第7讲化学反应与电能（教师版）-2023-2024学年高一化学辅导（人教版2019）

第7讲化学反应与电能【内容导航】1．原电池的工作原理2．原电池原理的应用3．化学电池一、原电池的工作原理1．实验探究——化学能转化为电能【实验1】将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中。实验现象：锌片：逐渐溶解，有气泡产生；铜片：没有变化。实验结论或解释：锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应。【实验2】用导线连接锌片和铜片。实验现象：锌片：逐渐溶解；铜片：有气泡产生。实验结论或解释：锌失去电子，变为Zn2＋，H＋在铜片上得到电子生成H2。【实验3】用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表。实验现象：电流表指针发生偏转。实验结论：说明产生了电流。2．CuZn原电池的工作原理(1)Zn比Cu活泼，锌失去电子，变为Zn2＋：锌片：Zn2e=Zn2+(氧化反应)(2)电子经过导线流向铜片，产生电流，H＋在铜片上得到电子生成H2:铜片：2H++2e=H2↑(还原反应)在特定的装置中使氧化反应和还原反应分别在不同区域进行，氧化还原反应中产生的电子通过导体发生定向移动，形成电流。3．原电池的工作原理(1)原电池的概念及本质将化学能转化成电能的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应一般是氧化还原反应。(2)原电池的工作原理电极名称负极正极电极材料较活泼的金属活泼性较弱的金属或导电的非金属反应类型氧化反应还原反应外电路电子流向由负极沿导线流向正极内电路离子移向阳离子向正极移动，阴离子向负极移动移动能量转化形式化学能转化成电能原电池总反应自发进行的氧化还原反应(3)原电池的构成条件①两个电极为两种活动性不同的金属（或一种为能导电的非金属）。②电解质溶液。③电极、导线和电解质溶液形成闭合回路。④自发进行的氧化还原反应。【课堂探究】1．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是()A．Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2AgB．Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2OC．Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4D．C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO答案：D解析：D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。2．如图所示的装置中，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()A．N上有气体放出B．M为负极，N为正极C．电解质溶液中H＋浓度减小D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N答案：D解析：原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，则N为正极，溶液中的H＋在正极得到电子被还原为H2，浓度减小，电流方向与电子流向相反，应由正极(N)流向负极(M)。【归纳小结】(1)电极名称的判断方法(2)原电池中电子、离子的移动规律在原电池中，电子在导线中定向移动(由负极流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动(阳离子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们共同组成了一个完整的闭合回路。【即学即练1】下列各组材料中，不能组成原电池的是()ABCD两极材料Zn片，石墨Cu片，Ag片Zn片，Cu片Fe片，Cu片插入溶液H2SO4AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸答案：C【即学即练2】如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。关于该装置的说法中，正确的是()A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应B．碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大C．导线上有电流，电流方向a→bD．反应后a极质量减小答案：D解析：a金属可与稀硫酸反应，a为原电池的负极，a极失电子发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，A不正确，D正确；溶液中的H＋在b极上得电子生成氢气，c(H＋)减小，B不正确；导线中电子流向为a→b，所以导线中电流方向为b→a。二、原电池原理的应用1．加快氧化还原反应速率如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)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，加快了反应，使产生H2的速率加快。2．比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如有两种金属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A>B。3．原电池的设计(1)将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应：氧化反应和还原反应。(2)选择电极材料和电解质溶液：要结合原电池的电极反应特点和两个半反应选择。①电极材料的选择：一般选择较活泼的金属作负极，较不活泼金属或非金属导体作正极。负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的物质反应。②电解质溶液的选择：电解质溶液一般能与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的物质能与负极发生反应。(3)按要求画出原电池装置图，作必要的标注，注意形成闭合回路。【课堂探究】1．