第2章 第2节 第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版，双选）

本讲义聚焦化学电池核心知识点，系统梳理原电池的构造、工作原理、正负极判断及设计方法，通过氢氧燃料电池实例引入，结合铝电极在不同电解质溶液中的实验探究和判断正误题，搭建从原理理解到应用设计的学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过铝与不同电极、电解质的对比实验（如Mg-Al与NaOH溶液反应）培养科学探究与实践能力，借助问题驱动（如电极反应分析）发展科学思维中的证据推理，强化化学观念中能量转化与物质性质应用。课中辅助教师突破难点，课后通过多样练习帮助学生查漏补缺，巩固知识。

第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池 课程标准解读 1．知道化学反应可以实现化学能与其他形式的能量转化。 2．以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 3．从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 4．体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 知识点一　原电池的构造及原理　　　　　　　　　　　　　　　　 1．概念：原电池是一种利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。 2．氢氧燃料电池的工作原理 实验 装置 原电池 原理 还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应，并通过能导电的物质形成闭合回路产生电流 两极 反应 负极 氢气失电子，发生氧化反应 正极 氧气得电子，发生还原反应 电子 转移 电子由负极通过导线流向正极，形成电流 3．原电池的构造(以氢氧燃料电池为例) [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原电池是将电能转化为化学能的装置。(×) (2)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。(×) (3)在锌|稀硫酸|铜原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌。(×) (4)原电池中阳离子向正极移动。(√) (5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。(×) (6)氢氧燃料电池的负极发生氧化反应。(√) 某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 实验编号 电极材料 电解质溶液 1 Mg、Al 稀盐酸 2 Al、Cu 稀盐酸 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 根据表中的实验现象回答下列问题： 问题1　实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？ 提示：　不相同，在原电池中，一般相对较活泼的金属材料作负极。在稀盐酸中的活泼性Mg>Al>Cu。在实验1中铝为正极；实验2中铝为负极。 问题2　根据实验3完成下列问题： ①铝作什么极？该电极上发生什么反应？ ②石墨作什么极？该电极上发生什么反应？ ③电池总反应化学方程式如何书写？ 提示：　①该实验中铝为负极，所发生的反应为2Al－6e－===2Al3＋，氧化反应。 ②石墨为正极，发生的反应为6H＋＋6e－===3H2↑，还原反应。 ③该电池的总反应方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。 学生用书第57页 问题3　实验4中铝作什么极，为什么？该电极上发生什么反应？ 提示：　在NaOH溶液中，Al与NaOH能自发反应，而Mg不能，则Al是负极，Mg是正极。所发生的反应为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－。 原电池的原理及电极的判断 1．原理(以铜—锌原电池为例) 2．正负极的判断 　　 1．下列各装置中的电解质均为稀硫酸，能构成原电池的是(　　) B　[两种电极为同种物质，均可以和电解质溶液发生反应，故不会出现电流，不能构成原电池，A错误；两电极的活动性不同，Fe在电解质溶液中发生反应，两电极相互接触，构成闭合回路，故能构成原电池，B正确；两电极均不和电解质溶液反应，不能构成原电池，C错误；Fe可以和电解质溶液发生反应，但没有构成闭合回路，不能构成原电池，D错误。] 2．如图所组成的原电池装置，下列叙述错误的是(　　) A．a为原电池的正极 B．电子由b极流出 C．溶液中阳离子向a极移动 D．b极发生还原反应 D　[电流是由正极流向负极的，由图可知，a为原电池的正极，A正确；b是负极，电子由负极流出，B正确；a是正极，阳离子移向正极，故C正确；b是负极，负极发生氧化反应，故D错误。] 3．下列有关原电池的说法不正确的是(　　) A．在内电路中，电子由正极流向负极 B．原电池的正、负极材料不一定都参与反应 C．原电池工作时，正极上发生还原反应 D．原电池工作时，可能会伴随着热量变化 A　[原电池中，内电路不存在电子流动，A错误；氢氧燃料电池的正、负极材料都不参与反应，B正确；原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，C正确；原电池工作时，可能会伴随着热量变化，D正确。] 知识点二　设计原电池和原电池的分类 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．设计原电池的基本思路 2．设计铜锌原电池 设计依据 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 实验装置图 设计思路 确定负极 负极反应物 锌片 负极材料 锌片 确定正极 正极反应物 氢离子 正极材料 铜片 构成闭 合回路 离子导体 稀硫酸 电子导体 导线 实验现象 电流表指针 指针发生偏转 锌电极 锌片质量减少 铜电极 有气泡冒出 3．