1、第三单元Error!化学能与电能的转化第一课时 化学能转化为电能 化学电源课标要求1通过实验探究认识化学能可以转化为电能。2从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。3会书写简单的原电池电极反应式及电池总反应方程式。4知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。1构成原电池的条件(1)有活泼性不同的两个电极；(2)电极插入电解质溶液中；(3)电极间形成闭合回路；(4)能自发地发生氧化还原反应。2原电池工作原理口诀原电池分两极(正、负)；负极氧化正 (极)还原；电子由负(极)流向正(极)；阳(离子) 向正(极)阴 (离子)向负(极)。3原电池正、负极的判断化合价升高 失去
2、电子 发生氧化反应 负极；化合价降低 得到电子 发生还原反应 正极。4钢铁发生电化学腐蚀的电极反 应和总反应负极反应：Fe 2e =Fe2 ，正极反应：O 24e 2H 2O=4OH ，总反应：2Fe O 22H 2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3。原电池及其工作原理1实验探究实验 1把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。实验 2把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象。实验 1、2 现象：实验 1、2 中现象相同，均为锌片周围有气泡产生，铜片周围无明显现象。实验结论：锌在金属活动性顺序中位于氢前面，能置换酸中
3、氢；铜片在金属活动性顺序中位于氢后面，不能置换酸中氢。实验 3用导线把实验 2 中的锌片和铜片连接起来，观察实验现象。实验 4在导线中间接一个灵敏电流计，观察实验现象。实验 3、4 现象：锌片周围无气泡产生，铜片周围有气泡产生；电流计指针发生偏转。实验结论：锌、铜用导线连接后插入稀硫酸溶液中，导线中有电流产生。2原电池(1)概念：将化学能转变为电能的装置。(2)工作原理(以 锌铜稀 H2SO4 原电池为例)：(3)构成条件a有活泼性不同的两个电极b电极插入电解质溶液中c电极间构成闭合回路d能自发地发生氧化还原反应(4)原电池的电极反应负极流出电子发生氧化反应，正极流入电子发生还原反应。特别提醒
4、 原电池的正极是导体，它不参与化学反 应；负 极反应不一定是负极材料本身的反应，有的原电池的负极既是 导体又是负极反应物(如铜锌原电池)，有的原电池负极的作用是导体(如 H2、O2 燃料电池) ，它不参与化学反 应。1将铁片、镁片用导线连接插入稀硫酸中，则铁片上发生什么反应，电极反应式如何书写？提示：镁比铁活泼，镁作负极，铁作正极，铁电极上发生还原反应，电极反应式是2H 2e =H2。2原电池的电极材料都必须是金属吗？提示：原电池的电极材料可以是两种活泼性不同的金属，也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨)，在燃料 电池中，电极本身均不发生反应，故两极均可用惰性材料。3原电池内部阴、阳
5、离子是如何移动的？提示：阴离子向负极移动，阳离子向正极移 动。1原电池的判断2原电池正负极的判断1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)原电池是一种电能转化为化学能的装置( )(2)负极失去电子发生氧化反应( )(3)正极是电子流出极( )(4)用导线连接的铜片和锌片插入到稀 H2SO4 中，锌片上有大量气泡产生( )解析：(1)原电池是一种将化学能转化为电能的装置。(3)正极是 电子流入的一极。(4)H 在铜片上被还原成 H2，铜片上会有大量气泡产生。答案：(1) (2) (3) (4)2如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是_。解析：A 项中两个电极相同； B 项中蔗糖是非电
6、解质；C、 D 项没有形成闭合回路，因此A、B、C、D 都不符合原 电池的构成条件，不能产生电流。答案：EF原电池原理的应用1钢铁的电化学腐蚀(1)电化学腐蚀金属跟电解质溶液接触，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。(2)钢铁的电化学腐蚀电解质溶液钢铁表面水膜中含有 H 和 OH ，还溶有 O2 等气体负极 材料：Fe，电极反应： Fe2e =Fe2电极正极 材料：C，电极反应：O 24e 2H 2O=4OH总反应2FeO 2 2H2O=2Fe(OH)2，进一步被氧化，4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3，Fe(OH) 3 易分解生成铁锈(Fe2O3xH2O)2
7、金属活动性强弱的判断由 A、B、C、D 四种金属按下表中装置进行实验装置现象 二价金属 A 不断溶解 C 的质量增加 A 上有气体产生(1)装置甲中负极的电极反应式是 A2e =A2 。(2)装置乙中正极的电极反应式是 Cu2 2e =Cu。(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是 DABC。1锌与稀硫酸反应时，若滴几滴硫酸铜溶液，反应速率会加快，试分析其原因。提示：滴加硫酸铜溶液后，会有少量 锌与硫酸铜反应置换 出铜，生成的 铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池，从而加快 锌与稀硫酸的反 应。2已知反应 Cu2Ag =2AgCu 2 ，请将该反应设计成原电池，画出原电池装置图并标出正、负极
8、。提示：先确定两个电极，负极失电子化合价升高，所以铜作负极，再找活泼性比铜弱的碳棒或银棒作正极；从反应中可以看出电解质溶液中必须含有银离子，所以用硝酸 银溶液作电解质溶液。装置图见右图。原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率(1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间干扰减小，使反应速率增大。(2)应用：实验室用 Zn 和稀 H2SO4(或稀盐酸)反应制 H2，常用粗锌，它产生 H2 的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀 H2SO4 形成原电池，加快了锌的腐蚀，使产生 H2 的速率加快。2比较金属的活动性强弱(1)原理：原电池中，一般活动性强的金属为负
9、极，活动性弱的金属为正极。(2)应用：有两种金属 A 和 B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到 A 极溶解，B 极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性 AB。3设计原电池(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两极反应式。氧化反应：还原剂ne =氧化产物(负极反应式) ；还原反应：氧化剂ne =还原产物(正极反应式) ；正极反应式负极反应式电池的总反应式。(2)根据原电池的电池反应特点，结合两极反应式找出正负极材料及电解质溶液。电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应( 如空气中的氧气) 。电极材料的选择：在原电池中，一般选择活泼性较
10、强的金属作为负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极。负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化，氧化性物质在正极上得到电子被还原。(3)实例：原理 装置图ZnH 2SO4=ZnSO4H 2负极反应： Zn2e =Zn2正极反应：2H 2e =H21100 mL 浓度为 2 molL1 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成 H2 的总量，可采用的方法是 ( )A加入适量 6 molL1 的盐酸B加入几滴 CuCl2 溶液C加入适量蒸馏水D加入适量的 NaCl 溶液解析：选 B 加入适量 6 molL1 的盐酸，增大了溶液中 c(H )和 n(H )，反应速率加快，产生 H
