高三化学一轮复习精品课件化学能转化为电能电池

1、第3节 化学能转化为电能电池 三年三年2626考高考指数考高考指数: : 1 1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2.2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。了解常见的化学电源的种类及其工作原理。 3.3.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金 属腐蚀的措施。属腐蚀的措施。 一、原电池一、原电池 1.1.概念：把概念：把_转化为转化为_的装置。的装置。 2.2.构成条件构成条件 (1)(1)有两个有两个_的电极的电极( (常见为金属或石墨常见为金属或石

2、墨) )。 (2)(2)将电极插入将电极插入_中。中。 (3)(3)两电极间构成两电极间构成_。 化学能化学能电能电能 活泼性不同活泼性不同 电解质溶液电解质溶液 闭合回路闭合回路 3 3工作原理工作原理“两电极两反应三方向两电极两反应三方向” 如图是如图是Cu-ZnCu-Zn原电池，请填空：原电池，请填空： (1)(1)两个电极。两个电极。 负极为负极为_，正极为，正极为_。 (2)(2)两个电极反应。两个电极反应。 负极：负极：_，正极：，正极：_。 (3)(3)三个方向。三个方向。 电子方向：电子从电子方向：电子从_流出经外电路流入流出经外电路流入_； 电流方向：电流从电流方向：电流从_

3、流出经外电路流入流出经外电路流入_。 离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向_迁移，阳迁移，阳 离子向离子向_迁移。迁移。 ZnZnCuCu Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+ 2+ CuCu2+ 2+2e +2e- -=Cu=Cu 负极负极正极正极 正极正极负极负极 负极负极 正极正极 (4)(4)两种装置的比较。两种装置的比较。 装置装置中还原剂中还原剂ZnZn与氧化剂与氧化剂CuCu2+ 2+直接接触，易造成能量损耗； 直接接触，易造成能量损耗； 装置装置能避免能量损耗，装置能避免能量损耗，装置中盐桥的作用是提供离子迁中盐桥的作用是提供离子迁

4、 移通路。移通路。 二、化学电源的种类及其工作原理二、化学电源的种类及其工作原理 1.1.一次电池一次电池( (碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池) ) 碱性锌锰干电池的工作原理如下：碱性锌锰干电池的工作原理如下： 2.2.二次电池二次电池( (以铅蓄电池为例以铅蓄电池为例) ) 可概括为：可概括为：“放负充阴，放正充阳，充放相逆放负充阴，放正充阳，充放相逆” (1)(1)放电时的反应。放电时的反应。 负极反应：负极反应：_ 正极反应：正极反应：_ _ 总反应：总反应：Pb(s)+PbOPb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4(aq)=2PbSO(aq)=2PbSO4 4

5、(s)+2H(s)+2H2 2O(l)O(l) (2)(2)充电时的反应。充电时的反应。 阴极反应：阴极反应：_ 阳极反应：阳极反应：_ _ _ 总反应：总反应：2PbSO2PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)=Pb(s)+PbOO(l)=Pb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4(aq)(aq) Pb(s)+ (aq)-2ePb(s)+ (aq)-2e- -=PbSO=PbSO4 4(s)(s) 2 4 SO PbOPbO2 2(s)+4H(s)+4H+ +(aq)+ (aq)+2e(aq)+ (aq)+2e- -= PbSO= PbSO4 4(s)

6、(s) 2 4 SO +2H+2H2 2O(l)O(l) 2 44 PbSOs2ePb sSO (aq) PbSOPbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)-2eO(l)-2e- -= 2 24 PbOs4HaqSO (aq) 3.3.燃料电池燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性 两种。两种。 酸性酸性碱性碱性 负极反应式负极反应式_ 正极反应式正极反应式_ _ 电池总反应电池总反应2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O 2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ +2H2H2 2+4OH

7、+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O O O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O O O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- - 三、金属的腐蚀和防护三、金属的腐蚀和防护 1.1.化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀 类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀 反应物反应物 _ _ _ _ 反应类型反应类型_ 有无电流产生有无电流产生_ 实质实质_ 金属、干燥气体或非金属、干燥气体或非 电解质液体电解质液体 不纯金属、电解不纯金属、电解 质溶液质溶液 直接发生化学反应直接发生化学反应原电池反应原电池反应 无无有有

8、金属原子失去电子被氧化金属原子失去电子被氧化 2.2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀 水膜性质水膜性质_ 负极反应负极反应_ 正极反应正极反应_ _ Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+ 2+ 2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- - 酸性较强酸性较强酸性很弱或呈中性酸性很弱或呈中性 类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀 其他其他 反应反应 及产及产 物物 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4F

9、e(OH)3 3 2Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3xHxH2 2O+(3-x)HO+(3-x)H2 2O O 普遍普遍 性性 _更普遍更普遍 吸氧腐蚀吸氧腐蚀 FeFe2+ 2+2OH +2OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)2 22Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 2 3.3.金属的防护金属的防护 (1)(1)加防护层。加防护层。 如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、 橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 (

10、2)(2)电化学防护。电化学防护。 牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法原电池原理原电池原理 被保护的金属设备作被保护的金属设备作_，比被保护的金属活泼的金属作，比被保护的金属活泼的金属作 _。 阴极电保护法阴极电保护法电解原理电解原理 被保护的金属设备作被保护的金属设备作_，废铁作，废铁作_。 (3)(3)改变内部结构，如制成不锈钢等。改变内部结构，如制成不锈钢等。 正极正极 负极负极 阴极阴极阳极阳极 1.1.不是所有化学反应都可以设计成原电池。不是所有化学反应都可以设计成原电池。( )( ) 【分析分析】正确。只有氧化还原反应才可以设计成原电池。正确。只有氧化还原反应才可以设计成原电池。 2.2

11、.原电池的两电极中，较活泼的电极一定为负极。原电池的两电极中，较活泼的电极一定为负极。( )( ) 【分析分析】错误。不一定，如铝、镁和错误。不一定，如铝、镁和NaOHNaOH溶液构成的原电池，溶液构成的原电池， 铝作原电池的负极，镁作原电池的正极。铝作原电池的负极，镁作原电池的正极。 3.3.燃料电池的反应条件是燃烧。燃料电池的反应条件是燃烧。( )( ) 【分析分析】错误。燃料电池利用的是可燃物燃烧这一氧化还原错误。燃料电池利用的是可燃物燃烧这一氧化还原 反应，但绝不是燃烧。反应，但绝不是燃烧。 4.4.可充电电池中的电极反应是可逆反应。可充电电池中的电极反应是可逆反应。( )( ) 【分

12、析分析】错误。可充电电池的充电与放电不是在相同条件下错误。可充电电池的充电与放电不是在相同条件下 发生的，故它不是可逆反应。发生的，故它不是可逆反应。 5.5.金属的阴极电保护法是利用原电池原理将被保护金属作阴金属的阴极电保护法是利用原电池原理将被保护金属作阴 极。极。( )( ) 【分析分析】利用原电池原理保护金属是将被保护金属作原电池正利用原电池原理保护金属是将被保护金属作原电池正 极极( (也称阴极也称阴极) )，将更活泼的金属作负极，将更活泼的金属作负极( (也称阳极也称阳极) )。叫作牺牲。叫作牺牲 阳极保护法。而阴极电保护法是利用电解原理，将被保护金属阳极保护法。而阴极电保护法是利

13、用电解原理，将被保护金属 作电解池的阴极。作电解池的阴极。 原电池的构成及电极反应式的书写原电池的构成及电极反应式的书写 1.1.原电池的构成原电池的构成“两极一液一回路两极一液一回路” 电极电极 两极为导体且存在活泼性差异两极为导体且存在活泼性差异( (燃料电池燃料电池 的电极一般为惰性电极的电极一般为惰性电极) ) 两极插入电解质溶液中两极插入电解质溶液中 形成闭合回路或两极直接接触形成闭合回路或两极直接接触 有无氧化还原反应发生有无氧化还原反应发生 原电池构成原电池构成 溶液溶液 回路回路 本质本质 2.2.正、负极的判断正、负极的判断 3.3.电极反应式的书写电极反应式的书写 (1)(

14、1)一般电极反应式书写的三步骤。一般电极反应式书写的三步骤。 列物质列物质 标得失标得失 看环境看环境 配守恒配守恒 两式加两式加 验总式验总式 负极发生氧化反应负极发生氧化反应 正极发生还原反应正极发生还原反应 参加反应的微粒和得参加反应的微粒和得 失电子数失电子数 在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物， 即即H H+ +、OHOH- -、H H2 2O O等是否参加反应等是否参加反应 遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒 两电极反应式相加，与总反应式对照验证两电极反应式相加，与总反应式对照验证 (2)(2)复杂电极反

15、应式的书写。复杂电极反应式的书写。 = =- - 如如CHCH4 4酸性燃料电池中，电极反应式为：酸性燃料电池中，电极反应式为： CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2OO总反应式总反应式 2O2O2 2+8H+8H+ +8e+8e- -=4H=4H2 2OO正极反应式正极反应式 CHCH4 4+2H+2H2 2O-8eO-8e- -=CO=CO2 2+8H+8H+ +负极反应式负极反应式 复杂电极复杂电极 反应式反应式 总反应式总反应式 较简单一极的较简单一极的 电极反应式电极反应式 【高考警示钟高考警示钟】 (1)(1)负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，

16、作为负极的材料负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料 本身并不参加反应。本身并不参加反应。 (2)(2)不注意电解质溶液的成分，容易误写电极反应式，如不注意电解质溶液的成分，容易误写电极反应式，如AlAl负极，负极， 在酸性溶液中生成在酸性溶液中生成AlAl3+ 3+，在碱性溶液中生成 ，在碱性溶液中生成Al(OH)Al(OH)4 4- -。 (3)(3)在原电池中离子移动方向容易误判。阳离子移向正极，阴离子在原电池中离子移动方向容易误判。阳离子移向正极，阴离子 移向负极。移向负极。 【拓展延伸拓展延伸】原电池正负极的其他判断方法原电池正负极的其他判断方法 (1)(1)根据原电

17、池中电解质溶液内离子的定向移动判断。在原电根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动判断。在原电 池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (2)(2)根据电池总反应判断。反应中的还原剂是负极的活性物质，根据电池总反应判断。反应中的还原剂是负极的活性物质， 对应的电极为负极；氧化剂则是正极上得电子的活性物质，对应的电极为负极；氧化剂则是正极上得电子的活性物质， 对应的电极为正极。对应的电极为正极。 【典例典例1 1】生物燃料电池生物燃料电池(BFC)(BFC)是以有机物为燃料，直接或间是以有机物为燃料，直接或间 接利用酶作为催化剂

18、的一类特殊的燃料电池，其能量转化效接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化效 率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。 已知已知C C1 1极的电极反应式为：极的电极反应式为：C C2 2H H5 5OH+3HOH+3H2 2O O12e12e =2CO =2CO2 2+12H+12H+ +。 下列有关说法不正确的是下列有关说法不正确的是( )( ) A AC C1 1极为电池负极，极为电池负极，C C2 2极为电池正极极为电池正极 B B电子由电子由C C2 2极经外电路导线流向极经外电路导线流向C C1 1极极

19、C CC C2 2极的电极反应式为极的电极反应式为O O2 2+4H+4H+ +4e+4e =2H =2H2 2O O D D该生物燃料电池的总反应式为：该生物燃料电池的总反应式为： C C2 2H H5 5OH+3OOH+3O2 2=2CO=2CO2 2+3H+3H2 2O O 【解题指南解题指南】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)(1)燃料电池中通入燃料的一极一定为负极；燃料电池中通入燃料的一极一定为负极； (2)(2)正极产生的正极产生的OHOH- -要与溶液中的要与溶液中的H H+ +反应。反应。 【解析解析】选选B B。燃料电池中，通入燃料的一极为负极，发生

20、氧。燃料电池中，通入燃料的一极为负极，发生氧 化反应，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，化反应，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，A A、C C项正项正 确；电子由负极经外电路流向正极，确；电子由负极经外电路流向正极，B B项错误。项错误。 【技巧点拨技巧点拨】燃料电池的电极判断及电极反应式的书写燃料电池的电极判断及电极反应式的书写 (1)(1)作为燃料电池，充入氧气的一极一定是正极，另外一极为作为燃料电池，充入氧气的一极一定是正极，另外一极为 负极。负极。 (2)(2)书写正负电极反应时，要先写简单的一极，如燃料电池，书写正负电极反应时，要先写简单的一极，如燃料电池， 一般先写正极反应。

21、当介质为碱性时，电极反应式为一般先写正极反应。当介质为碱性时，电极反应式为 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -，当介质为酸性溶液时，电极反应式为，当介质为酸性溶液时，电极反应式为 4H4H+ +O+O2 2+4e+4e- -=2H=2H2 2O O，然后用总反应减去该电极反应，即可得，然后用总反应减去该电极反应，即可得 出另一极反应出另一极反应( (前提是电量守恒前提是电量守恒) )。 【变式训练变式训练】(2011(2011海南高考改编海南高考改编) )根据如图，下列判断中根据如图，下列判断中 正确的是正确的是( )( ) A AFeFe极作负极极作负极

22、 B B烧杯烧杯b b中发生氧化反应中发生氧化反应 C C烧杯烧杯a a中发生的反应为中发生的反应为2H2H+ +2e+2e =H =H2 2 D D烧杯烧杯b b中发生的反应为中发生的反应为2Cl2Cl 2e2e =Cl =Cl2 2 【解析解析】选选B B。ZnZn比比FeFe活泼，所以活泼，所以ZnZn作负极，发生氧化反应，作负极，发生氧化反应， 电极反应式为：电极反应式为：ZnZn2e2e =Zn =Zn2+ 2+，故 ，故A A、D D错误；错误；FeFe作正极，作正极， 氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为：氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为：2H2H2 2O+OO+O2

23、 2+4e+4e =4OH=4OH ， ，C C错。错。 【变式备选变式备选】MCFCMCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工 作温度为作温度为600600700 700 ，所用燃料为，所用燃料为H H2 2，电解质为熔融的，电解质为熔融的K K2 2COCO3 3。 该电池的总反应式为：该电池的总反应式为：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，负极反应为：，负极反应为： H H2 2+ -2e+ -2e- -=H=H2 2O+COO+CO2 2。则下列推断中，正确的是。则下列推断中，正确的是( )( ) A A正极反应为正极反应为4OH

24、4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2 B B当电池生成当电池生成1 mol1 mol水时，转移水时，转移4 mol4 mol电子电子 C C放电时放电时 向负极移动向负极移动 D D通通H H2 2的一极为负极，发生还原反应的一极为负极，发生还原反应 2 3 CO 2 3 CO 【解析解析】选选C C。A A项，正极反应应有项，正极反应应有O O2 2参加，故参加，故A A错误；错误；B B项，项， 根据总电极反应式可知，当生成根据总电极反应式可知，当生成1 mol1 mol水时，转移水时，转移2 mol2 mol电电 子，子，B B错误；错误；C C项，因负极上氢

25、气失电子，从而负极带上了正项，因负极上氢气失电子，从而负极带上了正 电荷，故放电时电荷，故放电时 向负极移动，向负极移动，C C正确；正确；D D项，通项，通H H2 2的一极的一极 为负极，发生氧化反应，为负极，发生氧化反应，D D错误。错误。 2 3 CO 原电池工作原理的应用原电池工作原理的应用 1 1比较金属的活动性强弱比较金属的活动性强弱“负强正弱负强正弱” 原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属 ( (或非金属或非金属) )作正极。作正极。 如有两种金属如有两种金属A A和和B B，用导线将，用导线将A A和和B B

26、连接后，插入到稀硫酸中，连接后，插入到稀硫酸中， 一段时间后，若观察到一段时间后，若观察到A A极溶解，而极溶解，而B B极上有气体放出，则说极上有气体放出，则说 明明A A作负极，作负极，B B作正极，则可以断定金属活动性作正极，则可以断定金属活动性A AB B。 2 2加快化学反应速率加快化学反应速率 由于形成了原电池，导致反应速率加快。如由于形成了原电池，导致反应速率加快。如ZnZn与稀硫酸反应与稀硫酸反应 制氢气时，可向溶液中滴加少量制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSOCuSO4 4溶液，形成溶液，形成Cu-ZnCu-Zn原电原电 池，加快反应进行。池，加快反应进行。 3 3用于金属的

27、防护用于金属的防护“损负护正损负护正” 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保 护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌 块相连，使锌作原电池的负极。块相连，使锌作原电池的负极。 4.4.设计制作化学电源设计制作化学电源 设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。 (1)(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。 (2)(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极根据原电池的电

28、极反应特点，结合两个半反应找出正负极 材料材料( (负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属 即可，也可以用石墨即可，也可以用石墨) )及电解质溶液。及电解质溶液。 电极材料的选择电极材料的选择“强负弱正强负弱正” 在原电池中，选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱在原电池中，选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱 的金属或非金属作为正极，并且原电池的电极必须导电。一的金属或非金属作为正极，并且原电池的电极必须导电。一 般来说，负极应该跟电解质溶液发生反应。般来说，负极应该跟电解质溶液发生反应。 电解质溶液的选择电解质溶液的选择 电解

29、质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中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溶解的其他物质能与负极发生反应( (如溶解于溶液中的空气如溶解于溶液中的空气) )。 但如果两个半反应分别在两个容器中进行但如果两个半反应分别在两个容器中进行( (中间连接盐桥中间连接盐桥) )， 则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离 子。如在子。如在Cu-Zn-Cu-Zn-硫酸构成的原电池中，负极硫酸构成的原电池中，负极ZnZn浸泡在含有浸泡在含有ZnZn2+ 2+ 的电解质溶液中，而正极的电解

30、质溶液中，而正极CuCu浸泡在含有浸泡在含有CuCu2+ 2+的电解质溶液中。 的电解质溶液中。 (3)(3)按要求画出原电池装置图。按要求画出原电池装置图。 如根据如根据2Fe2Fe3+ 3+Cu=2Fe +Cu=2Fe2+ 2+Cu +Cu2+ 2+设计原电池： 设计原电池： 负极：负极：Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+ 2+ 正极：正极：2Fe2Fe3+ 3+2e +2e- -=2Fe=2Fe2+ 2+ 【高考警示钟高考警示钟】 (1)(1)能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热 反应不可能将化学能转化为电能。反应不

31、可能将化学能转化为电能。 (2)(2)利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢 气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决 于酸的量。于酸的量。 (3)(3)设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围 较广，只要合理都可以。较广，只要合理都可以。 【典例典例2 2】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证某校化学研究性学习小组欲设计实验验证FeFe、CuCu的的 金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成金属活

32、动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成 有关实验项目：有关实验项目： 方案方案I I：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀 硫酸硫酸( (或稀盐酸或稀盐酸) )中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的 活动性。该原理的离子方程式为。活动性。该原理的离子方程式为。 方案方案：有人利用：有人利用FeFe、CuCu作电极设计成原电池，以确定它们作电极设计成原电池，以确定它们 的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电 池的电极材料和电解质

33、溶液，并写出电极反应式。池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。 正极：；正极：； 负极：。负极：。 方案方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证FeFe、 CuCu活动性的简单实验方案活动性的简单实验方案( (与方案与方案、不能雷同不能雷同) ) _， 用离子方程式表示其反应原理：用离子方程式表示其反应原理： 。 【解析解析】方案方案：铁可以和稀硫酸：铁可以和稀硫酸( (或稀盐酸或稀盐酸) )反应生成反应生成H H2 2，而，而 CuCu在金属活动性顺序表中位于在金属活动性顺序表中位于H H的后面，不能置换出酸中的氢。的后面，不能置换出酸中

34、的氢。 方案方案：利用原电池原理证明金属活动性：利用原电池原理证明金属活动性FeFeCuCu，可以把铁片，可以把铁片 作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极，稀硫酸作电解质作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极，稀硫酸作电解质 溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极 反应式。也可以设计盐桥组成原电池。反应式。也可以设计盐桥组成原电池。 方案方案：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活泼性。：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活泼性。 把铁片插入把铁片插入CuSOCuSO4 4溶液中观察现象。溶液中观察现象。 答案：

35、答案：FeFe2H2H+ +=Fe=Fe2+ 2+ H H2 2 ： 正极：正极：2H2H+ +2e2e- -=H=H2 2或或 CuCu2+ 2+ 2e2e- -=Cu=Cu 负极：负极：FeFe2e2e- -=Fe=Fe2+ 2+ ：把一个光洁的铁片插入到：把一个光洁的铁片插入到CuSOCuSO4 4溶液中，观察现象溶液中，观察现象 FeFeCuCu2+ 2+=Fe =Fe2+ 2+ CuCu 【互动探究互动探究】在以上题目中，是通过设计原电池，利用原电在以上题目中，是通过设计原电池，利用原电 池的工作原理，验证了铁的金属活动性强于铜。但是，是否池的工作原理，验证了铁的金属活动性强于铜。但

