2023年新版高中化學(xué) 同步講義（必修第二冊(cè)） 第11講 原電池的工作原理 含解析

第11講原電池的工作原理

導(dǎo)知識(shí)導(dǎo)航

趣:知識(shí)精講

一、原電池的基本概念

I.概念：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2.本質(zhì)：氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行。?

3.電極：(1)負(fù)極：電子，發(fā)生______反應(yīng)；

(2)正極：電子，發(fā)生________反應(yīng)。

4.構(gòu)成原電池的條件：

(1)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；

(2)兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極；.

(3)電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))；

(4)形成閉合回路。

【答案】失去氧化得到還原

二、鋅銅原電池的工作原理

負(fù)極(Zn)

工作原理正極(CU)

(反應(yīng)方程式)

總反應(yīng)離子方程

式：______________________________________。

電子移動(dòng)方向由—極經(jīng)導(dǎo)線流向____極(電流方向相反)。

離子移動(dòng)方向陽(yáng)離子向_____極移動(dòng)，陰離子向____極移動(dòng)。

【答案】Zn-2e=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+Zn2++H2↑負(fù)正

正負(fù)

三、鹽橋的作用

⑴形成閉合回路；

（2）平衡電荷，使溶液呈電中性；

（3）避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng)，減少電流的衰減，提高原電池的工作效率。

四、原電池的應(yīng)用

1.比較金屬活動(dòng)性.

兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比正極的金屬活潑。

2.加快氧化還原反應(yīng)的速率

一個(gè)氧化還原反應(yīng)，構(gòu)成原電池時(shí)的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快。

3.設(shè)計(jì)原電池

理論上，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池。利用原電池原理設(shè)計(jì)和制造

原電池，可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

<j'>題型一：原電池的工作原理

【例1】理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是（）

盧燃

A.CH4+2O2CO2+2H2Ck

B.2FeCl3+Fe=3FeCl2

C.2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t

D.HNO3+NaOH=NaNO3+H2O

【答案】D

【變1】下列關(guān)于原電池的敘述，正確的是（）

A.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極材料必須是兩種活動(dòng)性不同的金屬

B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

C.在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原

D.原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極

【答案】B

【例3】下圖是Zn和CU形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，記錄如下：

①Zn為正極，CU為負(fù)極；②H+向負(fù)極移動(dòng)；③電子流動(dòng)方向，從Zn經(jīng)外電路流向Cu;

④CU極上有H2產(chǎn)生；⑤若有ImOl電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生OSmolH?;

⑥正極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+0描述合理的是（）.

A.①②③B.③④⑤D.②③④

【答案】B

【變4】原電池構(gòu)成是有條件的，關(guān)于如圖所示裝置的敘述，錯(cuò)誤的是

濃硝酸

A.CU是負(fù)極，其質(zhì)量逐漸減小B.H+向鐵電極移動(dòng)?

C.CU片上有紅棕色氣體產(chǎn)生D.Fe電極上發(fā)生還原反應(yīng)

【答案】C

【分析】

由于鐵在常溫下遇到濃硝酸發(fā)生鈍化，故鐵和銅插入到濃硝酸中，反應(yīng)為：

Cu+4HNCh(濃)=Cu(NO3)2+2NO2T+2H2O,故銅做負(fù)極，電極反應(yīng)為：Cu-2e=Cu2+,鐵作正

極，電極反應(yīng)為；2NO∕4H++2e-=2NChT+2H2θ,據(jù)此分析解題。

【詳解】

A.由分析可知，CU是負(fù)極，其質(zhì)量逐漸減小，A正確：

B.原電池中陽(yáng)離子移向正極，結(jié)合分析可知鐵作正極，故H+向鐵電極移動(dòng)，B正確；

C.由分析可知，NO；在Fe片上得到電子，生成紅棕色NO2氣體，C錯(cuò)誤；

D.由分析可知，F(xiàn)e電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)，D正確；

故答案為：C,

【例5】銅鋅電池原理如圖所示，下列說法正確的是

電濟(jì)凱十

ZnSO4溶液CuSQl溶液

A.b電極反應(yīng)式為Cu2++2e=Cu?

B.鹽橋中K'移向a電極

C.a電極發(fā)生還原反應(yīng)

D.電子由Zn電極流出，經(jīng)鹽橋溶液流向b電極

【答案】A

【詳解】

A.b電極上銅離子得到電子被還原，電極反應(yīng)式為CM++2e-=Cu,A正確；

B.a電極為負(fù)極，鹽橋中K*移向正極即b電極，B錯(cuò)誤；

C.a電極為Zn,失去電子轉(zhuǎn)變?yōu)閆*+,鋅化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)誤；

D.電子由Zn電極流出，沿著導(dǎo)線流向b電極，D錯(cuò)誤；

答案選A。

奇題型二：帶離子交換膜的原電池

【例6】利用反應(yīng)6NO2+8NH3=7N2+i2H∕）構(gòu)成的電池，既能實(shí)現(xiàn)有效減少氮氧化物的

排放，減輕環(huán)境污染，又能充分利用化學(xué)能，裝置如圖所示。下列說法不正確的是

NH3*==*NO2

電極A?電極B

20%~30%J?：<?20%~30%

KOH溶液隹三寶

A.電流從右側(cè)電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)電極

B.電極A上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極B為正極

C.當(dāng)有2.24LNO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）被處理時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol

D.A電極的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-=M+6H+

【答案】D

【分析】

由原電池反應(yīng)6N6+8NH3=7N2+12H2θ可知，反應(yīng)中NCh為氧化劑，NHa為還原劑，則通

入NH3的A電極為負(fù)極，通入NCh的B電極為正極，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，負(fù)極反

應(yīng)為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為

2N02+8e+4H20≈N2+80H-,放電時(shí)，電子由負(fù)極A電極經(jīng)過負(fù)載流向正極，據(jù)此分析解題。

【詳解】

A.該原電池中，通入N%的A電極為負(fù)極，通入NCh的B電極為正極，則電流從右側(cè)B

電極經(jīng)過負(fù)載后流向左側(cè)A電極，A正確；

B.該原電池中，A電極為負(fù)極，2NH3-6e+6OH=N2+6H2O,發(fā)生氧化反應(yīng)，B電極為正極，

正極上NO2得電子生成N2,發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；

C.通入NCh的B電極為正極，電極反應(yīng)式為2Nθ2+8e?+4Hq=N2+8OH,消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下

224L

體積為2.24L,即消耗——:-----=OJmolNO,所以轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，C正確；

22.4L2moΓr'2

D.通入NH3的A電極上，NH3發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成N2,堿性條件下的電極反應(yīng)式

?2NH3-6e+6OH=N2+6H2O,D錯(cuò)誤；

故答案為：D。

【變6-2】根據(jù)反應(yīng)2Ag+CL=2AgCl設(shè)計(jì)的一種原電池的裝置如圖。下列說法正確的是

A.負(fù)極反應(yīng)為CL+2e-=2C「

B.放電時(shí)，離子交換膜右側(cè)溶液中有白色沉淀生成

C.理論上，可以用NaCl溶液代替鹽酸

D.當(dāng)電路中有0.01mo?轉(zhuǎn)移時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子

【答案】C

【詳解】

A.負(fù)極上發(fā)生Ag-e-+Cl-=AgCl,故A錯(cuò)誤；

B.放電時(shí)?，交換膜右側(cè)的氯離子向左側(cè)移動(dòng)，在負(fù)極上有銀離子生成，銀離子在左側(cè)和氯

離子反應(yīng)生成AgCl沉淀，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)電池總反應(yīng)為2Ag+Cb=2AgCl可知，用NaCl溶液代替鹽酸，電池的總反應(yīng)不變,