11、2 的量也增多，所以 A 不符合题意；加入适量蒸馏 水或加入适量的 NaCl 溶液后，溶液中 c(H )降低，反应速率减慢；加入几滴 CuCl2 溶液，锌置换出少量铜，锌、 铜在盐酸中构成原电池，加快了反应速率，但不影响产生 H2 的量，故 B 正确。2有 A、B、D、E 四种金属，当 A、B 组成原电池时，电子流动方向 AB；当A、D 组成原电池时，A 为正极；B 与 E 构成原电池时，电极反应式为E2 2e =E，B2e =B2 。则 A、B 、D 、E 金属性由强到弱的顺序为 ( )AABED BABDECDEAB DDABE解析：选 D 原电池电子由负极流向正极， 负极活泼，故活动性是
12、 AB；当 A、D 组成原电池时，A 为正极，故金属活 动性为 AE；A、B、D、E 金属性由强到弱的顺序为 DABE。化学电源1原理原电池原理。2优点化学电源的能量转化率比燃料燃烧大的多。3分类Error!4常见化学电源的组成电极材料电池名称负极 正极电解质溶液锌锰干电池 锌 碳棒 氯化铵等银锌纽扣电池 锌 氧化银 氢氧化钾溶液铅蓄电池 铅 二氧化铅 硫酸镍氢电池 贮氢合金 泡沫氧化镍 氢氧化钾溶液氢氧燃料电池 H2 放电 O2 放电 氢氧化钾溶液甲醇空气燃料电池甲醇放电 O2 放电 氢氧化钾溶液1铅蓄电池的正、负极材料是什么？电解质溶液是什么？提示：负极：Pb，正极：PbO 2，电解质溶液
13、：稀 H2SO4。2氢氧燃料电池在酸性条件和碱性条件下的正极反应式相同吗？若不同，请分别写出反应式。提示：不相同；酸性条件下正极反应式：O 24H 4e =2H2O，碱性条件下正极反应式：2H 2OO 24e =4OH 。3除氢氧燃料电池外，其他燃料电池的负极反应物通常还有哪些？正极放电的是什么物质？提示：负极还可以是烃(如甲 烷、乙烷等)、醇(如甲醇、乙醇等)、氨、煤气等可燃性气体或液体。正极放电的是氧气。1常见化学电源的反应原理(1)锌锰干电池Zn2NH 4Cl2MnO 2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)(2)铅蓄电池PbO2 Pb2H 2SO4 2PbSO42H 2O 放 电 充
14、 电(3)甲醇空气燃料电池2CH3OH3O 24OH =2CO 6H 2O232氢氧燃料电池电极材料 铂 铂电解质溶液 氢氧化钾溶液 盐酸电池反应原理电极反应负极： 2H24OH 4e =4H2O正极：O 22H 2O4e =4OH负极：2H 2 4e =4H正极：O24H 4e =2H2O总反应 2H2O 2=2H2O特别提醒 (1)燃料电池的本质是燃料与氧化剂之间能够发生自发的氧化 还原反应，且能够对外放出能量。(2)燃料电池在使用过程中，并没有发生燃料的燃烧，而是燃料和氧化剂分别在两极放电，将化学能转化为电能。(3)燃料的燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，而燃料电池中发生的氧化还原反应则是缓
15、和平稳的。(4)燃料燃烧时，大量的 热能释放到空气中，能量利用率低，燃料电池工作时，能量转化率较高，是一种高效、环境友好的发电装置。1燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能，氢氧燃料电池的基本反应是：X 极： O2H 2O2e =2OH12Y 极：H 22OH 2e =2H2O下列说法正确的是( )AX 是负极 BY 是正极CY 极上发生还原反应 DY 极上发生氧化反应解析：选 D 由电极反应式可知， X 极上发生还原反应，X 是电池的正极，Y 极上发生氧化反应，Y 是电池的负极。2锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种
16、锂电池。某种锂电池的总反应式为 LiMnO 2=LiMnO2，下列说法正确的是( )ALi 是正极，电极反应为 Lie =LiBLi 是负极，电极反应为 Lie =LiCMnO 2 是负极，电极反应为 MnO2e =MnO 2DLi 是负极，电极反应为 Li2e =Li2解析：选 B 由总反应 O2= O2 可知， Li 元素在反应后化合价升高Li0 Mn 4 Li 1 Mn 3 (01)，Mn 元素在反 应后化合价降低 (43)。Li 失 电子被氧化，在电池中作负极，电极反应为 Li e =Li 。MnO2 在正极上得电子被还原，电极反应为MnO2e =MnO 。 2方法技巧给出总反应，写电