36、是，是否 铁与铜分别作电极构成的原电池中，铁一定作为原电池的负铁与铜分别作电极构成的原电池中，铁一定作为原电池的负 极呢？极呢？ 提示：不一定，用铁、铜和浓硝酸构成的原电池中，因铁在提示：不一定，用铁、铜和浓硝酸构成的原电池中，因铁在 常温下和浓硝酸发生钝化，故它不再继续发生氧化反应，而常温下和浓硝酸发生钝化，故它不再继续发生氧化反应，而 铜则容易和浓硝酸发生氧化反应，表现为失电子，故铜成为铜则容易和浓硝酸发生氧化反应，表现为失电子，故铜成为 了原电池的负极，铁成为了原电池的正极。了原电池的负极，铁成为了原电池的正极。 1.1.下列图示装置属于原电池的是下列图示装置属于原电池的是( )( )

37、【解析解析】选选B B。原电池的形成条件之一就是存在活动性不同的。原电池的形成条件之一就是存在活动性不同的 两种金属或金属、非金属，故两种金属或金属、非金属，故A A错误；另一条件是存在电解质错误；另一条件是存在电解质 溶液或两电极直接接触，故溶液或两电极直接接触，故C C错误；再者就是构成闭合回路，错误；再者就是构成闭合回路， D D项，没有构成闭合回路，项，没有构成闭合回路，D D错误。错误。 2.X2.X、Y Y、Z Z、W 4W 4块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组 成原电池。成原电池。X X、Y Y相连时，相连时，X X为负极；为负极；Z Z

38、、W W相连时，电流方向是相连时，电流方向是 W ZW Z；X X、Z Z相连时，相连时，Z Z极上产生大量气泡；极上产生大量气泡；W W、Y Y相连时，相连时，W W极极 发生氧化反应。据此判断发生氧化反应。据此判断4 4种金属的活动性顺序是种金属的活动性顺序是( )( ) A.XA.XZ ZW WY YB.ZB.ZX XY YW W C.XC.XY YZ ZW WD.YD.YW WZ ZX X 【解析解析】选选A A。由。由“X X、Y Y相连时，相连时，X X为负极；为负极；Z Z、W W相连时，电相连时，电 流方向是流方向是W WZ Z”得出金属活动性顺序为得出金属活动性顺序为X XY

39、 Y，Z ZW W；再由；再由“X X、 Z Z相连时，相连时，Z Z极上产生大量气泡；极上产生大量气泡；W W、Y Y相连时，相连时，W W极发生氧化反极发生氧化反 应应”得出金属活动性顺序为得出金属活动性顺序为X XZ Z，W WY Y。 3.20113.2011年年8 8月美国海军海底战事中心与麻月美国海军海底战事中心与麻 省理工大学共同研制成功了用于潜航器省理工大学共同研制成功了用于潜航器 的镁的镁- -过氧化氢燃料电池系统。电池总过氧化氢燃料电池系统。电池总 反应是：反应是：Mg+HMg+H2 2O O2 2+2H+2H =Mg =Mg2 2 +2H +2H2 2O O，其，其 工作

40、原理如图所示：工作原理如图所示： 以下说法中错误的是以下说法中错误的是( )( ) A A电池的负极反应为：电池的负极反应为：Mg-2eMg-2e =Mg =Mg2 2 B B电池工作时，电池工作时，H H 向负极移动 向负极移动 C C电池工作一段时间后，溶液的电池工作一段时间后，溶液的pHpH增大增大 D DH H2 2O O2 2的还原产物为的还原产物为H H2 2O O 【解析解析】选选B B。电池工作时，。电池工作时，H H 应向正极移动， 应向正极移动，B B错误；错误；C C项，项， 由电极总反应式由电极总反应式Mg+HMg+H2 2O O2 2+2H+2H =Mg =Mg2 2 +2H +2H2 2O O可知，可知，H H+ +被消耗，被消耗， 故故pHpH变大，变大，C C正确。正确。 4.