电极反应式： D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 【答案】C 【分析】在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。对于银锌纽扣电池，电池反应为Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag。锌的化合价从0价升高到+2价，发生氧化反应，锌作负极；氧化银中银的化合价从+ 1价降低到0价，发生还原反应，氧化银作正极。 【解析】A．放电过程中，负极锌失去电子生成锌离子，锌离子与氢氧根离子结合生成氢氧化锌附着在负极上，所以负极质量会增大，A错误； B．电子只能在电极和导线中移动，不能在电解质溶液中移动，电池工作时，电子从Zn电极经导线流向Ag2O电极，B错误； C． Ag2O作正极，得到电子发生还原反应，电极反应式为，C正确； D．根据电池反应Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag，反应消耗了水，使氢氧化钾溶液的浓度增大， 溶液pH增大，D错误； 故选C。 拓展培优 17．（24-25高一下·甘肃临夏·期末）下列有关原电池(如图)的叙述，错误的是 A．该装置可将化学能转化为电能 B．溶液中向Zn移动 C．将稀硫酸换成溶液，负极的电极反应不变 D．电子从Zn经外电路流向Cu，再经过稀硫酸回流到Zn 【答案】D 【分析】锌比铜活泼，锌电极为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子；铜为正极，氢离子在正极发生还原反应生成氢气，据此分析作答。 【解析】A．原电池是将化学能转化为电能的装置，A项正确； B．原电池中，阴离子向负极移动，则溶液中向Zn电极移动，B项正确； C．将稀硫酸换成溶液，负极还是发生反应，C项正确； D．电子不会在溶液中移动，D项错误； 答案选D。 18．（24-25高一下·四川·期末）根据原电池原理，下述装置对应的分析正确的是 A．装置①中电极为负极，发生还原反应 B．装置②中溶液中的向电极移动 C．装置③中片表面产生气泡 D．装置④中每转移电子，正极质量增加 【答案】D 【解析】A．装置①中电极失电子发生氧化反应，Al为负极，故A错误； B． 和溶液构成原电池，作负极，作正极，电解质溶液中向电极移动，故B错误； C．该装置未形成闭合回路，没有构成原电池，且与稀不反应，所以片表面无气泡产生，故C错误； D．Fe比Cu活泼，Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为，每转移电子，正极生成，正极质量增加，故D正确； 选D。 19．（24-25高一下·河北保定·期中）电化学领域是当今化学研究的热点领域之一，某化学兴趣小组设计的原电池工作原理如图。回答下列问题： (1)甲同学以Zn为A，以Cu为B，以稀为C。 ①B电极是 (填“正”或“负”)极。 ②A极的电极反应式为 。 (2)乙同学以Cu为A，以Ag为B，以溶液为C。 ①电子从 (填“A极”或“B极”)流出。 ②该原电池总反应方程式为 (写离子方程式)。 (3)丙同学以Fe为A，以Al为B，以NaOH溶液为C。 ①A电极现象为 。 ②B极的电极反应式为 ，若通过外电路电子的物质的量为0.3mol，则电解质溶液增重 g。 【答案】(1) 正 (2) A极 (3) A电极附近有气泡冒出 2.4 【解析】（1）可知Zn为原电池的负极(A)，铜电极为正极（B），氢离子在正极上得到电子，负极(A)电极反应； （2）因为活泼性：Cu＞Ag，则铜为原电池的负极，银为正极，则电子从Cu电极(A)流出，生成；Ag电极上，银离子得电子，生成Ag，电极总反应方程式为； （3）将Mg与Al电极插入氢氧化钠溶液中，Al与氢氧化钠发生反应生成四羟基合铝酸钠和氢气；负极为Al，即B电极，A电极为Fe，得电子，溶液中水得电子生成氢气，现象为A电极附近有气泡冒出；B极的电极反应式为，发生的电极反应为；若通过外电路电子的物质的量为0.3mol，则电解质溶液增重，则有0.1mol生成的同时有0.15mol氢氧放出，故质量增加为。 20．（23-24高一下·浙江·期中）应用原电池原理制作的电池种类繁多，请根据题中的信息回答下列问题： (1)下列反应能设计成原电池的是___________。 A．氢氧化钠与盐酸中和 B．在中燃烧 C．与反应 D．铁片投入硫酸铜溶液 (2)有甲、乙两位同学想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均采用片与片作为电极，甲同学使用的电解质溶液为的稀硫酸，乙同学采用的是同浓度的溶液，装置如下图所示。请回答： ①甲装置中正极的电极方程式为 ，乙装置中的在溶液中移向 极(填“”或“”)。 ②乙装置中的负极为 ，乙同学的实验能否说明铝的金属性比镁强 (填“能”或“不能”)。 ③根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极，除了与金属本身的还原性有关外，还受到哪些因素的影响？ 。 (3)甲烷-氧气燃料电池使用稀硫酸作为电解质溶液，总反应方程式为，通甲烷一极发生的电极反应式为 ，反应类型是 反应(填“氧化”或“还原”)。 【答案】(1)BD (2) 能 电解质溶液的成分 (3) 氧化 【解析】（1）原电池反应是自发的放热的氧化还原反应，A、C是非氧化还原反应，B、D都是自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池，故答案选BD； （2）①镁比铝活泼，故甲装置中铝为正极，氢离子得电子发生还原反应，电极方程式为；乙装置中碱性环境下铝与氢氧化钠溶液反应，故铝为负极，镁为正极，阳离子移向正极，故Na+在溶液中移向镁极； ②乙装置中碱性环境下镁不与氢氧化钠溶液反应，而铝能与氢氧化钠溶液发生自发进行的氧化还原反应，故铝为负极；乙同学的实验能说明在碱性环境中铝的金属性比镁强； ③根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极，除了与金属本身的还原性有关外，还受到电解质溶液的成分影响； （3）甲烷中碳的化合价升高被氧化，发生氧化反应，故通入甲烷的一极为负极，电极反应式为。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $