化学反应与电能

1、化学反应与电能【知识梳理】一、原电池的工作原理1.原理：将化学能转化为电能的装置。*1nI*n1-nr，.jrirsi*in12 .构成条件：(1)两种活泼程度不同的导电材料作电极；(2)电解质溶液或熔融的电解质；(3)构成闭合回路；(4)有一自发进行的氧化还原反应。3 .电极判断及反应负极：失电子，发生氧化反应。-iMWWWWWWH正极：得电子，发生还原反应。4 .内、外电路的变化(1)内电路：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。(2)外电路：电流方向：从正极流向负极；电子流向：从负极流出，通过导线流入正极，不经过电解质溶液。【典例题组】考查点一原电池的工作原理例1某学生用锌片、铜片、发光二

2、极管、滤纸、导线等在玻璃片上制成如图14-1示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是(堂光二摄管图14-1A.铜片上的电极反应：Cu2+2e=CuB.外电路中电子由铜片经导线流向锌片C.电池工作时电能直接转化为化学能D.该电池工作时，若有13g锌被溶解，则铜片上产生标况下4.48LH2变式分析下列四个原电池装置，其中结论正确的是()A.中Mg作负极，中Fe作负极B.中Mg作正极，电极反应式为6H236e-=6OH+3H4C.中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe+D.中Cu作正极，电极反应式为2H+2e-=HT考查点二常见化学电源例22016绍兴一中期末某

3、种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是（）A.正极反应式为Q+2H2O+4e=4OHB,工作一段时间后，电解液中KOH勺物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为2H+Q=2HOD.该电池工作日每消耗1molO2,有2mol电子转移变式电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOHB液，电池反应为Ag2O+Zn+h2O=2AgbZn（OH，下列判断正确的是（）A.锌为负极，被还原B.Ag2O为正极，发生氧化反应C.纽扣电池工作时，电子从Ag2O极经电路流向锌极D.纽扣电池工作时，负极附近溶液的pH减小例3图14-3为氢氧燃料电池原理示意图，下列叙述不

4、正确的是（）氧气入口铜,A口A.a电极是负极，发生还原反应B.b电极的电极反应为Q+2H2O+4e=4OHC.总反应方程式为2H2+Q=2HOD.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源变式一个完整的氧化还原反应的方程式可以拆开，写成两个“半反应式”，一个是氧化反应式，另一个是还原反应式。如2Fe3+Cu=2Fe+ClT的拆写结果是：氧化反应为Cu-2e=Ciu,还原反应为2Fe3+2e-=2Fe请回答下列问题：（1）据此将反应3NO+HO=2H+2NG+NOW写成两个“半反应式”时，氧化反应式为2NO2e+2H2O=2Nm4hl+,则还原反应式为。（2）已知某一反应的两个“半反应式”分别为C

5、H+100H8e-=C6+7H2O和4H2O+2Q+8e=8OH。请写出该反应的总反应式：O（3）图14-4为氢氧燃料电池的构造示意图，已知X极的电极反应式为2H24e4OH=4HO,则X极为电池的（填“正”或“负”）极，Y极的电极反应式为OL_S*ho图考查点三原电池原理的应用例4下列说法中，不正确的是（）14-4钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好钢闸门作为阴极而受到保护变式2016浙江省艾青中学模拟如图14-5装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pk4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，

6、一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。下列说法正确的是（）生铁片ri雨水T一事水;图14-5A.生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应B.雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C.墨水回升时，碳电极反应式为02+2代84e=4OHD.具支试管中溶液pH逐渐减小【化学反应与电能】1.2016浙江省绍兴一中高一期末下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（）2.2016浙江省书生中学月考下列关于原电池的叙述中，正确的是（）A.原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极B.形成原电池时，在负极上发生氧化反应D.电流从负极流向正极ZnNHXtaq)图Z14-13.2016桐乡一中期中图Z14-1为干电池

7、原理示意图，电池总反应为Zn+2NJ=Zr2+2NHT+H4,下列说法正确的是（）A.碳为电池的正极B. Zn极上发生还原反应C. Zn2+移向该电池的负极D.反应2Nht+2e=2NHT+H4在负极上发生4.现有一装置如图Z14-2所示（G表示电流计），下列有关说法不正确的是（）A.该装置将化学能转化为电能B.Zn是负极，发生还原反应稀国虹图Z14-2C.电子由锌片通过导线流向铜片D.铜片上发生的反应为2H+2e=HT5. 2016浙江省台外I中学期中若将反应Zn+HbSO=ZnS（4HH4设计成原电池（如图Z14-3所不）,则下列说法不正确的是（）电子移动方向H肃清白雄图Z14-3A.该装

8、置实现了化学能转化为电能B. b极表面发生了还原反应C. c溶液可以是ZnSQ溶液D.盐桥中的C移向右边烧杯6. 2016浙江省杭州市西湖中学月考图Z14-5为一原电池的结构示意图，下列说法中，错误的是（）图Z14-5A.Cu电极为正极B.原电池工作时，电子从Zn电极流出.一、.2上2上C.原电池工作时的总反应为Zn+Cu=Zn+CuD.盐桥（琼脂一饱和KCl溶液）中的移向ZnSO溶液7 .将纯锌片和纯铜片按图Z14-6所示插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是（）甲乙图Z14-6A.装置甲中铜片表面产生气泡B.装置乙溶液中SOT向铜片定向移动C.装置乙中电子从铜片经导线流向锌片D.装

9、置乙中正极的电极反应式：2H+2屋=HT8 .某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置如图Z14-7所示。下列说法错误的是（）OLEW-Acu图Z14-7A.铜片表面有气泡生成，锌片上发生氧化反应8 .如果将稀硫酸换成葡萄糖溶液，不能使LED灯发光C.装置中存在“化学能一电能一光能”的转换D.如果将铜片换成铁片，则锌片为正极9 .2017浙江省嘉兴一中期中某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性Cr24Fe3十,设计了盐桥式的原电池如图Z14-8。盐桥中装有琼脂与饱和“SO溶液。下列叙述中正确的是（）图Z14-8A.甲烧杯的溶液中发生还原反应一一一、.3+2+B.乙烧杯中发生的电极反应为

10、2Cr+7睦上6e=Ci2O+14HC.外电路的电流方向是从b到aD,电池工作时，盐桥中的SCT移向乙烧杯10 .下列说法正确的是（）A.构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属11 图Z14-9原电池中，电流由锌棒经外电路流向铜棒舞解翻图Z14-9C.通过构成原电池，能将反应的化学能全部转化为电能D.银锌纽扣电池的放电反应：Zn+AgzBHO=Zn（OH）+2Ag,其中A&O作正极，发生还原反应11.如图Z14-10所示装置中,M为活动性顺序位于氢之前的金属,N为石墨棒。关于此装置的下列叙述中，不正确的是（）I目最身希庆金图Z14-10A. N上有气体放出B. M为负极，N为正极C.导

11、线中有电流通过，电流方向是由M到ND.该装置是化学能转变为电能的装置12.燃料电池是燃料（如CO代、CH等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置。当电解质溶液是强碱溶液时，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是（）A.负极反应式：Q+2HzO+4e=4OHB.负极反应式：CH+8OH8e=COT+6屋。C.随着放电的进行，溶液的pH不变D.放电时溶液中的阴离子向负极移动13.2016浙江余姚中学期中某学习小组用如图Z14-11所示装置进行实验，下列说法不正确的是（）1蒜I匕二图Z14-11A. a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2+2e=

12、CuC.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b用导线连接时，电流从铁片经导线流向铜片14.2016浙江省湖外冲学期中如图Z14-12为某种甲醇燃料电池示意图，工作时电子流向如图所示。下列判断正确的是（）CT奇K0倘淹图Z14-12A.X为氧气B.电极A反应式：CHO+6e+HO=Ca+6H+C.B电极附近溶液pH增大D,电池工作时，溶液中电子由电极B流向电极A15. 2016全国卷nMg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（）A.负极反应式为Mg2e=M2j+16. 极反应式为Ag+e=AgC.电池放电时C由正极向负极迁移D.负极

13、会发生副反应Mg+2HaO=Mg（OH升H2T17. 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CHCHOH-4e+HO=CCOOH4H+。下列有关说法正确的是（）A.检测时，电解质溶液中的4向负极移动B,若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为CHCHO*Q=CbCOOHHOD,正极上发生的反应为C2+4e+2HaO=4OH18. 2016浙江省绍兴一中期末甲醇、空气和强碱溶液作电解质溶液的手机燃料电!|池中所发生的反应为T0K+3nr心W笺4-TH下列有关说法正确的是（）A.放电时，CHOH参与反应的电极为正极B.放电时，每通入标况

14、下11.2LO2完全反应转移电子数为1molC.放电时，电解质溶液的pH逐渐增大D.放电时，负极反应为CHOH-6e+80H=C6+6HO19. “盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+Q+2HO=2Mg（OH）。下列关于该电池的说法错误的是（）A.Mg电极的电极反应式：Mg-2e=MgB.这种电池的工作原理可以认为是镁的吸氧腐蚀C.活性炭电极上发生氧化反应D.电池工作时实现了化学能向电能的转化19. （1）把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片逐渐溶解，并有气体产生，再平行地插入一块铜片（如图Z14-13甲所示），可观察

15、到铜片上（填“有”或“没有”）气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来（如图乙所示），可观察到铜片上（填“有”或“没有”）气泡产生。图Z14-13（2）用导线连接灵敏电流表的两端后，再与溶液中的锌片和铜片相连（如图丙所示），观察到灵敏电流表的指针发生了偏转，说明了导线中有电流通过。从上述现象中可以归纳出构成原电池的一些条件是和,有关的电极反应式：锌片;铜片图乙、图丙是一个将能转化为能的装置，人们把它叫作原电池。20. 2016浙江永康一中期末原电池是化学对人类的一项重大贡献。（1）某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图Z14-14装置。*bCo一百qTjt.图Z14-14a和b不连接时，烧杯中发生

16、反应的离子方程式是。a和b用导线连接，Cu极为原电池极（填“正”或“负”），该电极反应式是,溶液中的4移向（填“Cu或aZn）极。无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2mol电子，则理论上Zn片质量减轻g。（2）如图Z14-15是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：网人口丁爵阳。口NsO*洗图Z14-15电池的负极是（填a或b）电极，该极的电极反应式为电池工作一段时间后电解质溶液的pH（填“增大”“减小”或“不变”）。1. B2. B解析原电池放电时，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，不存在阴、阳极，故A错误；原电池负极上失电子发生氧化反应，故B正确；原电池

17、在工作时阳离子移向正极，故C错误；原电池的电流从正极沿导线流向负极，故D错误。3. A解析根据题意可知，C为正极，A项正确；Zn为负极,发生氧化反应，B项错误；溶液中Zn2+向电池的正极移动，C项错误；正极（C）上发生的反应为2Nh4+2e=2NHT+,D项错。4. B解析该装置是原电池，把化学能转化为电能，A正确；锌的金属性强于铜，锌是负极，发生失去电子的氧化反应，B错误；锌是负极，铜是正极，电子由锌片通过导线流向铜片，C正确；铜是正极，溶液中的氢离子在正极上得到电子，电极反应式为2H+2e=Hf,D正确。5. D解析形成原电池，是化学能转化为电能，A正确；根据电子移动方向确定b为正极，发生

18、还原反应，B正确；锌作原电池的负极，所以c可以为硫酸锌，C正确；盐桥中氯离子向负极移动，即向左侧烧杯移动，D错误。6. D7. D解析甲没有形成原电池，铜不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故A错误；原电池工作时阴离子向负极移动，故B错误；锌为负极，电子从锌经导线流向铜，故C错误；铜片为正极，正极上氢离子得到电子被还原生成氢气，故D正确。8. D解析铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡生成，锌片失电子发生氧化反应，A项正确；葡萄糖是非电解质，若把稀硫酸换成葡萄糖溶液，无法构成原电池，不能使LED灯发光，B项正确；原电池中化学能转化为电能

19、，LED灯发光时，电能转化为光能，C项正确；金属性ZnFeCu,若把铜片换成铁片，锌为负极，铁为正极，D项错误。9. C解析因为氧化性Cr2O2Fe3+,所以该原电池反应是Crzd一氧化亚铁离子为铁离子，所以甲烧杯发生氧化反应，A错误；乙烧杯发生还原反应，电极反应为Cr2O7+6e+14H=2Ci3+7H2O,B错误；根据以上分析，a是负极，b是正极，则电流方向是从正极向负极流动，C正确；原电池中的阴离子向负极移动，所以硫酸根离子向甲烧杯移动，D错误。10. D解析两个电极可以是金属和导电的非金属，故A错误；原电池中电子从负极经外电路流向正极，锌作负极，铜作正极，电流的方向是从铜棒流向锌棒，故

20、B错误；原电池是将化学能转化成电能，但不是全部，有一部分转化成热能，故C错误；正极发生还原反应，化合价降低，AqO中Ag的化合价降低，故D正确。11. C解析M为活动性顺序位于氢之前的金属，则M为负极，N为正极，故选项B说法正确；根据原电池的工作原理，正极电极反应式为2H+2e-=HT,故选项A说法正确；原电池的电流从正极经外电路流向负极，故C说法错误；该装置为原电池，是化学能转化成电能的装置，故D说法正确。12. D解析得电子发生还原反应是正极，失去电子发生氧化反应是负极。Q+2H2。+4e=4OH应为正极反应式。CH氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根离子。

21、所以负极反应式为CH+100H8e=C6+7H2。由于总反应消耗了0H,所以溶液的pH将减小。放电时溶液中的阴离子0口向负极移动。13. D解析a和b不连接时，Fe与硫酸铜溶液发生置换反应，则在铁片上有金属铜析出，故A正确；a和b用导线连接时，电解质溶液为硫酸铜溶液，形成原电池，Cu作正极，发生还原反应，电极反应为Cu2+2e=Ciu故B正确；无论a和b是否连接，都发生Fe+Cu2+=Fe+Cu,则溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，故C正确；a和b用导线连接时，易失电子的金属铁作负极，则铜作正极，电流由正极经导线流到负极，即由铜片流向铁片，故D错误。14. C解析根据图示中电子的流向可知左边A电极通入的是燃料甲醇；右边B电极通入的是氧气，A错误；电极A是负极，失去电子，发生氧化反应，由于电解质溶液为碱性，所以电极反应式为CHO+6e+8OH=CO+6H2O,B错误；B电极上发生的电极反应是Q+4e+2h2O=4OH由于反应产生0口，所以B电极附近溶液碱性增强，溶液的pH增大，C正确；电子只能通过导线传递，不能在溶液中传递，D错误。15. B解析该电池中还原性较强的Mg为负极，失去2个电子