6.3.1化學能轉化為電能-高一化學講義（蘇教2019）

專題6化學反應與能量變化第三單元化學能與電能的轉化第1課時化學能轉化為電能[學習目標]1.設計實驗認識構成原電池的條件。2.理解原電池的概念及工作原理，能正確判斷原電池的正負極。3.認識化學能轉化為電能的原理及其在生產(chǎn)、生活中的應用。課前預習課前預習知識點01原電池的工作原理1．實驗探究實驗步驟現(xiàn)象實驗結論①將一塊鋅片和一塊銅片分別插入盛有稀硫酸的燒杯中鋅片逐漸溶解，表面有氣泡；銅片表面無氣泡鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應產(chǎn)生H2，而銅則不能②將一塊鋅片和一塊銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中鋅片逐漸溶解，表面有氣泡；銅片表面無氣泡鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應產(chǎn)生H2，而銅則不能③用導線將步驟②中銅片和鋅片連接起來。鋅片逐漸溶解，銅片表面有氣泡。鋅與稀硫酸反應，但氫氣在銅片上產(chǎn)生④在步驟③的導線中間連接一個靈敏電流計鋅片逐漸溶解，銅片表面有氣泡，電流計指針發(fā)生偏轉鋅與稀硫酸反應，但氫氣在銅片上產(chǎn)生，導線中有電流2．原電池的工作原理（1）原電池的概念將化學能轉化成電能的裝置稱為原電池，在原電池中發(fā)生的化學反應是氧化還原反應。（2）工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原電池為例電極材料鋅銅電極名稱負極正極電極反應Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑反應類型氧化反應還原反應外電路電子流向由鋅片（負極）沿導線流向銅片（正極）內(nèi)電路離子移向溶液中H+向正極移動，在銅片上被還原為H2；溶液中SOeq\o\al(2－,4)向負極移動。原電池總反應Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑（3）能量轉化過程：原電池在工作時，負極失去電子，電子通過導線流向正極，溶液中氧化性物質(zhì)得到此電子，發(fā)生還原反應，這樣氧化反應和還原反應不斷發(fā)生，負極不斷地失電子，失去的電子不斷地通過導線流向正極，被氧化性物質(zhì)得到，閉合回路中不斷有電子流產(chǎn)生，也就形成了電流，化學能轉變?yōu)殡娔堋?．原電池的形成條件（1）兩個活動性不同的電極。（2）電解質(zhì)溶液。（3）電極、導線和電解質(zhì)溶液形成閉合回路。（4）自發(fā)進行的氧化還原反應。知識點02原電池工作原理的應用1．加快氧化還原反應速率如實驗室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反應制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀H2SO4形成原電池，加快了反應，使產(chǎn)生H2的速率加快。2．比較金屬的活動性強弱原電池中，一般活動性強的金屬為負極，活動性弱的金屬為正極。例如有兩種金屬A和B，用導線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，由原電池原理可知，金屬活動性A>B。3．設計原電池已知一個氧化還原反應，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。例如，利用Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag的氧化還原反應可設計成如圖所示的原電池，該原電池的電極反應式為：負極(Cu)：Cu－2e－=Cu2＋(氧化反應)正極(C)：2Ag＋＋2e－=2Ag(還原反應)知識點03鋼鐵的電化學腐蝕1．