故C正確；

D.放電時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.0ImoIe時(shí)，交換膜右側(cè)會(huì)有0.0Imol氯離子通過陰離子交換膜

向左側(cè)移動(dòng)，同時(shí)會(huì)有0.0ImOIAg失去0.0Imol電子生成銀離子，銀離子會(huì)與氯離子反應(yīng)生

成氯化銀沉淀，所以交換膜左側(cè)溶液中離子物質(zhì)的量不變，故D錯(cuò)誤；

故答案為：C0

V》題型三：原電池的應(yīng)用

【變7】有a、b、c、d四種金屬。將a與b用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，a不斷腐

蝕；將a、d分別投入同濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)劇烈；將銅浸入b的鹽溶液中，無明顯變

化；如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。根據(jù)以上現(xiàn)象判斷，它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到

弱的順序是?

A.dcabB.dabcC.dbacD.badc

【答案】B

【詳解】

將a與b用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，a不斷腐蝕，說明b是正極，因此活潑性

是a>b；將a、d分別投入等濃度鹽酸中，d比a反應(yīng)劇烈，說明金屬活動(dòng)性d>a；活潑

的金屬可以將不活潑的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來，所以活潑性是b>c,綜合以上可知活

動(dòng)性由強(qiáng)到弱順序是：d>a>b>c,答案選B。

［例813.25g鋅與IoOmLImo1?L”的稀硫酸反應(yīng)，為了加快反應(yīng)速率而不改變生的產(chǎn)量，

可采取的措施是

A.滴加幾滴濃鹽酸B.滴加幾滴濃硝酸

C.滴加幾滴硫酸銅溶液D.加入少量鋅粒

【答案】A

【詳解】

325R

A.3.25gZn的物質(zhì)的量〃(Zn)=正；［=0?05mol,IOOmL1mol?L?,的稀硫酸中溶質(zhì)的物

質(zhì)的量”(IhSCU)=Imol/LxO.lL=0.1mol,根據(jù)方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T可知：二者反

應(yīng)的物質(zhì)的量的比是1：1,故硫酸過量，反應(yīng)放出也要以不足量的Zn為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。滴加

幾滴濃鹽酸，增加了溶液中c(H+),反應(yīng)速率加快，A符合題意：

B.硝酸具有強(qiáng)氧化性，與Zn反應(yīng)不能產(chǎn)生氫氣，B不符合題意：

C.Zn與CUSO4發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生CU和ZnSC)4,Zn、CU及硫酸構(gòu)成原電池，使反應(yīng)速率

加快；但由于Zn消耗，導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生H2的量減少，C不符合題意；

D.加入少量的Zn,由于Zn是固體，濃度不變，因此反應(yīng)速率不變，但由于不足量的Zn

的量增加，以Zn為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)產(chǎn)生的H2的量增多，D不符合題意；

故合理選項(xiàng)是A?

【變9】設(shè)計(jì)原電池裝置證明Fe3+的氧化性比CM+強(qiáng)。

(1)寫出能說明氧化性Fe3+大于CM+的離子方程式：。

(2)若要將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，電極反應(yīng)式分別是：

①負(fù)極：___________?

②正極：o

(3)畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液：

①不含鹽橋②含鹽橋

【答案】

(l)2Fev+Cu=2Fe2++Cu2+

(2)Cu-2e=Cu2+2Fe3++2e^=2Fe2+

(1)

Fe?+具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將CU單質(zhì)氧化變?yōu)镃iP+,其本身被還原產(chǎn)生Fe?+,反應(yīng)的離子方程

式為：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+0

(2)

原電池的負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，因此要將上述反

應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Cu-2e=Cu123；正極反應(yīng)式為：2Fe3'+2e-=2Fe?'。

(3)

①若將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，CU為負(fù)極，活動(dòng)性比CU弱的電極如石墨為正極，含有Fe3+