17、极反应式的方法(1)逐步分析法(2)寻找易写电极反应突破法根据总反应方程式和电解质特点，写出 较易写的电极反应 ，然后用 总反应减去该电池反应可得另一极的电极反应。 复 杂 电 极 反 应 总 反 应 较 简 单 一 极 的 电 极 反 应如 CH4 酸性燃料电池中：CH42O 2=CO22H 2O总反应2O28H 8e =4H2O正极反应式CH42H 2O8e =CO28H 负极反应式三级训练节节过关 1如下图所示装置，能够组成原电池的是( )解析：选 C A 项，两电极材料相同，且不能 发生氧化还原反应，不能 组成原电池，错误；B 项，两 电极材料相同，不能组成原电池，错误；C 项，装置为
18、原电池，Zn 为负极，Cu 为正极，发生反应 ZnCu 2 =Zn2 Cu，正确； D 项，乙醇溶液不是电解质溶液，不能 组成原电池，错误。2下列有关电池的说法中不正确的是( )A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极解析：选 B 手机上用的锂离子电池是可充电电池，A 正确；铜锌原电池中，Cu 为正极，Zn 为负 极，外 电路中电子由负 极流向正极，B 错误；燃料电 池将化学能转化为电能， C 正确；锌锰干电池中，Zn 为负极，D 正确。3.如图装置所示，铜片上发生的反应为( )AZn 2
19、 2e =ZnB2H 2e =H2CZn 2e =Zn2DCu 2 2e =Cu解析：选 B 根据图示可知，该装置为原电池，由于还原性 ZnCu，所以 Zn 是负极，发生氧化反应，Cu 是正极，H 在正极上得到电子，发生还原反应，电极反应式是2H 2e =H2。4.如图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液中构成原电池。下列叙述正确的是( )A电流从铜片经导线流向锌片B该装置将电能转变为化学能C一段时间后，铜片质量减轻D锌片发生还原反应解析：选 A 题给装置为原电池，把化学能 转化为电能， 锌 作负极失去电子发生氧化反应， 铜作正极，H 在 Cu 电极上得电子生成氢气，Cu 的质量不变，
20、 电流从正极 Cu 沿导线流向负极 Zn。5原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。(1)现有如下两个反应：A.NaOHHCl= =NaClH 2O；B.Zn H 2SO4=ZnSO4H 2，判断能否设计成原电池：A._，B._(填 “能”或“不能”) 。(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入 100 mL 相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：下列说法正确的是_。a甲、乙均为化学能转变为电能的装置b乙中铜片上没有明显变化c甲中铜片质量减少，乙中锌片质量减少d两烧杯中溶液中的 H 的浓度均减小在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速率：甲_乙(填“” “乙；负极失电子
21、，Zn2e =Zn2 ，原电池中阴离子向正极移动，即向 锌极移 动，硫酸根不参与氧化 还原反应，故离子浓度不变。答案：(1)不能 能 (2) bd Zn2e =Zn2 负 不变1.如图是铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成的原电池，则锌片是( )A阴极：得到电子，发生氧化反应B正极：得到电子，发生还原反应C阳极：失去电子，发生还原反应D负极：失去电子，发生氧化反应解析：选 D 原电池的两极是以正、 负极命名；在酸性溶液中比 较活泼的一极是负极，所以锌片是负极，负极失去电 子发生氧化反应。2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必须是两种不同的金属B原电池是将化学能转变为电
22、能的装置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，电流的方向是从负极到正极解析：选 B A 项，氢氧燃料电池的两电极都可用金属铂作电极，错误；B 项，原电池是将化学能转变为电能的装置，正确； C 项，在原 电池中， 电 子流出的一极是负极，该电极被氧化，错误；D 项，原电池放电时 ，电流的方向是从正极到负 极，错误。3已知空气锌电池的电极反应如下：锌电极：Zn 2OH 2e =ZnOH 2O；石墨电极： O2H 2O2e =2OH 。12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，发生还原反应解析：选 D 在电池中，失去
