化學(xué)反應(yīng)與電能

1、化學(xué)反應(yīng)與電能©【知識梳理】一、原電池的工作原理1.原理：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。*1nI*n1-nr，.jrirsi*in12 .構(gòu)成條件：(1)兩種活潑程度不同的導(dǎo)電材料作電極；(2)電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；(3)構(gòu)成閉合回路；(4)有一自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。3 .電極判斷及反應(yīng)負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。-iMWWWWWWH正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。4 .內(nèi)、外電路的變化(1)內(nèi)電路：陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動。(2)外電路：電流方向：從正極流向負(fù)極；電子流向：從負(fù)極流出，通過導(dǎo)線流入正極，不經(jīng)過電解質(zhì)溶液?！镜淅}組】考查點(diǎn)一原電池的工作原理例1某學(xué)生用鋅片、

2、銅片、發(fā)光二極管、濾紙、導(dǎo)線等在玻璃片上制成如圖14-1示的原電池，當(dāng)濾紙用醋酸溶液潤濕時，二極管發(fā)光。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(堂光二攝管圖14-1A.銅片上的電極反應(yīng)：Cu2+2e=CuB.外電路中電子由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片C.電池工作時電能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D.該電池工作時，若有13g鋅被溶解，則銅片上產(chǎn)生標(biāo)況下4.48LH2變式分析下列四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A.中Mg作負(fù)極，中Fe作負(fù)極B.中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H236e-=6OH+3H4C.中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe+D.中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H+2e-=HT考查點(diǎn)二常見化學(xué)電源例22016紹

3、興一中期末某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（）A.正極反應(yīng)式為Q+2H2O+4e=4OHB,工作一段時間后，電解液中KOH勺物質(zhì)的量不變C.該燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H+Q=2HOD.該電池工作日每消耗1molO2,有2mol電子轉(zhuǎn)移變式電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOHB液，電池反應(yīng)為Ag2O+Zn+h2O=2AgbZn（OH"，下列判斷正確的是（）A.鋅為負(fù)極，被還原B.Ag2O為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.紐扣電池工作時，電子從Ag2O極經(jīng)電路流向鋅極D.紐扣電池工作時，負(fù)極附近溶液的pH減小例3圖14-3為氫氧燃料電

4、池原理示意圖，下列敘述不正確的是（）氧氣入口銅,A口A.a電極是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B.b電極的電極反應(yīng)為Q+2H2O+4e=4OHC.總反應(yīng)方程式為2H2+Q=2HOD.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源變式一個完整的氧化還原反應(yīng)的方程式可以拆開，寫成兩個“半反應(yīng)式”，一個是氧化反應(yīng)式，另一個是還原反應(yīng)式。如2Fe3+Cu=2Fe+ClT的拆寫結(jié)果是：氧化反應(yīng)為Cu-2e=Ciu,還原反應(yīng)為2Fe3+2e-=2Fe請回答下列問題：（1）據(jù)此將反應(yīng)3NO+HO=2H+2NG+NOW寫成兩個“半反應(yīng)式”時，氧化反應(yīng)式為2NO2e+2H2O=2Nm4hl+,則還原反應(yīng)式為。（2）已知某一反應(yīng)的

5、兩個“半反應(yīng)式”分別為CH+100H8e-=C6+7H2O和4H2O+2Q+8e=8OH。請寫出該反應(yīng)的總反應(yīng)式：O（3）圖14-4為氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖，已知X極的電極反應(yīng)式為2H24e4OH=4HO,則X極為電池的（填“正”或“負(fù)”）極，Y極的電極反應(yīng)式為OL_S*ho圖考查點(diǎn)三原電池原理的應(yīng)用例4下列說法中，不正確的是（）14-4鋼鐵表面水膜的酸性很弱或呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕鋼鐵表面水膜的酸性較強(qiáng)，發(fā)生析氫腐蝕將鋅板換成銅板對鋼閘門保護(hù)效果更好鋼閘門作為陰極而受到保護(hù)變式2016浙江省艾青中學(xué)模擬如圖14-5裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pk4久置的雨水和生鐵片。實(shí)驗(yàn)時觀察到

6、：開始時導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管內(nèi)液面。下列說法正確的是（）生鐵片ri雨水T一事水;圖14-5A.生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B.雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C.墨水回升時，碳電極反應(yīng)式為02+2代84e=4OHD.具支試管中溶液pH逐漸減小【化學(xué)反應(yīng)與電能】1.2016浙江省紹興一中高一期末下列設(shè)備工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是（）2.2016浙江省書生中學(xué)月考下列關(guān)于原電池的敘述中，正確的是（）A.原電池中，正極就是陽極，負(fù)極就是陰極B.形成原電池時，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)D.電流從負(fù)極流向正極ZnNHXtaq)圖Z14-13.2016桐鄉(xiāng)一中

7、期中圖Z14-1為干電池原理示意圖，電池總反應(yīng)為Zn+2NJ=Zr2+2NHT+H4,下列說法正確的是（）A.碳為電池的正極B. Zn極上發(fā)生還原反應(yīng)C. Zn2+移向該電池的負(fù)極D.反應(yīng)2Nht+2e=2NHT+H4在負(fù)極上發(fā)生4.現(xiàn)有一裝置如圖Z14-2所示（G表示電流計），下列有關(guān)說法不正確的是（）A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.Zn是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)稀國虹圖Z14-2C.電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片D.銅片上發(fā)生的反應(yīng)為2H+2e=HT5. 2016浙江省臺外I中學(xué)期中若將反應(yīng)Zn+HbSO=ZnS（4HH4設(shè)計成原電池（如圖Z14-3所不）,則下列說法不正確的是（）電子移動方向H肅清

8、白雄圖Z14-3A.該裝置實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B. b極表面發(fā)生了還原反應(yīng)C. c溶液可以是ZnSQ溶液D.鹽橋中的C移向右邊燒杯6. 2016浙江省杭州市西湖中學(xué)月考圖Z14-5為一原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法中，錯誤的是（）圖Z14-5A.Cu電極為正極B.原電池工作時，電子從Zn電極流出.一、.2上2上C.原電池工作時的總反應(yīng)為Zn+Cu=Zn+CuD.鹽橋（瓊脂一飽和KCl溶液）中的移向ZnSO溶液7 .將純鋅片和純銅片按圖Z14-6所示插入同濃度的稀硫酸中一段時間，下列敘述正確的是（）甲乙圖Z14-6A.裝置甲中銅片表面產(chǎn)生氣泡B.裝置乙溶液中SOT向銅片定向移動C.裝置乙中電子從

9、銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片D.裝置乙中正極的電極反應(yīng)式：2H+2屋=HT8 .某課外活動小組設(shè)計的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置如圖Z14-7所示。下列說法錯誤的是（）OLEW-Acu圖Z14-7A.銅片表面有氣泡生成，鋅片上發(fā)生氧化反應(yīng)8 .如果將稀硫酸換成葡萄糖溶液，不能使LED燈發(fā)光C.裝置中存在“化學(xué)能一電能一光能”的轉(zhuǎn)換D.如果將銅片換成鐵片，則鋅片為正極9 .2017浙江省嘉興一中期中某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性Cr24>Fe3十,設(shè)計了鹽橋式的原電池如圖Z14-8。鹽橋中裝有瓊脂與飽和“SO溶液。下列敘述中正確的是（）圖Z14-8A.甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)一一一、.3+

10、2+B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cr+7睦上6e=Ci2O+14HC.外電路的電流方向是從b到aD,電池工作時，鹽橋中的SCT移向乙燒杯10 .下列說法正確的是（）A.構(gòu)成原電池的兩個電極必須是活潑性不同的兩種金屬11 圖Z14-9原電池中，電流由鋅棒經(jīng)外電路流向銅棒舞解翻圖Z14-9C.通過構(gòu)成原電池，能將反應(yīng)的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能D.銀鋅紐扣電池的放電反應(yīng)：Zn+AgzBHO=Zn（OH）+2Ag,其中A&O作正極，發(fā)生還原反應(yīng)11.如圖Z14-10所示裝置中,M為活動性順序位于氫之前的金屬,N為石墨棒。關(guān)于此裝置的下列敘述中，不正確的是（）I目最身希慶金圖Z14-10A. N上

11、有氣體放出B. M為負(fù)極，N為正極C.導(dǎo)線中有電流通過，電流方向是由M到ND.該裝置是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置12.燃料電池是燃料（如CO代、CH等）跟氧氣（或空氣）起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。當(dāng)電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液時，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是（）A.負(fù)極反應(yīng)式：Q+2HzO+4e=4OHB.負(fù)極反應(yīng)式：CH+8OH8e=COT+6屋。C.隨著放電的進(jìn)行，溶液的pH不變D.放電時溶液中的陰離子向負(fù)極移動13.2016浙江余姚中學(xué)期中某學(xué)習(xí)小組用如圖Z14-11所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是（）1蒜I匕二圖Z14-11A. a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B. a和b用導(dǎo)線