的溶液如FeCI3為電解質(zhì)溶液，若不含有鹽橋，則裝置圖為:

②若將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，CU為負(fù)極，活動(dòng)性比CU弱的電極如石墨為正極。若含有鹽

橋，則CU電極插入含有CM+的電解質(zhì)溶液如CUCb溶液中；正極石墨插入含有Fe3+的溶液

如FeCI3溶液中，則裝置圖為

題型四：原電池綜合考查

【變10-11某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)

2KMnO4+IOFeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O設(shè)計(jì)如圖原電池，其

中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為Imol/L,溶液的體積均為200mL,鹽橋中裝

有飽和KROq溶液。

KMnOl,MnSO,、

H2SO1混合溶液

回答下列問題：

⑴此原電池的負(fù)極是石墨____(填“a”或"b”)，電池工作時(shí)，鹽橋中的SO；移向(填“甲”

或"乙”)燒杯。?

(2)正極反應(yīng)式為：。

(3)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)長(zhǎng)5mol∕L,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為

_______molo

【答案】

(1)b乙

⑵MnO:+8IΓ+5e=M∕+4H2O

(3)0.5

【分析】

(1)

由總反應(yīng)方程式可知，石墨b是原電池的負(fù)極，硫酸亞鐵在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成

硫酸鐵，電池工作時(shí)，陰離子硫酸根離子向負(fù)極移動(dòng)，即向乙燒杯移動(dòng)，故答案為：b；

(2)

由總反應(yīng)方程式可知，石墨a是正極，酸性條件下，高鋸酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原

反應(yīng)生成鐳離子，電極反應(yīng)式為MnO；+5e-+8H+=Mn"+4H2。，故答案為：

MnO；+5e^+8H+=Mn2++4H,0:

(3)

由電極反應(yīng)式可知，生成Imol錦離子，反應(yīng)轉(zhuǎn)移5mol電子，則溶液的體積未變，溶液中的

1

MnSO4濃度由ImoI?L變?yōu)?.5mol?L時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(1.5mol/L—1mol∕L)

×0,2L×5=0.5mol,故答案為:0.5。

提分特訓(xùn)

【題1】下圖為番茄電池裝置示意圖，下列說法正確的是

A.銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)B.鋅片質(zhì)量減小，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片D.該裝置可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

【答案】C

【分析】

根據(jù)金屬的活潑性知，酸性條件下，鋅作負(fù)極，銅作正極，負(fù)極上鋅失電子、發(fā)生氧化反應(yīng)，

正極上得電子、發(fā)生還原反應(yīng)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，電流從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極，

據(jù)此解答。

【詳解】

A.該原電池中，鋅作負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，銅作正極，得電子、發(fā)生還原反應(yīng)，

故A錯(cuò)誤；

B.該原電池中，鋅作負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Zn-2e=Zn2',鋅片質(zhì)量會(huì)減少，故

B錯(cuò)誤；

C.該原電池中，鋅作負(fù)極，銅作正極，電子從負(fù)極Zn沿導(dǎo)線流向正極CU片?，故C正確；

D.該裝置是原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故D錯(cuò)誤；

故選C。

【題2】下列關(guān)于下圖裝置(該鹽橋?yàn)楹琄NO3的瓊脂)的說法正確的是

鹽橋窣嬴

.....L...

A.銀電極是負(fù)極

B.銅電極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu-2e=Cu2??