23、 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。4.如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是( )Aa 极是负极B电子由 b 通过溶液流向 aC该电池总反应是 2H2O 2=2H2OD氢氧燃料电池是环保电池解析：选 B A 项，氢氧燃料电池中，通入氢气的 a 极为负极，正确；B 项，通入氧气的b 极为正极，电 子由 a 经过导线流向 b，错误；C 项，氢氧燃料电池的总反应为2H2O 2=2H2O，正确；D 项， 氢氧燃料电池反应产物是水，无污染，是环保电池，正确。5钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是( )A2H 2e =H2B2H 2OO 24e =4OH
24、CFe 2e =Fe2D4OH 4e =2H2OO 2解析：选 C 原电池中较活泼的金属是负极，失去 电子， 发 生氧化反应，电子经导线传递到正极，则钢铁发生电化学腐 蚀时， 负极是铁失去电子，发生的反应是 Fe2e =Fe2 。6如图所示是 Zn 和 Cu 形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下：则卡片上的描述合理的是( )A BC D解析：选 B 在该原电池中，锌较活泼作负极，铜为正极，错误；H 在铜上反应生成H2，故铜上有气泡产生，正确；原电池中阴离子向负极移动，故 SO 向锌移动， 错误；24根据反应 2H 2e =H2， 转移 0.5 mol 电子时生成 0.2
25、5 mol 的气体，正确；电子由负极流向正极，故电子从锌经过导线 流向铜， 错误；正极反 应式：2H 2e =H2，错误。7一个原电池的总反应方程式为 ZnCu 2 =Zn2 Cu，该原电池可能为( )选项 A B C D正极 Cu Al Zn Fe负极 Zn Zn Cu Zn电解质溶液 H2SO4 CuSO4 ZnCl2 CuCl2解析：选 D 由电池的总反应方程式知， Zn 被氧化作负极，比 Zn 活动性弱的金属或导电的非金属作正极，Cu 2 被还 原，溶液 应为可溶性铜盐溶液。对照各选项，D 项符合题意。8有 a、b、c、d 四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置部分实
26、验现象a 极质量减小 b极质量增加溶液中的 SO向 b 极移动24d 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( )Aabcd BbcdaCdabc Dabdc解析：选 C a 极质量减小 b 极质量增加， 说明 a 是负极，b 是正极，金属性 ab；溶液中的 SO 向 b 极移动，说明 b 电极是负极，金属性 bc；d 极溶解 c 极有气体产生，说明24d 电极是负极，c 电极是正极，金属性 dc；电流从 a 极流向 d 极，说明 a 电极是正极，d 电极是负极，金属性 da，所以金属性 dabc。9将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一
27、个电流计。(1)锌片上发生的电极反应式为_；银片上发生的电极反应式为_。(2)若起始时该电池中两电极的总质量为 60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为 47 g，则生成 H2 体积(标准状况 )为_，电子转移数目是_。解析：(1)因金属的活动性 ZnAg，所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时，锌片作负极，发生氧化反应 Zn 2e =Zn2 ，银片作正极，发生还原反应2H 2e =H2。(2)锌片与银片总质量减轻，是因为负极锌失去电子溶解，根据电子得失守恒有：Zn2H =Zn2 H 2转移 2e 65 g60 g 47 g 22.4 LV L 2 molx得 V4.