常见化学电池 (1)干电池：属于一次电池，如锌锰电池。 (2)充电电池：又称二次电池，如铅蓄电池、锂离子电池。 学生用书第58页 (3)燃料电池：能量转换效率高、能长时间提供电能。 [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)对所有的化学反应，都可以设计成原电池。(×) (2)原电池中，一定是还原剂作负极材料。(×) (3)在原电池中，还原剂作负极反应物，一定和离子导体发生反应。(×) (4)原电池工作时，正极一定产生气体。(×) (5)任何化学电池都可以充电。(×) (6)燃料电池的能量转换效率高，在电池工作中，只有化学能到电能的转化。(×) 利用生活或实验室中常用物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池。实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 问题1　如何选择电池的正负极材料？ 提示：　负极：铁钉或铁丝(条)，正极：铜片(或其他的惰性电极如铅笔芯等)。 问题2　如何选择离子导体？除了以上物质还缺少什么实验用品(已有耳机)? 提示：　稀硫酸，烧杯、导线。 问题3　实验装置如图：①按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为什么能？ ②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的什么极？电极反应是什么？另一极应该接电流计的什么极？发生氧化反应还是还原反应？ 提示：　①电能　②负极，Fe－2e－===Fe2＋，正极，还原反应。 学生用书第59页 2．设计原电池的一般思路 (1)将已知氧化还原反应拆分成两个半反应 氧化反应：还原剂－ne－===氧化产物 还原反应：氧化剂＋ne－===还原产物 正极反应式＋负极反应式＝电池总反应式 (2)根据总反应式并结合两个半反应，找出正、负极材料及电解质溶液。 ①电极材料的选择：选活泼性较强的金属作负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极。 ②电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能与负极发生反应，可参照总反应式选择电解质溶液。　　 1．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，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 B　[A项，能加快反应速率，但增加了产生氢气的总量，错误；C、D项，不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率，错误；B项，发生反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu­Zn原电池，加快了反应速率，正确。] 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 C　[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。] 3．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： ________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。 正极反应式： ________________________________________________________； 负极反应式： __________________________________________________________。 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。 答案：　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2) 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋ 　　　　　　　　　　　　　　　　 (1)原电池是将化学能转化为电能的装置，而不是将电能转化为化学能。 (2)原电池的形成条件是：电极、电解质溶液及闭合回路、自发的氧化还原反应，缺一不可。 (3)原电池的两极分别是正极和负极，其中负极是失去电子、发生氧化反应、电子流出的电极。 (4)根据化合价变化选择电极，然后选择电解质溶液就可以设计原电池，非氧化还原反应或非自发的氧化还原反应均不能设计成原电池。 (5)可充电电池又称二次电池，使用(放电)后，可以充电再使用，而一次电池则不行。 学生用书第60页 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列四个化学反应中，理论上不可能设计为原电池的是(　　) A．2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ B．2H2＋O22H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ D　[只有氧化还原反应才可能设计成原电池，D项中的反应不是氧化还原反应，不能设计为原电池。] 2．如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，记录如下： ①Zn为正极，Cu为负极 ②H＋向负极移动 ③电子流动方向为Zn―→Cu ④Cu极有H2产生 ⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0．5 mol ⑥正极反应为Zn－2e－===Zn2＋ 上述描述正确的是(　　) A．①②③ B．③④⑤ C．①⑤⑥ D．