(1)根据Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，设计一个原电池，画出装置图，标明电极材料，并写出正、负极的电极反应式。(2)根据Fe+2FeCl3=3FeCl2，设计一个原电池，画出装置图，标明电极材料，并写出正、负极的电极反应式。答案：(1)电池反应式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu负极：Zn2e=Zn2+正极：Cu2++2e=Cu(2)电池反应式：Fe+2Fe3+=3Fe2+负极：Fe2e=Fe2+正极：2Fe3++2e=2Fe2+2．利用原电池原理可比较金属的活泼性，原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。结合相关知识解答下列问题。由A、B、C三种金属按表中装置进行实验：装置甲乙现象A不断溶解，B上产生气泡C的质量增加，B的质量减轻(1)在甲中，金属片________(填“A”或“B”)发生氧化反应。(2)在乙中，金属片________(填“B”或“C”)作负极。(3)如果把B、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，有一电极产生气泡。则金属片________(填“B”或“C”)上有气泡产生。(4)上述三种金属的活动性顺序是____________。答案：(1)A(2)B(3)C(4)A＞B＞C【归纳小结】原电池反应的分析方法原电池的分析一般采取以下步骤：(1)确定装置中发生的氧化还原反应，并写出化学方程式。如果有多个反应发生，则选择最容易进行的那个反应为电池反应。(2)将化学方程式改写成离子方程式。(3)分析氧化还原反应的电子得失数目，并改写成电极反应式。【即学即练1】在实验室制取氢气时，最好的方法是()A．纯锌与稀硫酸反应 B．纯锌与浓硫酸反应C．纯锌与稀盐酸反应 D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应答案：D解析：含有铜或银的锌与稀硫酸反应时，由于发生原电池反应，生成氢气的速率加快。【即学即练2】把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。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a答案：B解析：根据原电池原理，作为负极的金属活动性比正极金属的活动性强，电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可依次作出如下判断：活动性：①a＞b；②c＞d；③a＞c；④d＞b，综合得结论：金属活动性a＞c＞d＞b，故答案应选B。【即学即练3】利用化学反应：2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2，选择适宜的材料和试剂，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。请填写下列空白：(1)选用做正极材料，做负极材料，选用做该原电池的电解质溶液。(2)写出有关的电极反应式：正极：；负极：。答案：（1）石墨棒铜棒FeCl3溶液（2）2Fe3++2e=2Fe2+Cu2e=Cu2+解析：根据电池反应式，Cu失去电子，作负极，因此负极材料为Cu，正极材料为碳棒。该反应的氧化剂是FeCl3，因此电解质溶液为FeCl3溶液。三、化学电池1．一次电池(1)特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)。(2)锌锰干电池的构造如图所示。①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－=Zn2＋。②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰。③NH4Cl糊的作用是作电解质溶液。2．二次电池(1)特点：二次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，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。(2)能量转化：化学能eq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))电能。(3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。3．燃料电池(1)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。(2)氢氧燃料电池：在负极上发生氧化反应的是H2，在正极上发生还原反应的是O2，产物是H2O。(3)以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H2+4OH4e=4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(还原反应)；电池反应：2H2＋O2=2H2O。【课堂探究】1．(1)银锌纽扣电池的结构如图所示，电池反应式为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。请写出电极反应式。负极反应式：Zn2e+2OH=Zn(OH)2。正极反应式：Ag2O+2e+2H2O=2Ag+2OH。(2)铅酸电池的充、放电原理的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。其中放电反应为原电池反应，充电反应为电解反应，请写出铅酸电池放电反应的电极反应式。负极：Pb2e+SO42=PbSO4正极：PbO2+2e+SO42+4H+===PbSO4+2H2O2．已知：2H2+O2=2H2O，根据此反应可以设计成氢氧燃料电池，电池的两个电极均为石墨。(1)若电解质溶液为K2SO4溶液，请写出电极反应式。负极：2H24eAUTOTEXT===4H+正极：O2+2H2O+4e=4OH(2)若电解质溶液为硫酸溶液，请写出电极反应式。负极：2H24e=4H+正极：O2+4H++4e=2H2O(3)若电解质溶液为KOH溶液，请写出电极反应式。负极：2H24e+4OH=4H2O正极：O2+2H2O+4e=4OH【归纳小结】原电池电极反应式的书写方法(1)负极反应式的书写先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。