鋼鐵的電化學腐蝕原理（1）電解質(zhì)溶液：在潮濕的空氣里，鋼鐵表面吸附了一薄層水膜，水膜里含有少量H+、OH和O2等。（2）電極：鋼鐵里的鐵和少量碳形成了無數(shù)微小的原電池，其中，負極為Fe，正極為碳。（3）電極反應式：①負極Fe2e=Fe2+，②正極O2+2H2O+4e=4OH。（4）鐵銹的形成：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3③Fe(OH)3脫水：鐵銹主要成分Fe2O3·xH2O。2．電化學腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池反應，較活潑金屬失去電子而被氧化。知識點總結知識點總結考點1原電池一、生活中電源1、家用干電池2、紐扣電池3、可充電鋰電池、汽車電瓶二、原電池的工作原理1、實驗探究實驗裝置實驗現(xiàn)象實驗結論鋅片：逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生銅片：沒有變化鋅與稀硫酸反應生成氫氣，銅與稀硫酸不反應鋅片：逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生銅片：沒有變化鋅與稀硫酸反應生成氫氣，銅與稀硫酸不反應鋅片：逐漸溶解銅片：有氣泡產(chǎn)生鋅失去電子，變?yōu)殇\離子進入溶液，氫離子在銅片上得到電子生成氫氣鋅片：逐漸溶解銅片：有氣泡產(chǎn)生電流計：指針發(fā)生偏轉鋅失去電子，變?yōu)殇\離子，電子經(jīng)過導線流向銅片，產(chǎn)生電流，氫離子在銅片上得到電子生成氫氣，反應過程中產(chǎn)生了電能2、原電池的概念原電池是把化學能轉化為電能的裝置；3、原電池的反應本質(zhì)：氧化還原反應。4、原電池的工作原理原電池工作時,負極上發(fā)生失去電子的氧化反應,電子通過導線流向正極,溶液中的氧化性物質(zhì)在正極得到電子,發(fā)生還原反應,氧化反應和還原反應不斷發(fā)生,負極上的還原性物質(zhì)不斷失去電子,失去的電子不斷地通過導線流向正極被氧化性物質(zhì)得到,閉合回路中不斷地有電子和離子的定向移動,就形成了電流,即化學能轉化為電能。5、原電池的構成條件理論上,自發(fā)進行的氧化還原反應均可構成原電池。具體條件是：①有一個自發(fā)的氧化還原反應;②有兩個活動性不同的電極(金屬與金屬或金屬與能導電的非金屬),一般其中較活潑的金屬作負極,發(fā)生氧化反應,較不活潑的金屬(或能導電的非金屬)作正極,發(fā)生還原反應;③有電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì));④兩極用導線相連,形成閉合回路。6、原電池中正負極的判斷方法(1)根據(jù)電極反應或總反應方程式來判斷作還原劑、失電子、化合價升高、發(fā)生氧化反應的電極是負極作氧化劑、得電子、化合價降低、發(fā)生還原反應的電極是正極(2)根據(jù)外電路中電子流向或電流方向來判斷電子流出或電流流入的一極負極；電子流入或電流流出的一極正極(3)根據(jù)內(nèi)電路(電解質(zhì)溶液中)中離子的遷移方向來判斷陽離子向正極移動；陰離子向負極移動(4)根據(jù)原電池的兩電極材料來判斷兩種金屬(或金屬與非金屬)組成的電極，若它們都與(或都不與)電解質(zhì)溶液單獨能反應，則較活潑的金屬作負極；若只有一種電極與電解質(zhì)溶液能反應，則能反應的電極作負極7、原電池電極反應式的書寫方法1、遵循三個守恒(1)得失電子守恒：元素的化合價每升高一價，則元素的原子就會失去一個電子元素的化合價每降低一價，則元素的原子就會得到一個電子(2)電荷守恒：電極反應左、右兩邊的正電荷和負電荷數(shù)相等(3)原子守恒(質(zhì)量守恒)：電極反應兩邊同種原子的原子個數(shù)相等2、書寫方法直觀法：針對比較簡單的原電池可以采取直觀法，先確定原電池的正、負極，列出正、負極上反應的物質(zhì)，并標出相同數(shù)目電子的得失考點2原電池工作原理的應用1、加快氧化還原反應的速率：原電池中，氧化反應和還原反應分別在兩極進行，使溶液中離子運動時相互的干擾減小，使反應速率增大。如：在Zn和稀硫酸反應時，滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅能構成原電池的正負極，從而加快Zn與稀硫酸反應的速率2、比較金屬活動性的強弱(1)方法：一般情況下，負極的金屬活動性比正極的金屬活動性強。(2)常見規(guī)律：電極質(zhì)量較少，作負極較活潑，有氣體生成、電極質(zhì)量不斷增加或不變作正極，較不活潑3、設計原電池(1)依據(jù)：已知一個氧化還原反應，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原(2)選擇合適的材料①電極材料：電極材料必須導電。負極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應中，本身失去電子的材料②電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液一般能與負極反應制造化學電源各種干電池、蓄電池、燃料電池等【大招總結】1.總反應：氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物;2.負極反應：還原劑ne=氧化產(chǎn)物(氧化反應);3.正極反應：氧化劑+ne=還原產(chǎn)物(還原反應)。4.注意：負極反應生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則電解質(zhì)溶液中的陰離子應寫入負極反應式中。5．原電池反應的分析方法原電池的分析一般采取以下步驟：（1）確定裝置中發(fā)生的氧化還原反應，并寫出化學方程式。如果有多個反應發(fā)生，則選擇最容易進行的那個反應為電池反應。（2）將化學方程式改寫成離子方程式。（3）分析氧化還原反應的電子得失數(shù)目，并改寫成電極反應式。6．設計原電池的具體方法（1）將已知的氧化還原反應拆分為兩個半反應：氧化反應和還原反應。（2）選擇電極材料和電解質(zhì)溶液：要結合原電池的電極反應特點和兩個半反應選擇。①電極材料的選擇：一般選擇較活潑的金屬作負極，較不活潑金屬或非金屬導體作正極。負極一般能與電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)溶液中溶解的物質(zhì)反應。②電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液一般能與負極發(fā)生反應，或者電解質(zhì)溶液中溶解的物質(zhì)能與負極發(fā)生反應。（3）按要求畫出原電池裝置圖，作必要的標注，注意形成閉合回路。7．原電池的工作原理8．判斷原電池的方法一看本質(zhì)：原電池反應是自發(fā)進行的氧化還原反應。二看電極：具有兩個活潑性不同的電極(燃料電池的電極一般都是惰性電極)。三看溶液：電解質(zhì)溶液(一般負極材料與電解質(zhì)溶液反應)。四看回路：電極、電解質(zhì)溶液構成閉合回路。9．原電池正、負極的判斷方法典型例題典型例題【例1】“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，電池反應為2Mg+O2+2HA.鎂片作為正極B.食鹽水作為電解質(zhì)溶液C.電池工作時鎂片逐漸被消耗D.電池工作時實現(xiàn)了化學能向電能的轉化【答案】A【解析】A.根據(jù)原電池反應式知，Mg元素化合價由0價變?yōu)?2價，所以Mg失電子作負極，A錯誤；B.電解質(zhì)溶液是食鹽水，B正確；C.Mg作負極，電極反應式為Mg?2eD.該裝置是將化學能轉化為電能的裝置，為原電池，D正確；

【例2】某科研團隊研發(fā)出“紙電池”(如圖)。一面鍍鋅、一面鍍二氧化錳的超薄電池在使用印刷與壓層技術后，變成一張可任意裁剪大小的“電紙”，厚度僅為0.5毫米，可以任意彎曲和裁剪。紙內(nèi)的離子“流過”水和氧化鋅組成電解液，電池總反應式：Zn+2MnO2+H2A.該電池的正極材料為鋅B.該電池反應中二氧化錳發(fā)生了氧化反應C.電池的正極反應式為MnD.當有0.1?mol鋅溶解時，流經(jīng)導線的電子數(shù)為6.02×【答案】C【解析】A項，該原電池中，鋅失電子作負極，錯誤；B項，該原電池中，錳元素得電子，發(fā)生還原反應，二氧化錳作正極，錯誤；C項，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為MnOD項，當有0.1?mol鋅溶解時，轉移的電子數(shù)為2×6.02×10【例3】用銅、銀和硝酸銀溶液設計一個原電池，這個原電池的負極是

，電極反應式為

；正極是

，電極反應式為

?！敬鸢浮緾u；Cu?2e?=Cu【解析】按照原電池的原理，負極失去電子發(fā)生氧化反應，正極得到電子發(fā)生還原反應，故負極是銅，正極是銀，負極電極反應為Cu?2e?=C【例4】如圖所示是一種新型高溫可充電電池(電池活性物質(zhì)為Na和S)，則下列說法中正確的是(????)A.放電時石墨b上發(fā)生的反應為2NaB.充電時石墨a與外接電源正極相連C.可將裝置中的固體電解質(zhì)改成NaCl溶液D.放電時，電子由石墨b經(jīng)固體電解質(zhì)向石墨a遷移【答案】A【解析】放電時鈉在負極上反應，所以石墨a為負極，石墨b為正極，硫得到電子，電極反應為2Na++xS+2e?【例5】根據(jù)以下銅鋅原電池示意圖，回答下列問題：(1)鋅為________極，電極反應式為__________；銅為__________極，電極反應式為__________，原電池總離子反應是____________________。(2)若以該電池作為電源，以石墨碳棒為電極電解CuCl2溶液，在電池的工作過程中，Zn極質(zhì)量變化了3.25?g，則Cu極質(zhì)量__________(填“增加”、“不變”或“減少”)；電子從電池的鋅極沿導線流向電解池的__________(填“陰極”或“陽極”，下同)；在電解池中Cu【答案】（1）負；；正；；

（2）不變；陰極；陰極；3.2

【解析】（1）在原電池中較活潑的金屬作負極，失電子發(fā)生氧化反應，電子經(jīng)導線傳遞到正極，溶液中陽離子移向正極，陰離子移向負極．Zn比Cu活潑，Zn做負極電極反應式為：，Cu做正極，氫離子在正極上得電子生成氫氣，電極反應式為：，正負極相加即為總反應式，故答案為：負；；正；；。（2）由于正極是氫離子得到電子，所以Cu電極質(zhì)量不變．和電源負極相連的是電解池的陰極，電子從電池的鋅極沿導線流向電解池的陰極。在電解池中陽離子移向陰極，即銅離子在陰極得電子形成銅，據(jù)電子守恒可以求算形成銅的質(zhì)量是3.25g65g/mol故答案為：不變；陰極；陰極；3.2強化訓練強化訓練1．科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機酸轉化成氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。下列說法正確的是A．正極反應為B．電池工作一段時間，正極附近溶液pH增大C．該電池中導電的微粒僅有電子D．該電池總反應為【答案】B【詳解】A．電解質(zhì)溶液為酸性環(huán)境，故電極反應式：，A錯誤；B．正極在消耗氫離子，酸性減弱，pH增大，B正確；C．除了電子之外，還有離子，C錯誤；D．原電池不需要點燃，故該電池總反應為，D錯誤；故選B。2．下列裝置能構成原電池的是A． B． C． D．【答案】C【詳解】A．植物油是非電解質(zhì)，植物油不導電，不能構成原電池，故不選A；