12、連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+2e=CuC.無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D.a和b用導(dǎo)線連接時，電流從鐵片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片14.2016浙江省湖外沖學(xué)期中如圖Z14-12為某種甲醇燃料電池示意圖，工作時電子流向如圖所示。下列判斷正確的是（）CT奇K0倘淹圖Z14-12A.X為氧氣B.電極A反應(yīng)式：CHO+6e+HO=Ca+6H+C.B電極附近溶液pH增大D,電池工作時，溶液中電子由電極B流向電極A15. 2016全國卷nMg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是（）A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg2e=M2j+16. 極反應(yīng)式為Ag+e=Ag

13、C.電池放電時C由正極向負(fù)極遷移D.負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2HaO=Mg（OH升H2T17. 一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為CHCHOH-4e+HO=CCOOH4H+。下列有關(guān)說法正確的是（）A.檢測時，電解質(zhì)溶液中的4向負(fù)極移動B,若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CHCHO*Q=CbCOOHHOD,正極上發(fā)生的反應(yīng)為C2+4e+2HaO=4OH18. 2016浙江省紹興一中期末甲醇、空氣和強(qiáng)堿溶液作電解質(zhì)溶液的手機(jī)燃料電!|'池中所發(fā)生的反應(yīng)為T"0K+3nr心"W箋4-TH下列有關(guān)說法

14、正確的是（）A.放電時，CHOH參與反應(yīng)的電極為正極B.放電時，每通入標(biāo)況下11.2LO2完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1molC.放電時，電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大D.放電時，負(fù)極反應(yīng)為CHOH-6e+80H=C6+6HO19. “鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極，向極板上滴加食鹽水后電池便可工作，電池反應(yīng)為2Mg+Q+2HO=2Mg（OH）。下列關(guān)于該電池的說法錯誤的是（）A.Mg電極的電極反應(yīng)式：Mg-2e=MgB.這種電池的工作原理可以認(rèn)為是鎂的吸氧腐蝕C.活性炭電極上發(fā)生氧化反應(yīng)D.電池工作時實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化19. （1）把一塊純凈的鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里，可觀察到鋅片逐漸

15、溶解，并有氣體產(chǎn)生，再平行地插入一塊銅片（如圖Z14-13甲所示），可觀察到銅片上（填“有”或“沒有”）氣泡產(chǎn)生，再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來（如圖乙所示），可觀察到銅片上（填“有”或“沒有”）氣泡產(chǎn)生。圖Z14-13（2）用導(dǎo)線連接靈敏電流表的兩端后，再與溶液中的鋅片和銅片相連（如圖丙所示），觀察到靈敏電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明了導(dǎo)線中有電流通過。從上述現(xiàn)象中可以歸納出構(gòu)成原電池的一些條件是和,有關(guān)的電極反應(yīng)式：鋅片;銅片圖乙、圖丙是一個將能轉(zhuǎn)化為能的裝置，人們把它叫作原電池。20. 2016浙江永康一中期末原電池是化學(xué)對人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。（1）某興趣小組為研究原電池原理，設(shè)計如圖Z14

16、-14裝置。*bCo一百qTjt.圖Z14-14a和b不連接時，燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。a和b用導(dǎo)線連接，Cu極為原電池極（填“正”或“負(fù)”），該電極反應(yīng)式是,溶液中的4移向（填“Cu或aZn）極。無論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕，若轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，則理論上Zn片質(zhì)量減輕g。（2）如圖Z14-15是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：網(wǎng)人口丁爵陽。口NsO*洗圖Z14-15電池的負(fù)極是（填"a"或"b）電極，該極的電極反應(yīng)式為電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH（填“增大”“減小”或“不變”）。1. B2. B解析原電池放電時，負(fù)極上失去電子發(fā)生氧

17、化反應(yīng)，正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，不存在陰、陽極，故A錯誤；原電池負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；原電池在工作時陽離子移向正極，故C錯誤；原電池的電流從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極，故D錯誤。3. A解析根據(jù)題意可知，C為正極，A項(xiàng)正確；Zn為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；溶液中Zn2+向電池的正極移動，C項(xiàng)錯誤；正極（C）上發(fā)生的反應(yīng)為2Nh4+2e=2NHT+,D項(xiàng)錯。4. B解析該裝置是原電池，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；鋅的金屬性強(qiáng)于銅，鋅是負(fù)極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，B錯誤；鋅是負(fù)極，銅是正極，電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片，C正確；銅是正極，溶液中的氫離子在正極上得到電子，電極反應(yīng)式為2