C.外電路中的電子是從銀電極流向銅電極

D.鹽橋中K+移向CUSo4溶液

【答案】B

【分析】

該裝置為有鹽橋的原電池，在原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅

比銀活潑，銅是負(fù)極，銀是正極，據(jù)此分析解答。

【詳解】

A.銅電極是負(fù)極，故A錯(cuò)誤；

B.銅電極是負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+,故B正確；

C.銅是負(fù)極，銀是正極，外電路中的電子是從銅電極流向銀電極，故C錯(cuò)誤；

D.原電池中，陰離子移動(dòng)向負(fù)極，則鹽橋中的陰離子會(huì)進(jìn)入硫酸銅溶液，故D錯(cuò)誤：

故選Bo

【題31用陰離子交換膜控制電解液中0任的濃度制備納米Cu2O,反應(yīng)為2CU+H2O≡

Cu2O+H2裝置如圖，下列說法中正確的是

陰離子交換膜

A.電解時(shí)Cr通過交換膜向Ti極移動(dòng)

B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：2Cu-2e+2OH=Cu2θ+H2θ

C.陰極OH-放電，有02生成,

D.Ti電極上生成的氣體和CU電極上生成的固體的物質(zhì)的量之比為2：1

【答案】B

【題4】利用反應(yīng)NO2+NH3-N2+H2O（未配平）消除NO2的簡(jiǎn)易裝置如圖所示。下列說法正

確的是

20?-30%NJOI(**

A.a電極反應(yīng)式是2NH3-6e+6OH=N2+6H2O

B.消耗4.48LNH3時(shí),被消除的NCh的物質(zhì)的量為0.15mol

C.若離子交換膜是陽(yáng)離子交換摸，裝置右室中溶液的堿性減弱

D.整個(gè)裝置中NaOH的物質(zhì)的量不斷減少

【答案】A

【詳解】

A.根據(jù)圖示可知：在a電極上NH3失去電子變?yōu)镹2,故a電極反應(yīng)式是：

2NH3-6e+6OH?=N2+6H2O,A正確；

B.由于未指明氣體所處的外界條件，因此不能計(jì)算NE的物質(zhì)的量，也就不能確定反應(yīng)消

耗NCh的物質(zhì)的量，B錯(cuò)誤；

C.原電池工作時(shí)，正極b反應(yīng)式為：2Nθ2+8e+4H2θ=8OH+N2,若離子交換膜是陽(yáng)離子交

換摸，裝置右室中生成的OH不能移向左室，使附近溶液的堿性增強(qiáng)，C錯(cuò)誤；

D.該原電池總反應(yīng)為：6NO2+8NH3=7N2+12H2O,由于不消耗或生成NaOH,所以NaoH

的物質(zhì)的量不變，但由于不斷反應(yīng)產(chǎn)生H20,導(dǎo)致NaoH的濃度降低，D錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是A?

【題5】欲提高CU粉與1.2mol/L的HNo3溶液的反應(yīng)速度，可加入下列什么試劑()

A.蒸儲(chǔ)水B.碳酸鈉固體C.食鹽水D.AgNo3溶液(少量)

【答案】D

【題6】寫出Fe和-CU-、濃硝酸構(gòu)成的原電池的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)式。

負(fù)極反應(yīng)式：；正極反應(yīng)式：o電池反應(yīng)式：。?

++2+

【答案】CU-2e=Cu2+4H+2NO；+2e=2H2O+2NO2↑Cu÷4H+2NO3=Cu+

2H2O+2NO2↑

【分析】

Fe遇冷的濃硝酸鈍化，故在該原電池中CU作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，濃硝酸為電解質(zhì)溶液。

【詳解】

根據(jù)上述分析可知，負(fù)極反應(yīng)式：Cu-2e=Cu2+;

+

正極反應(yīng)式：4H+2NO3+2e-=2H2O+2NO2↑

電池反應(yīng)式：Cu+4H++2NOi=Cu2++2H2θ+2Nθ2↑o

【題7】分別按圖甲乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)燒杯里的溶液為同濃度的稀硫酸，甲中A為

電流表。

甲乙

(1)下列敘述正確的是

A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生

B.甲中銅片作正極，乙中銅片作負(fù)極

C.兩燒杯溶液中H-濃度均減小?