②③④ B　[①锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，错误；②根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即向铜电极移动，错误；③电子从负极经外电路流向正极，即从锌电极经外电路流向铜电极，正确；④正极上发生2H＋＋2e－===H2↑，正确；⑤根据④的分析，通过1 mol 电子，产生0．5 mol氢气，正确；⑥锌作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，错误。] 3．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的合理组成为(　　) 选项 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2 B Cu Zn H2SO4 C Cu Zn CuSO4 D Zn Fe CuCl2 C　[原电池中，相对活泼的金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。所以根据原电池的总反应的离子方程式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu知，该原电池中，锌为负极，铜为正极，硫酸铜溶液作电解质溶液，即选项C正确。] 4．已知化学反应： a．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3 b．2AgNO3＋Cu===2Ag＋Cu(NO3)2 请回答下列问题： (1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是________(填字母)，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 另一个可用于设计原电池，该原电池中，负极反应式是_______________________， 正极反应式是__________________________________________________________， 电池总反应的离子方程式是_____________________________________________。 (2)如果利用化学反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，设计原电池，请在如图方框中标明电极材料和电解质溶液的名称(图中“I”表示电流)。 解析：　(1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是a，其原因是a是复分解反应，不是自发的氧化还原反应；另一个可用于设计原电池，该原电池中，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上银离子得电子发生还原反应，负极反应式是Cu－2e－===Cu2＋，正极反应式是2Ag＋＋2e－===2Ag，电池总反应的离子方程式是Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。(2)根据电池反应式知，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铜，正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨，电解质溶液应该是可溶性铁盐(氯化铁或硫酸铁)都可以。 答案：　(1)a　a是复分解反应，不是自发的氧化还原反应　Cu－2e－===Cu2＋　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag (2)①不如铜活泼的金属(或石墨)　②Cu　③可溶性铁盐(FeCl3或Fe2(SO4)3) 课时精练(十一)　化学反应能量转化的重要应用——化学电池 (本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)　　　　　　　　　　　　　　　　 1．对于原电池的电极名称，下列叙述错误的是(　　) A．发生氧化反应的一极为负极 B．正极为电子流入的一极 C．相对不活泼的金属为负极 D．电流流出的一极为正极 C　[原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。] 2．一种光化学电池的结构如图所示，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，发生反应：AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，Cl(AgCl)＋e－===Cl－(aq)。下列说法正确的是(　　) A．光照时，外电路电流由Y流向X B．光照时，Pt电极上发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ C．光照时，Cl－向Ag电极移动 D．光照时，电池总反应为AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq) D　[由题意可知Ag电极上的反应为AgCl＋e－Ag＋Cl－，故Ag电极为正极，Pt电极为负极。A项，在原电池外电路中，电流由正极流向负极，错误；B项，Pt电极上Cu＋失电子发生氧化反应：Cu＋－e－===Cu2＋，错误；C项，在原电池内电路中，阴离子向负极移动，错误；D项，正、负极反应相加即得电池总反应：AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)，正确。] 3．下列装置能构成原电池的是(　　) A．只有甲 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙外均可以 C　[A项，两个半电池没有形成闭合回路，故不能构成原电池；B项，两个电极均为Cu，不能构成原电池；C项，Fe、C在稀硫酸中构成以Fe为负极、石墨为正极的原电池；D项，乙醇为非电解质，不能构成原电池。综上所述，C项符合题意。] 4．