18、H+2e=Hf,D正確。5. D解析形成原電池，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；根據(jù)電子移動方向確定b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；鋅作原電池的負(fù)極，所以c可以為硫酸鋅，C正確；鹽橋中氯離子向負(fù)極移動，即向左側(cè)燒杯移動，D錯誤。6. D7. D解析甲沒有形成原電池，銅不能與稀硫酸反應(yīng)，甲燒杯中銅片表面沒有氣泡產(chǎn)生，故A錯誤；原電池工作時陰離子向負(fù)極移動，故B錯誤；鋅為負(fù)極，電子從鋅經(jīng)導(dǎo)線流向銅，故C錯誤；銅片為正極，正極上氫離子得到電子被還原生成氫氣，故D正確。8. D解析銅鋅原電池中，Cu作正極，溶液中的氫離子在正極上得電子生成氫氣，所以銅片表面有氣泡生成，鋅片失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；葡萄

19、糖是非電解質(zhì)，若把稀硫酸換成葡萄糖溶液，無法構(gòu)成原電池，不能使LED燈發(fā)光，B項(xiàng)正確；原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，LED燈發(fā)光時，電能轉(zhuǎn)化為光能，C項(xiàng)正確；金屬性Zn>Fe>Cu,若把銅片換成鐵片，鋅為負(fù)極，鐵為正極，D項(xiàng)錯誤。9. C解析因?yàn)檠趸訡r2O2>Fe3+,所以該原電池反應(yīng)是Crzd一氧化亞鐵離子為鐵離子，所以甲燒杯發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；乙燒杯發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cr2O7+6e+14H=2Ci3+7H2O,B錯誤；根據(jù)以上分析，a是負(fù)極，b是正極，則電流方向是從正極向負(fù)極流動，C正確；原電池中的陰離子向負(fù)極移動，所以硫酸根離子向甲燒杯移動，D錯誤。10. D

20、解析兩個電極可以是金屬和導(dǎo)電的非金屬，故A錯誤；原電池中電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，鋅作負(fù)極，銅作正極，電流的方向是從銅棒流向鋅棒，故B錯誤；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，但不是全部，有一部分轉(zhuǎn)化成熱能，故C錯誤；正極發(fā)生還原反應(yīng)，化合價降低，AqO中Ag的化合價降低，故D正確。11. C解析M為活動性順序位于氫之前的金屬，則M為負(fù)極，N為正極，故選項(xiàng)B說法正確；根據(jù)原電池的工作原理，正極電極反應(yīng)式為2H+2e-=HT,故選項(xiàng)A說法正確；原電池的電流從正極經(jīng)外電路流向負(fù)極，故C說法錯誤；該裝置為原電池，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，故D說法正確。12. D解析得電子發(fā)生還原反應(yīng)是正極，失去電子發(fā)生氧

21、化反應(yīng)是負(fù)極。Q+2H2。+4e=4OH應(yīng)為正極反應(yīng)式。CH氧化生成的二氧化碳不可能從強(qiáng)堿溶液中逸出，它將進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸根離子。所以負(fù)極反應(yīng)式為CH+100H8e=C6+7H2。由于總反應(yīng)消耗了0H,所以溶液的pH將減小。放電時溶液中的陰離子0口向負(fù)極移動。13. D解析a和b不連接時，F(xiàn)e與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)，則在鐵片上有金屬銅析出，故A正確；a和b用導(dǎo)線連接時，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，形成原電池，Cu作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu2+2e=Ciu故B正確；無論a和b是否連接，都發(fā)生Fe+Cu2+=Fe+Cu,則溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色，故C正確；a和b用導(dǎo)線連接時，易失電子的金屬鐵作負(fù)極，則銅作正極，電流由正極經(jīng)導(dǎo)線流到負(fù)極，即由銅片流向鐵片，故D錯誤。14. C解析根據(jù)圖示中電子的流向可知左邊A電極通入的是燃料甲醇；右邊B電極通入的是氧氣，A錯誤；電極A是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液為堿性，所以電極反應(yīng)式為CHO+6e+8OH=CO+6H2O,B錯誤；B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是Q+4e+2h2O=4OH由于反應(yīng)產(chǎn)生0口，所以B電極附近溶液堿性增強(qiáng)，溶液的pH增大，C正確；電子只能通過導(dǎo)線傳遞，不能在溶液中傳遞，D錯誤。15. B解析該電池中還原性較強(qiáng)的Mg為負(fù)極