(2)正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。②再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。【即学即练1】锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A．Li是正极，电极反应为Li－e－=Li＋B．Li是负极，电极反应为Li－e－=Li＋C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是负极，电极反应为Li－2e－=Li2＋答案：B解析：由总反应eq\o(L,\s\up6(0))i＋eq\o(M,\s\up6(＋4))nO2=eq\o(L,\s\up6(＋1))ieq\o(M,\s\up6(＋3))nO2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－=Li＋，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)。【即学即练2】已知某储氢电池的电池的反应为：H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，电解质溶液为KOH溶液，写出该电池的电极反应式。答案：负极：H22e+2OH=2H2O正极：2NiOOH+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH【即学即练3】有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。(1)负极材料是________，电极反应为______________________________________。(2)正极材料是________，电极反应为______________________________________。答案：(1)锌2Zn－4e－=2Zn2＋(2)铂O2＋2H2O＋4e－=4OH－解析：以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，正极是铂，负极是锌，电解质溶液是人体血液，工作时，负极锌被氧化，血液中的O2得到电子被还原。正极的反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；负极的反应为2Zn－4e－=2Zn2＋。第7讲化学反应与电能课堂检测姓名：__________1．下列关于原电池的叙述中，不正确的是()A．原电池的负极发生的反应是氧化反应B．原电池的正极上发生的反应为还原反应C．原电池电解质溶液中阳离子移向负极，阴离子移向正极D．原电池中电子流入的极一定是正极答案：C解析：原电池的负极失去电子被氧化，发生氧化反应，A正确；原电池正极上物质得电子，发生还原反应，B正确；在原电池电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C错误；原电池放电时，电子转移的方向是从负极沿导线流向正极，所以正极为电子流入的电极，D正确。2．某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是()选项正极负极电解质溶液AFeZnHClBZnCuH2SO4CAgZnCuSO4DCZnZnCl2答案：C解析：将Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu拆成两个半反应：氧化反应(负极反应)：Zn－2e－=Zn2＋；还原反应(正极反应)：Cu2＋＋2e－=Cu。则电池的负极是Zn，正极是比锌不活泼的金属或能导电的非金属，电解质溶液中含Cu2＋。3．如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是()A．外电路的电流方向为：X→外电路→YB．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC．SOeq\o\al(2－,4)移向X电极，Y电极上有氢气产生D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应答案：C解析：由外电路中的电子流向可知，X为负极，Y为正极，由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向应该是Y→外电路→X，故A错误；X为原电池的负极，Y为正极，则X应为Zn，故B错误；X为负极，Y电极上生成氢气，SOeq\o\al(2－,4)移向负极X电极，故C正确；X极上发生的是氧化反应，Y极上发生的是还原反应，故D错误。4．a、b的活动性均比氢强，a还可以从b的硝酸盐中置换出b。将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，下列叙述中不正确的是()A．导线上有电流，电流方向由b到aB．a极质量减少，b极质量增加C．b棒上析出氢气D．a棒发生氧化反应，b棒发生还原反应答案：C解析：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正确；在原电池中，负极a发生失电子的氧化反应，质量减轻，正极b发生得电子的还原反应，电解质溶液为CuSO4溶液，b极质量增加，不会产生氢气，故B正确，C错误；在原电池中，负极a发生失电子的氧化反应，正极b发生得电子的还原反应，故D正确。5．某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是()A．锌筒是原电池的正极B．石墨电极上发生氧化反应C．铵根离子流向石墨电极D．电子经石墨电极沿电解质溶液流向锌筒答案：C解析：锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨电极作正极，A错误；锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨电极作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，B错误；原电池中阳离子定向移动到正极，故铵根离子流向石墨电极，C正确；电子经导线由负极锌筒流向石墨电极，D错误。6．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。(1)A中反应的离子方程式为___________________________。(2)B中锡极为________极，电极反应式为__________________________，锡极附近溶液的酸性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。B中Fe极为________极，电极反应式为___________________________。(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为__________________________________。答案：本题共5分(1)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑（1分）(2)正（0.5）2H＋＋2e－=H2↑（0.5分）减弱（0.5分）负（0.5分）Fe－2e－=Fe2＋（0.5分）(3)Zn（0.5分）Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑（1分）解析：A中不能形成原电池，铁与稀硫酸发生置换反应。B中能形成原电池，铁比锡活泼，锡为正极，铁为负极，铁被腐蚀的速率加快。C能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被腐蚀，铁为正极，保持不变。第7讲化学反应与电能同步练习A组基础巩固1．如图是原电池示意图。当该电池工作时，下列描述不正确的是()A．溶液由无色逐渐变为蓝色B．铜片表面有气泡C．电流表指针发生偏转D．锌是负极，其质量逐渐减小答案：A解析：Zn的活泼性大于Cu，则Zn为负极，Cu为正极，Cu不能反应生成Cu2＋，所以溶液不会变为蓝色，故A错误；Cu为正极，H＋在Cu电极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡产生，故B正确；在该原电池中，Zn失去电子，电子由Zn片经导线流向Cu片，电流表指针发生偏转，故C正确；Zn为负极，Zn失去电子生成Zn2＋，其质量逐渐减小，故D正确。2．如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片，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()A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液答案：C解析：Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成Fe2＋，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，故a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。3．如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记，错误的是()A．①电子流动方向 B．②电流方向C．③电极反应 D．④溶液中离子移动方向答案：B解析：锌为负极，铜为正极，电子由锌片流向铜片，A正确；电流与电子运动方向相反，则电流由铜片经导线流向锌片，B错误；锌失电子生成锌离子，H＋在铜片上得电子被还原生成H2，C正确；原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，D正确。4．下列关于实验现象的描述不正确的是()A．铜、锌组成的原电池中，电子从锌极经过导线流向铜极B．把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡C．把铜片插入FeCl3溶液中，在铜片表面出现一层铁答案：C解析：铜、锌组成的原电池中，金属锌作负极，金属铜作正极，电子从锌极流向铜极，故A项正确；把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中，形成铜—锌—稀硫酸原电池，金属铜作正极，该极上产生气体，故B项正确；把铜片插入FeCl3溶液中，Cu和FeCl3反应生成CuCl2和FeCl2，故C项错误；将铜片和铁片用导线相连浸入硫酸铜溶液中，形成原电池，铜片作正极，铁片作负极，铁片失电子，形成Fe2＋进入溶液，质量减轻，溶液中的Cu2＋在铜电极上得电子，生成单质铜，质量增加，故D项正确。5．下列关于原电池的叙述中正确的是()A．正极和负极必须是两种不同的金属B．电子流入的一极为正极C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5g锌溶解，正极上就有0.1g氢气生成答案：B解析：原电池中电子从负极流出，从正极流入。它的正、负极可以是两种活动性不同的金属，也可以是金属与非金属；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；当锌片上有6.5g锌溶解时，正极上析出0.2g氢气。6．A、B、C都是金属，B中混有C时，只有C能被盐酸溶解；A、B与稀硫酸组成原电池时，A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为()A．A＞B＞CB．A＞C＞BC．C＞B＞A D．B＞C＞A答案：C解析：B中混有C时，只有C能被盐酸溶解，根据金属活动顺序表，推出C比B活泼，A、B与稀硫酸构成原电池，A为正极，则B为负极，根据原电池工作原理，推出B比A活泼，综上所述，金属活动性强弱顺序是C＞B＞A，故C正确。7．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是()A．Pb为正极被氧化 B．溶液的pH不断减小C．SO42向PbO2处移动 D．电解质溶液pH不断增大答案：D解析：由题给电池反应可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大，所以B错，D对；由Pb元素化合价的变化，可以看出Pb是负极，所以A不正确；原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，负电荷(SOeq\o\al(2－,4)和OH－)移向Pb极，所以C不正确。8．