28、48 L ，x0.4 mol，故 N(e )0.4N A。答案：(1)Zn2e =Zn2 2H 2e =H2(2)4.48 L 0.4N A10.依据氧化还原反应：2Ag+Cu =Cu2+2Ag 设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极 X 的材料是 ；电解质溶液 Y 是 。(2)银电极为电池的 极，发生的电极反应为 ；X 电极上发生的电极反应为 (填 “氧化”或“还原”) 反应。(3)外电路中的电子 ( 填“流出”或“流向”)Ag 电极。(4)当有 1.6 g 铜溶解时，银电极增重 g。解析：(1)由原电池反应：2Ag+Cu =Cu2+2Ag 知，铜失电子，发生氧化反应，作 负极，比
29、铜不活泼的金属或石墨作正极， 电解质溶液用可溶性的硝酸 银溶液， 则电极 X 的材料是铜，电解质溶液 Y 是 AgNO3 溶液。(2)由(1)知，银电极为电池的正极，发生的电极反应为 Ag+e-=Ag，X 电极上发生氧化反应。(3)外电路中，Cu 是负极，Ag 是正极， Cu 失去的电子沿导线经电流计流向正极(Ag 电极)。(4)1.6 g 铜的物质的量为 1.6640.025 mol，根据反 应 2Ag Cu= =Cu2 2Ag，银电极增重实际上是生成金属银的质量， 为 0.025 mol2108 gmol1 5.4 g。答案：(1)Cu AgNO 3 溶液 (2) 正 Ag e =Ag 氧
30、化 (3)流向 (4)5.41利用化学反应：FeCuSO 4=FeSO4Cu，可以设计出一种原电池。该原电池工作时( )AFe 为正极 BCu 为负极C负极上发生氧化反应 D正极上发生氧化反应解析：选 C 由于金属活动性 FeCu，所以 Fe 是负极，Cu 是正极，在负极 Fe 上发生氧化反应：Fe2e =Fe2 ，在正极 Cu 上发生还原反应， Cu2 2e =Cu。2两种金属 A 与 B 组成原电池时，A 是正极。下列有关推断正确的是( )AA 的金属性强于 BB电子不断由 A 电极经外电路流向 B 电极CA 电极上发生的电极反应是还原反应DA 在金属活动性顺序中一定排在氢前面解析：选 C
31、 由 A、B 两种金属和稀硫酸 组成的原电池， A 是正极， 说明 A 的金属性比B 弱，A 错误；外电路电子由负 极流向正极，即由 B 电极经外电路流向 A 电极，B 错误；原电池正极发生还原反应，即 A 电极上发生还原反应，C 正确；A 为正极，金属性较弱，可能排在氢的后面，D 错误。3我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流，电解总反应为 4Al3O 26H 2O=4Al(OH)3，下列说法不正确的是( )A正极反应式为 O22H 2O4e =4OHB电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电
32、池通常只需要更换铝板就可能继续使用解析：选 B A 项，负极反应式：Al3e =Al3 ，正极反应式：O22H 2O4e =4OH ，正确；B 项，电流应由正极铂沿导线流向负极铝，错误；C 项，网状的铂表面积大，与氧气的接触面 积大，正确； D 项， 负极的 铝板被氧化而消耗，正极材料没有消耗，因此需要更换铝板就可 继续使用，正确。4.如图所示，电流表指针发生偏转，同时 A 极质量减少，B 极上有气泡产生，C 为电解质溶液，下列说法错误的是 ( )AB 极为原电池的正极BA、B 、C 可能分别为 Zn、Cu、稀盐酸CC 中阳离子向 A 极移动DA 极发生氧化反应解析：选 C A 项，电流计指针
33、偏转，说明原电池在工作，由于 A 极质量减少， B 极上有气泡产生，则 A 是负极，B 是正极，正确；B 项，负极金属活 动性大于正极，而且在正极有气泡产生，则溶液为酸，是 H 被 还原为 H2 逸出，因此 A、B、C 可能分别为 Zn、Cu、稀 盐酸，正确；C 项，阳离子移动方向与电流方向一致，阴离子 电子移 动方向与电流方向相反，溶液C 中阳离子向正极 B 极移动， 错误；D 项，电极 A 是负极，失去电子， 发生氧化反应，正确。5.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且 a 极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是( )Aa 为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸Bb
34、为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液Ca 为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸Db 为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液解析：选 C 电流表指针发生偏转，有 电流通过，是原 电池装置，a 极上有大量气泡生成，a 为正极，b 为负 极，H 在 a 极上被还原成 H2，即 a 为正极是碳棒，b 为负极是铁片，烧杯中溶液为硫酸，C 项符合。6某原电池的电池反应为 Fe2Fe 3 =3Fe2 ，与此电池反应不符合的原电池是 ( )铜片、铁片、FeCl 3 溶液组成的原电池 石墨、铁片、Fe(NO 3)3 溶液组成的原电池 铁片、锌片、Fe 2(SO4)3 溶液组成的原电池 银片、铁片、Fe(NO
35、 3)2 溶液组成的原电池A BC D解析：选 C 根据电池反应 Fe2Fe 3 =3Fe2 可知，Fe 为负极，比 Fe 不活泼的金属或非金属导体作正极，含 Fe3 的溶液为电解质溶液。7.某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。下列叙述不正确的是( )Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为 Cu2 2e =CuC无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解Da 和 b 用导线连接后， Fe 片上发生还原反应，溶液中的 Cu2 向铜电极移动解析：选 D 铁的活泼性强于铜，故 铁能置换出铜且附着在 铁片上， A 正确。 a 和 b 用导线连接后，
36、构成原电池，其中 Fe 作负极， 发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为Cu2 2e =Cu，B 项正确、 D 项错误。无 论 a 和 b 是否连接，铁都被氧化生成 Fe2 ，C 项正确。8如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M 棒变粗，N 棒变细。下表所列M、N、P 物质中，可以组合成该装置的是( )选项 M N PA 锌 铜 稀硫酸B 铜 铁 稀盐酸C 银 锌 硝酸银溶液D 锌 铁 硝酸铁溶液解析：选 C M 棒变粗，N 棒变细， 说明 M 棒是正极， 电解 质溶液中的阳离子在此极析出；N 棒是负极，相对 M 棒金属活动性更强。 综合以上分析可确定 C 项符合要求。9A、B、C 三个烧杯
37、中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)A 中反应的离子方程式为 _。(2)B 中 Sn 极的电极反应式为_，Sn 极附近溶液的 c(H )_(填“升高” “降低”或“不变”)。(3)C 中被氧化的金属是 _，总反应式为_。解析：A 烧杯不符合构成原电 池的条件，属于金属与酸的反应；B、 C 装置构成了原电池，金属活动性：ZnFeSn，所以 B 中 Fe 为负极，被氧化；C 中 Zn 为负极，被氧化。B 烧杯中Fe 失去 电子，电 子通过导线流向 Sn 极，Sn 极上有气体产 生， H 浓度降低 。答案：(1)Fe2H =Fe2 H 2(2)2H 2e =H2 降低(3)Zn Z
38、nH 2SO4=ZnSO4H 210化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一( 如图所示)，锌锰干电池的负极材料是 ，负极发生的电极反应式为 。若反应消耗 16.25 g 负极材料，则电池中转移电子的物质的量为 mol。(2)目前常用的镍(Ni) 镉(Cd)电池其电池总反应式可以表示为 Cd2NiO(OH)2H 2O2Ni(OH)2Cd(OH) 2，已知 Ni(OH)2 和 Cd(OH)2 均难溶于水，但能溶于酸，以下说 放 电 充 电法中正确的是_。ANiO(OH)作负极BCd 作负极C此电池是一次电池D放电时化学能转变为电能(3)如图为氢氧燃料
39、电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，则 X 极为电池的 (填“正”或“负”) 极，Y 极的电极反应式为_。解析：(1)锌锰干电池中的负极是 Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是 Zn2e =Zn2 ；16.25 g Zn 的物质的量是 16.25 g65 gmol1 0.25 mol，1 mol Zn失去 2 mol 电子，所以电池中 转移电子的物质的量是 0.5 mol。(2)由电池反应可知， Cd 元素化合价由 02，化合价升高被氧化，Cd 作电池负极，A错误， B 正确；电 池可以充放电，因此是二次电池，C 错误；放电时化学能转变为电能，D 正确。(3)氢氧燃料电池中