D.甲產(chǎn)生氣泡的速率比乙慢

(2)在甲裝置中，若把稀硫酸換成CUSO4溶液，一段時(shí)間后測(cè)得某一電極增重12.8g,則該

電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移電子數(shù)目

(3)甲裝置中的能量轉(zhuǎn)化形式為能轉(zhuǎn)化為能，乙裝置中的能量轉(zhuǎn)化

形式為能轉(zhuǎn)化為能

(4)如果將反應(yīng)2FeCb+Fe=3FeCb設(shè)計(jì)成原電池，則正極電極反應(yīng)為,正極材

料是,負(fù)極材料是.電解質(zhì)溶液是o

【答案】C0.4NA化學(xué)電化學(xué)熱Fe3÷+e-=Fe2+碳棒鐵

FeCb溶液

【分析】

鋅比銅活潑，能與稀硫酸反應(yīng)，銅為金屬活動(dòng)性順序表H元素之后的金屬，不能與稀硫酸

反應(yīng)，乙裝置沒有形成閉合回路，不能形成原電池，甲裝置形成閉合回路，形成原電池，根

據(jù)原電池的組成條件和工作原理分析解答。

【詳解】

(I)A.銅為金屬活動(dòng)性順序表H元素之后的金屬，不能與稀硫酸反應(yīng)，乙燒杯中銅片表面

無氣泡產(chǎn)生，甲裝置形成原電池，燒杯中銅片為正極，表面有氣泡產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；

B.乙裝置沒有形成閉合回路，不能形成原電池，故B錯(cuò)誤；

C.兩燒杯中硫酸都與鋅發(fā)生反應(yīng)，氫離子濃度都會(huì)減小，故C正確：

D.甲能形成原電池反應(yīng)，較一般化學(xué)反應(yīng)速率更大，所以產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙快，故D

錯(cuò)誤；

故答案：Co

(2)在甲裝置構(gòu)成原電池，燒杯中銅片為正極，鋅作負(fù)極，若把稀硫酸換成CUSo4溶液，Cu2+

在正極上得電子被還原產(chǎn)生Cu,電極反應(yīng)式為Cu2++2e=Cu0一段時(shí)間后測(cè)得某一電極增重

12.8g為銅的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為0.2mol,則該電池發(fā)生反應(yīng)共轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.2moh2χ

NA=0.4NA,故答案：0.4NA0

(3)甲形成閉合回路，形成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽灰已b置沒有形成閉合回路，不能

形成原電池，反應(yīng)放熱，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，故答案：化學(xué)；電：化學(xué)；熱。

(4)根據(jù)2FeCb+Fe=3FeCL反應(yīng)可知，F(xiàn)e為還原劑可做原電池的負(fù)極，所以負(fù)極材料是鐵；

FeCl3為氧化劑做原電池的正極，則正極電極反應(yīng)為Fe3++e=Fe2+,正極材料是能導(dǎo)電的碳

棒，電解質(zhì)溶液是FeCI3溶液。故答案：Fe3++e-=Fe2+;碳棒；鐵；FeCb溶液。

【題8】反應(yīng)Fe+H2SO4=FeSCU+H2,請(qǐng)回答下列問題。

(1)若要使該反應(yīng)的反應(yīng)速率加快，下列措施可行的是—(填字母)。

A.將鐵粉改為鐵片B.加入少量酸酸鈉固體

C.滴加少量CUSo4D.將稀硫酸改為98%的濃硫酸

(2)若將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，石墨棒為原電池某一極材料，則石墨棒為一極(填"正’'或

“負(fù)”)。石墨棒上產(chǎn)生的現(xiàn)象為一,該極上發(fā)生的電極反應(yīng)為—，原電池工作時(shí)溶液中的

SO；移向—極(填正或負(fù))，若反應(yīng)產(chǎn)生3.36L氣體(已換算成標(biāo)況下)，則理論上消耗鐵的

質(zhì)量是_g。

(3)實(shí)驗(yàn)后同學(xué)們經(jīng)過充分討論，認(rèn)為符合某些要求的化學(xué)反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。下列