B．中2個電極相同，不能形成原電池，故不選B；

C．銅、鋅活潑性不同，硫酸是電解質(zhì)，形成閉合電路，構成原電池，故選C；D．沒有形成閉合電路，不能形成原電池，故不選D；選C。3．室溫下，某興趣小組設計了如圖所示裝置，已知左邊燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去，且無氣泡產(chǎn)生。下列說法中正確的是①電子由Zn電極經(jīng)導線流向Pt電極②鹽橋中的陽離子向左側燒杯移動③正極反應為④總反應為⑤右邊電極材料的活動性必須比鐵強A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①④⑤【答案】A【分析】該原電池反應為，Zn的化合價升高、發(fā)生失去電子的氧化反應，則負極為Zn，電極反應式為，陽離子移動到正極，左邊燒杯中發(fā)生，則Pt電極為正極，據(jù)此分析解答?！驹斀狻竣僭撛姵毓ぷ鲿r，電池反應為，Zn電極為負極、Pt電極為正極，電子由Zn電極經(jīng)導線流向Pt電極，①正確；②鹽橋中陽離子移向正極，②正確；③原電池中，Zn電極為負極、Pt電極為正極，負極反應式為，正極反應式為，③錯誤；④該原電池中，負極反應式為，正極反應式為，所以總反應為，④正確；⑤有強氧化性，能氧化Cu、Fe、Zn等金屬，所以右邊電極材料可以為Cu或Fe或Zn等金屬，⑤錯誤；故正確的為①②④，答案選A。4．將銅片、鋅片和溶液組裝成原電池裝置如圖，當導線中有1mol電子通過時，下列說法不正確的是A．溶液中移向鋅電極B．銅片作正極，其電極上的反應式為C．當鋅片質(zhì)量減少65g時，銅片質(zhì)量增加32gD．電子由鋅片通過導線流向銅片【答案】C【分析】將銅片、鋅片和CuSO4溶液組裝成原電池裝置，Zn比Cu活潑，Zn作負極，電極反應式為Zn2e=Zn2+，Cu作正極，電極反應式為Cu2++2e=Cu,據(jù)此作答?！驹斀狻緼．原電池工作時，陰離子向負極（Zn）移動，故A正確；B．Cu作正極，電極反應式為Cu2++2e=Cu，銅離子在正極得電子發(fā)生還原反應，故B正確；C．鋅片質(zhì)量減少=1mol，銅片質(zhì)量增加1mol×64g/mol=64g，故C錯誤；D．原電池工作時，電子從負極（Zn）經(jīng)外電路流向正極（Cu），故D正確；故選：C。5．燃料電池是一種高效：環(huán)境友好的發(fā)電裝置。下圖為氫氧燃料電池示意圖，下列有關說法錯誤的是A．該電池工作時可將化學能轉化為電能B．電池工作時，電子從電極b移向電極aC．負極的電極反應式為D．電池總反應的化學方程式為【答案】B【詳解】A.該裝置為原電池，工作時可以將化學能轉化為電能，故A正確；B.氫氣在電極a上失電子發(fā)生氧化反應，電極a為負極，氧氣在電極b上得電子發(fā)生還原反應，電極b是正極，電池工作時，電子從電極a移向電極b，故B錯誤；C.氫氣在電極a上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：，故C正確；D.該電池的負極反應式為：，正極反應式為：，總反應式為：，故D正確；答案選B。6．Fe、Mg與H2SO4反應的實驗記錄如下：實驗現(xiàn)象Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡Fe表面產(chǎn)生少量氣泡后迅速停止Mg表面迅速產(chǎn)生大量氣泡Fe表面有大量氣泡，Mg表面有少量氣泡關于上述實驗的說法不合理的是A．I中產(chǎn)生氣體的原因是：Fe+2H＋=Fe2＋+H2↑B．Ⅱ中產(chǎn)生的氣體與Ⅰ中相同C．Ⅲ中現(xiàn)象說明Mg在濃H2SO4中沒被鈍化D．Ⅳ中現(xiàn)象說明Mg的金屬性比Fe強【答案】B【詳解】A．稀硫酸具有酸性，能夠與Fe反應生成氫氣，反應的離子方程式為Fe+2H+═Fe2++H2↑，故A正確；B．濃硫酸具有強氧化性，常溫下，與鐵發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜覆蓋在Fe的表面，F(xiàn)e表面產(chǎn)生少量氣泡后迅速停止，該氣體主要為二氧化硫，故B錯誤；C．Mg與濃硫酸可發(fā)生氧化還原反應生成二氧化硫氣體，說明Mg在濃H2SO4中沒被鈍化，故C正確；D．