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为Zn－2e－=Zn2＋，2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论不正确的是()A．干电池内发生的是氧化还原反应B．锌为负极，碳为正极C．工作时，电子由碳极经过外电路流向锌极D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器答案：C解析由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池形成的条件，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极可判断出选项B正确，A正确；在外电路中，电子从负极流向正极，故选项C不正确；长时间连续使用该原电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而使糊状物也越来越稀，故其很可能流出腐蚀用电器，选项D正确。9．分别按图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中Ⓐ为电流表。(1)下列叙述正确的是________(填字母)。A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小D．产生气泡的速率：甲比乙慢(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是_______________________________________________________________。(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：______________________。答案：(1)C(2)锌片不纯，锌与杂质构成原电池(3)Cu2＋＋2e－=Cu解析：(1)铜不能与稀硫酸反应，则乙烧杯中铜片表面无气泡生成，甲装置中形成原电池，铜作正极，则甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；两烧杯中硫酸都参加反应，溶液中氢离子浓度均减小，故C正确；甲装置能形成原电池，其反应速率较一般化学反应速率更大，所以甲中产生气泡的速率比乙中快，故D错误。(2)在甲装置中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，可能是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池。(3)在甲装置中，如果把稀硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子产生Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu。10．现有如下两个反应：A．NaOH＋HCl=NaCl＋H2OB．Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋（1）根据上述两反应的本质，能设计成原电池的是_______(填序号)，其原因是_______________________________________。（2）将上述反应中能设计成原电池的反应设计成原电池。①写出电极反应式及反应类型：负极：______________________，________________；正极：______________________，________________。②画出装置图并标明电极材料与名称、电解质溶液、电子流向。③若导线上通过电子0.1mol，则正极质量增加________g。答案：（1）BA为非氧化还原反应，B为自发进行的氧化还原反应，发生了电子转移（2）①Cu2e=Cu2+氧化反应2Ag++2e=2Ag还原反应②（如图）③10.8解析：(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行。(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。B组综合强化1．下列有关原电池的说法正确的是()B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极答案：B解析：Fe作负极，活泼性比Fe弱的作正极，所以不能用Zn作负极，故A错误；Al遇到浓硝酸会钝化，Cu与浓硝酸反应，Cu作负极，故B正确；电子由负极(锌)流向正极(铜)，故C错误；由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，Al作负极失电子生成AlOeq\o\al(－,2)，故D错误。2．我国在太阳能光电催化－化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是(已知质子交换膜只允许H＋通过)()A．该制氢工艺中光能最终转化为化学能B．该装置工作时，H＋由b极区流向a极区C．a极上发生的电极反应为Fe3＋＋e－=Fe2＋D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液答案：A解析：该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能，A项正确；该装置工作时，H＋由a极区流向b极区，B项错误；a极上有电子流出，发生氧化反应，所以a极上发生的电极反应为Fe2＋－e－=Fe3＋，C项错误；由图可知，a极区Fe2＋和Fe3＋可相互转化，故不需补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液，D项错误。3．按图1所示装置进行实验，若图2中x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示()①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的质量A．①③B．②④C．①③⑤ D．②④⑤答案：C正极反应式为Ag＋＋e－=Ag，则a棒的质量逐渐减少，b棒的质量逐渐增加，c(Ag＋)逐渐减小，①③符合图像变化，④不符合图像变化；由电极反应式可知，每溶解56g铁转移2mol电子，有216g银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量减少，⑤符合图像变