化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是一

A.AgNo3+HCl=AgCl+HNChB.NaOH+HCl=NaCl+H2O

C.C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)D.Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

在所選反應(yīng)中選擇其中某個(gè)反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，該電池負(fù)極反應(yīng)為：―O

【答案】

(i)c

(2)正有氣泡產(chǎn)生2H++2e-=H2f負(fù)8.4

(3)DPb-2e+Sθ4^=PbSO4

【分析】

(1)

A.將鐵粉改為鐵片則減小鐵與硫酸的接觸面積，故反應(yīng)速率減慢，A不合題意；

B.加入少量醋酸鈉固體則有反應(yīng)CHjCOO+H+i?CHaCOOH,將導(dǎo)致溶液中H+離子濃度

減小，故反應(yīng)速率減慢，B不合題意：

C.滴加少量CUSo4由于反應(yīng)Fe+CuS04=FeS0?∣+Cu,在置換出銅附在鐵上可形成微小的原

電池，故反應(yīng)速率加快，C符合題意；

D.常溫下濃硫酸將鐵鈍化，在鐵表面形成致密的氧化物保護(hù)膜，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，故將

稀硫酸改為98%的濃硫酸，將使反應(yīng)速率減慢，D不合題意；

故答案為：C；

(2)

若將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則鐵電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Fe-2e=Fe2÷,發(fā)生氧化反應(yīng)，

作負(fù)極，故石墨棒為原電池某一極材料,則石墨棒為正,發(fā)生的電極反應(yīng)式為:2H÷+2e-=H2↑,

石墨棒上產(chǎn)生的現(xiàn)象為有大量的無色氣泡產(chǎn)生，原電池工作時(shí)陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向

負(fù)極，故溶液中的SO：移向負(fù)極，根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，若反應(yīng)產(chǎn)生3.36L氣體(已換算

l

成標(biāo)況下)，則理論上消耗鐵的質(zhì)量是C'3?L56g?-1=8.4g,故答案為：正；有氣

22.4LTmol1

泡產(chǎn)生；2H++2e=H2f;負(fù)；8.4；

(3)

由于原電池中是電子的定向移動(dòng)形成電流的，故理論上任何一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)均

可以設(shè)計(jì)成原電池，據(jù)此分析解題：

A.AgNO3+HCl=AgCl+HNCh反應(yīng)中各元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化，不是氧化還原反應(yīng)，A

不合題意；

B.NaOH+HCl=NaCHEhO反應(yīng)中各元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化，不是氧化還原反應(yīng)，B不

合題意；

C.C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)反應(yīng)中雖然C和H元素的化合價(jià)發(fā)生了變化，但是該反應(yīng)不

能自發(fā)進(jìn)行，故不能設(shè)計(jì)成原電池，C不合題意；

D.Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O反應(yīng)中Pb的化合價(jià)發(fā)生改變，且能夠自發(fā)進(jìn)行，可以

設(shè)計(jì)成原電池，D符合題意；

Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O反應(yīng)中Pb轉(zhuǎn)化PbSO4,化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故該

電池負(fù)極反應(yīng)為：Pb-2e+SC>;=PbSO-故答案為：D；Pb-2e+SO；=PbSCh:

M提分作業(yè)

【練1】化學(xué)電源應(yīng)用廣泛。某原電池裝置如圖所示，下列說法正確的是

至？KltSO,溶液

___—r,二，

A.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)

B.鋅片和銅片都有02產(chǎn)生

C.電子由銅電極經(jīng)導(dǎo)線流向鋅電極

D.原電池工作一段時(shí)間后溶液的c(H+)不變?