(2024·江苏海安高级中学高一月考)a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，电子由d经过导线流向c；a、c相连时，a极上产生大量气泡；b、d相连时，H＋移向d，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　) A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>b>d D．b>d>c>a D　[a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。a、b相连时，电流由a经导线流向b，金属的活动性：b＞a；c、d相连时，电子由d经导线流向c，金属的活动性：d>c；a、c相连时，a极上产生大量气泡，金属的活动性：c＞a；b、d相连时，H＋移向d极，金属的活动性：b＞d。综上所述，金属的活动性；b>d>c>a。] 5．(双选)在金属活动性顺序中a、b均排在氢前面，a可以从b的硝酸盐溶液中置换出b。将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，下列叙述错误的是(　　) A．导线上有电流，电流方向由a到b B．a极质量减小，b极质量增大 C．b极上析出氢气 D．a极上发生氧化反应，b极上发生还原反应 AC　[将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，构成原电池，a是负极、b是正极，导线上有电流，电流方向由b到a，故A项错误；在该原电池中，a极为负极发生失电子的氧化反应，质量减小，b极为正极，Cu2＋在b极上发生得电子的还原反应生成Cu，b极质量增大，故B、D项正确；b极上不会析出氢气，故C项错误。] 6．锌锰干电池在放电时，总反应方程式可以表示为Zn(s)＋2MnO2(s)＋2NH(aq)===Zn2＋(aq)＋Mn2O3(s)＋2NH3(g)＋H2O(l)，在如图所示装置中，电池放电时，正极(石墨棒)上发生反应的物质是(　　) A．Zn B．石墨 C．MnO2和NH D．Zn2＋和NH3 C　[Zn在负极上被氧化得到Zn2＋，MnO2在正极上被还原，和NH反应得到Mn2O3、NH3和H2O。] 7．关于各实验中将出现的现象，下列描述错误的是(　　) A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面将会出现气泡 B．用导线连接锌片和铜片，插入CuSO4溶液中，铜片质量将增加 C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面将出现一层铁 D．Al和Cu分别作为两电极，用导线连接插入浓硝酸中，铜将溶解，溶液变成蓝色 C　[铜片、铁片和稀硫酸构成原电池，铜片作正极，铜片表面将会出现气泡，铁片质量将减轻，A项正确；用导线连接锌片和铜片，插入CuSO4溶液中，则铜片作正极，在正极上将会析出金属铜，铜片质量将增加，B项正确；把铜片插入三氯化铁溶液中，金属铜不会置换出金属铁，而是与三氯化铁发生反应生成氯化铜和氯化亚铁，C项错误；将Al和Cu用导线连接插入浓硝酸中，金属铝会钝化，所以金属铜作负极，将会出现铜溶解、溶液变成蓝色的现象，D项正确。] 8．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示的装置，实验中电流计指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y和Z溶液的组合可能是(　　) 选项 X Y Z溶液 A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Zn 稀硫酸 C Cu Ag 硫酸铜溶液 D Ag Zn 硝酸银溶液 D　[锌的活泼性强于铜，故锌为负极，失去电子，变为Zn2＋，在反应过程中锌棒变细，Y极为正极，H＋在正极上得到电子被还原为H2，故铜电极上有气泡产生，铜棒粗细不变，A项不符合题意；同理，B项不符合题意；该组合没有自发进行的氧化还原反应发生，不能形成原电池，C项不符合题意；该组合可以形成原电池，电池总反应为Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag，电流计指针发生偏转，银棒为正极，溶液中的Ag＋在银棒上得到电子被还原为银而使银棒变粗，锌棒为负极，Zn失去电子转化为Zn2＋而使锌棒变细，D项符合题意。] 9．(双选)研究人员研制出一种可作为鱼雷和潜艇的储备电源的新型电池——锂水电池(结构如图)，使用时加入水即可放电。下列关于该电池的说法不正确的是(　　) A．锂片为负极，钢片为正极 B．工作时OH－向钢片电极移动 C．工作时负极的电极反应为Li－e－===Li＋ D．放电时电流的流向：锂电极→导线→钢片 BD　[电池以金属锂和钢片为电极材料，LiOH为电解质，锂片作负极，钢片作正极，钢片上发生还原反应，A项正确；原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH－向负极锂电极移动，B项错误；锂水电池中，锂是负极，失去电子发生氧化反应：Li－e－===Li＋，C项正确；放电时电流流向为正极→导线→负极，即钢片→导线→锂电极，D项错误。] 10．(2024·浙江台州书生中学高一月考)如图是某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　) A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化 B．锌片上发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋ C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，则导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，则电路中的电流方向不变 C　[原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故A项正确；该原电池中，锌片作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，故B项正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，将稀硫酸换成柠檬汁仍然能构成原电池，所以导线中有电子流动，故C项错误；将锌片换成铁片，铜片仍作正极，所以电路中的电流方向不变，故D项正确。] 