40、， 电子从负极向正极移动， X 是电子流出的一极，X 是负极，Y 是正极，发生还原反应，电解质溶液是 KOH 溶液，氧气得到 电 子生成氢氧根离子， 电极反应式为 O22H 2O4e =4OH 。答案：(1)锌 Zn2e =Zn2 0.5(2)BD (3)负 O 22H 2O4e =4OH第二课时 电能转化为化学能课标要求1知道电解原理和电解池的形成条件，会分析电解的应用。2能熟练书写电解池的电极反应式和电解反应方程式。,1.电解池的两极中，阳极与电 源正极相连， 发生氧化反应；阴极与 电源负极相连，发生还原反应。2电解池内部，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。3离子的放电顺序(惰性电极)：
41、(1)阳极：S 2 I Br Cl OH 含氧酸根离子( 还原性 强弱)；(2)阴极：Ag Fe3 Cu2 H (氧化性强弱)。4电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，含 Cu2 的盐溶液作电解质溶液，反应后，比铜活 泼的金属以阳离子形式存在于溶液中，比 铜不活泼的金属形成阳极泥。电解池及其工作原理1电解反应实例(1)电解 H2O： 2H2O 2H2O 2。= = = = =通 电 (2)电解 NaCl 溶液： 2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2。= = = = =通 电 2电解池(1)电解：使电流通过电解质溶液( 或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。(2)电解池
42、：将电能转化为化学能的装置。(3)电解原理实验探究以石墨作电极电解 CuCl2 溶液实验装置实验现象阴极：有红色固体析出阳极：产生黄绿色气体，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝反应方程式阴极：Cu 2 2e =Cu阳极：2Cl 2e =Cl2总反应：CuCl 2 CuCl 2= = = = =通 电 电解原理图示(4)电解池构成条件1电解食盐水得到的产物是什么？反应中能量是如何转化的？提示：电解食盐水制得 NaOH、Cl2 和 H2。反应中能量的转化形式是电能转化为化学能。2用石墨作电极电解 CuCl2 溶液，通电后溶液中的离子如何移动？其中阳极和阴极发生反应的类型是什么？提示：通电后，阴离子(如 Cl
43、 )向阳极移动，阳离子(如 Cu2 )向阴极移动。 电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反 应。3以石墨为电极电解 CuCl2 溶液时，为什么会生成 Cu 和 Cl2?提示：溶液中存在 Cu2 、H 、Cl 和 OH 四种离子，离子在电极上能否发生氧化还原反应，主要取决于离子得失电 子的能力。因得 电子能力 Cu2 H ，失电子能力 Cl OH ，故在阴极上有 Cu 生成，在阳极上有 Cl2 生成。1电解产物的判断“先看电极，再看顺序”(1)阳极若为活性电极(除 Au、Pt 外的其他金属) ，则优先于溶液中的任何阴离子失电子；阳极若为惰性电极，则失电子能力强的阴离子首先失电子。常见阴离子的放
44、电顺序为S2 I Br Cl OH 。(2)不管阴极的电极材料如何，都只起传导电子的作用，所以在阴极上，一定是阳离子得电子。阳离子得电子顺序可依据金属活动性顺序确定，一般放电顺序：Ag Fe3 Cu2 H 。2原电池与电解池电极的判断1用短线将下列电极与电极反应(或离子移动方向) 连接起来。(1)原 电 池 负 极 A.发 生 氧 化 反 应(2)原 电 池 正 极 B.发 生 还 原 反 应(3)电 解 池 阴 极 C.阳 离 子 移 动 方 向(4)电 解 池 阳 极 D.阴 离 子 移 动 方 向解析：原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应；原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应；在原电池中，阳离子向正极移 动，阴离子向负极移动；在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动 。答案：(1)A、 D (2) B、C (3)B 、C (4)A、D2.如图所示是电解 CuCl2 溶液的装置，其中 c、d 为石墨电极。则下列有关判断正确的是( )Aa 为负极、b 为正极Ba 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，氯离子浓度不变解析：选 C 电流从电源的正极流出，因此 a 为电源正极，b 为负极，则 c 为阳极，d 为阴极；电解 CuCl2 溶液电极反应为阳极(c 电极) ：2Cl 2e =Cl2，阴极 (d 电极) ：Cu2 2e =Cu，故 C