【答案】A

【詳解】

A.鋅比銅活潑，作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確;

B.銅作正極，電極上有氫氣產(chǎn)生：2H++2e=H2t,故B錯(cuò)誤；

C.電子由負(fù)極流向正極，即從鋅電極經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極，故C錯(cuò)誤；

D.原電池工作一段時(shí)間后，正極反應(yīng)為：2H++2e=H2t,則溶液的C(H+)變小，故D錯(cuò)誤。

故選A0

【練2】關(guān)于如圖所示的原電池，下列說法正確的是

A.鹽橋中的陽(yáng)離子向硫酸銅溶液中遷移

B.可以用銅導(dǎo)線替代圖中的鹽橋

C.銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2M+2e=比1

D.取出鹽橋后，電流表仍會(huì)偏轉(zhuǎn)，鋅電極在反應(yīng)后質(zhì)量減少

【答案】A

【分析】

原電池中，較活潑金屬作負(fù)極，Zh作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，CU作正極，得到電

子，發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極電極反應(yīng)為：Zn-2e=Zn2÷,正極電極反應(yīng)為：Cu"+2b=Cu,電

子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，鹽橋中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。

【詳解】

A.鹽橋中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以鹽橋中的陽(yáng)離子向硫酸銅溶液中遷

移，A正確；

B.鹽橋中是離子導(dǎo)體、采用離子導(dǎo)體聯(lián)通2個(gè)半電池構(gòu)成閉合回路，銅是金屬導(dǎo)體，不可

以用銅導(dǎo)線替代圖中的鹽橋，B錯(cuò)誤；

C.CU作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2H++2e-=H2T,C錯(cuò)誤；

D.取出鹽橋后，取出鹽橋后，不是閉合回路，沒有電流產(chǎn)生，電流表不會(huì)偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤;

答案選A。

【練3】在下圖所示的檸檬水果電池中，外電路上的電子從電極Y流向電極X。若X為鉛

電極，則Y可能是?

A.鋅B.銀C.石墨D.銅

【答案】A

【詳解】

在檸檬水果電池中，外電路上的電子從電極Y流向電極X,說明Y是負(fù)極，X是正極，Y

的活動(dòng)性比X強(qiáng)。根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，可知活動(dòng)性：Zn>Cu>Ag,石墨是非金屬單質(zhì)，

失去電子能力比金屬弱，因此若X為鉛電極，則Y應(yīng)該是活動(dòng)性比鉛強(qiáng)的金屬鋅，故合理

選項(xiàng)是Ao

【練4】鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過，下列有關(guān)敘

述正確的是()

ZnSO.∣M∣主樓10CuSOjaQi

A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng).

B.電池工作一段時(shí)間后，甲池的C(Se)亍)減小

C.電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加

D.陰離子、陽(yáng)離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡

【答案】C

【練5】X、Y、Z、W四種金屬片浸在稀鹽酸中，用導(dǎo)線連接，可以組成原電池，實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如圖所示：

則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?)

A.Z>Y>X>WB.Z>X>Y>W

C.Z>Y>W>XD.Y>Z>X>W

【答案】A

【練6】如圖所示：

解破酸

(1)銅與鋅直接浸在同一電解質(zhì)溶液中，形成了池，銅是極：鋅是

極；正極發(fā)生___________反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng).

(2)寫出電極反應(yīng)式：正極：負(fù)極：。

(3)溶液中的H+向極移動(dòng)，溶液中的SOj向極移動(dòng)。?

(4)總反應(yīng)的離子方程式。

【答案】

(I)原電池正負(fù)還原氧化

+2+

(2)2H+2e-H2↑Zn-2e-Zn

⑶正負(fù)

+2+

(4)Zn+2H=Zn+H2↑

【分析】

(1)

組成原電池的正負(fù)極，稀硫酸是電解質(zhì)溶液，促成了閉合回路，故形成了原電池，自發(fā)的氧

化還原反應(yīng)為Zn+2H+=Zn2++H2,故Z