11．把活泼金属片a和b放在盛有稀食盐水和酚酞的混合液的表面皿中，构成如图所示原电池，一段时间后观察到区域Ⅰ变红色，则下列叙述正确的是(　　) A．a是原电池的负极 B．b的活泼性大于a C．无电流产生 D．b上有气泡产生 A　[根据题述信息可推出正极上应该是O2得电子，发生的电极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－，使溶液呈碱性，酚酞变红，故b为原电池的正极，a是原电池的负极，则b的活泼性小于a，A项正确，B项错误；题给图示符合原电池的形成条件，发生了原电池反应，故有电流产生，C项错误；由b上发生的电极反应可知，b上无气泡产生，D项错误。] 12．(双选)铁镍蓄电池放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列说法错误的是(　　) A．Fe为负极 B．正极的电极反应式为Ni2O3＋2e－＋3H2O===2Ni(OH)2＋2OH－ C．电解质溶液可以是稀硫酸 D．当转移2 mol电子时，负极增重17 g CD　[A项，铁镍蓄电池放电时，Fe发生氧化反应作负极，正确；B项，Ni2O3作正极，发生还原反应，最终生成Ni(OH)2，所以正极的电极反应式为Ni2O3＋3H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－，正确；C项，金属铁可溶于稀硫酸，且产物Fe(OH)2、Ni(OH)2不能在酸性环境下存在，所以电解质溶液不能是稀硫酸，错误；D项，铁镍蓄电池放电时，Fe作负极，失电子发生氧化反应，生成Fe2＋，最终生成Fe(OH)2，负极的电极反应式为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，当转移2 mol电子时，负极增重2 mol氢氧根离子，即负极增重34 g，错误。] 13．现有如下原电池装置，插入电解质溶液前Cu和Fe电极的质量相等。 请回答下列问题： (1)当图Ⅰ中的电解质溶液为稀硫酸时，铁片作________极，铜片上的现象是________________________________________________________________________； 图中箭头的方向表示________(填“电子”或“电流”)的流向。 (2)若将图Ⅰ中的U形管虚线以下的电解质溶液换为四氯化碳(不导电)，如图Ⅱ所示，则该装置________________________________________________________________________ (填“能”或“不能”)形成原电池，原因是________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)①当电解质溶液为某溶液时，两电极的质量变化曲线如图Ⅲ所示，则该电解质溶液可以是下列中的________(填字母)。 A．稀硫酸 B．CuSO4溶液 C．稀盐酸 D．FeSO4溶液 ②Cu电极的电极反应式为______________________________________________； 6 min时Cu电极的质量为________g。 解析：　(1)铁比铜活泼，所以当电解质溶液为稀硫酸时铁作负极，铜为正极，铜电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，所以铜片上的现象是有气泡生成；图中的箭头方向是由正极指向负极，故应是电流方向。 (2)由于四氯化碳不导电，所以不能构成闭合回路，图Ⅱ所示装置不能形成原电池。 (3)①由图Ⅲ可知两电极的质量均在变化，Fe电极的质量减小而Cu电极的质量增加，故电解质溶液为硫酸铜溶液。②Cu电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，Fe电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，6 min时Fe电极减少的质量为6．0 g－3．2 g＝2．8 g，根据得失电子守恒求得Cu电极增加的质量为3．2 g，故m＝6．0 g＋3．2 g＝9．2 g。 答案：　(1)负　有气泡生成　电流 (2)不能　不能构成闭合回路 (3)①B　②Cu2＋＋2e－===Cu　9．2 14．中国科学院长春应用化学研究所在甲醇(CH3OH)燃料电池方面获得新突破，研制出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。 (1)该电池工作时，b处通入的物质为________，c处通入的物质为________。 (2)该电池负极的电极反应式为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)工作一段时间后，当12．8 g甲醇完全反应时，有________×6．02×1023个电子发生转移。 解析：　(1)根据图中氢离子的移动方向可判断出右侧电极是正极，左侧电极是负极，负极通入的是甲醇，所以b处通入的物质是CH3OH，正极通入的是空气或氧气，所以c处通入的物质是空气或氧气。(2)负极发生氧化反应，根据图中所给信息可知，甲醇发生氧化反应后生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。(3)12．8 g甲醇完全转化为二氧化碳时，转移电子的物质的量是12．8 g÷(32 g·mol－1)×6＝2．4 mol。 答案：　(1)CH3OH　O2(或空气) (2)CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ (3)2．4 学科网（北京）股份有限公司 $