構成原電池，F(xiàn)e表面有大量氣泡，Mg表面有少量氣泡，是因為Mg為負極失去電子，F(xiàn)e為正極，正極上氫離子得到電子放出氫氣，可知Mg的金屬性比Fe強，故D正確；故選B。7．已知在同一電池中，正極電勢高于負極電勢。標準電極常用于測定其它電極的電勢，測知電極的電勢高于電極的電勢，以下說法正確的是A．溶液可用代替B．微孔瓷片起到阻隔離子通過的作用C．若把體系換作體系，電壓表的示數(shù)變小D．電極反應為Hg2SO4+2e—=2Hg+SO【答案】D【分析】由Hg—Hg2SO4電極的電勢高于Cu電極的電勢可知，Hg—Hg2SO4電極為正極，硫酸汞在正極得到電子發(fā)生還原反應生成汞和硫酸根離子，銅為負極，失去電子發(fā)生氧化反應生成銅離子，電極反應式為Cu—2e—=Cu2+。【詳解】A．四氯化碳是非電解質(zhì)，不能導電，所以裝置中的硫酸鉀不能用四氯化碳代替，否則不能形成閉合回路，故A錯誤；B．原電池工作時，電解質(zhì)溶液中陰、陽離子會定向移動，則微孔瓷片能使離子通過，否則不能形成閉合電路，故B錯誤；C．鋅比銅活潑，若換成更加活潑的ZnZnSO4體系，鋅更容易失去電子，鋅與汞的活性差異更大，電勢差會增大，電壓表的示數(shù)會變大，故C錯誤；D．Hg—Hg2SO4電極為正極，硫酸汞在正極得到電子發(fā)生還原反應生成汞和硫酸根離子，電極反應式為Hg2SO4+2e—=2Hg+SO，故D正確；故選D。8．某化學興趣小組的同學設計了鋅銅原電池裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．電池工作時化學能轉化為電能B．電池工作時，銅電極上發(fā)生氧化反應C．電池工作一段時間后，鋅片質(zhì)量減小D．該裝置能證明金屬的活動性：Zn>Cu【答案】B【分析】原電池中發(fā)生反應Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故Zn做負極，Cu做正極?！驹斀狻緼．原電池為化學能轉化為電能的裝置，故A正確；B．銅電極上發(fā)生Cu2++2e=Cu，為還原反應，故B錯誤；C．總反應為Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故鋅片質(zhì)量減小，故C正確；D．Zn能置換出Cu，故可以證明金屬的活潑性Zn>Cu，故D正確；故選B。9．下列關于如圖所示電池的說法中不正確的是A．甲燒杯溶液質(zhì)量基本保持不變B．若換成陰離子交換膜，從甲燒杯移向乙燒杯C．裝置中發(fā)生的總反應是D．電池工作一段時間，乙燒杯成了混合溶液【答案】B【分析】該裝置為原電池，Zn的金屬性比Cu活潑，Zn為負極，Cu為正極，據(jù)此分析。【詳解】A．Zn為負極，鋅失去電子生成鋅離子，同時溶液中的鋅離子經(jīng)過陽離子交換膜進入乙燒杯，結合電荷守恒，甲燒杯溶液質(zhì)量基本保持不變，故A正確B．若換成陰離子交換膜，乙燒杯放電，從乙燒杯移向甲燒杯，故B錯誤；C．根據(jù)反應原理，裝置中發(fā)生的總反應是，故C正確；D．為平衡電荷，甲燒杯中的陽離子，即向乙燒杯移動，故乙燒杯成了混合溶液，故D正確；故選B。10．濃度為的鹽酸與過量的鋅粒反應，若加入適量的下列物質(zhì)，能加快反應速率但又不影響氫氣生成量的是A．固體 B．溶液C．固體 D．溶液【答案】D【詳解】A．因為鋅粉過量，產(chǎn)生的氫氣的量取決于溶液中的氫離子，，氫離子濃度降低，反應速率減小，同時與鋅反應的氫離子總量減少，產(chǎn)生的氫氣減少，A項錯誤；B．，在酸性條件下具有強氧化性，與金屬反應不再生成氫氣，應該生成NO，B項錯誤；C．鋅粉過量，固體溶解電離出氫離子與鋅反應生成氫氣，導致生成氫氣質(zhì)量增大，C項錯誤；D．，新生成的Cu與溶液中的Zn和鹽酸構成原電池，原電池的正極反應和負極反應徹底分開進行，所以產(chǎn)生氫氣的速率加快，但是鋅粉過量，銅離子消耗的鋅粉對生成氫氣的量不產(chǎn)生影響，D項正確。故選D。11．乙烯直接氧化法制乙醛的總反應方程式為：2CH2=CH2+O22CH3CHO。現(xiàn)有人將該反應設計成如圖所示的燃料電池，下列有關說法正確的是（

）A．a(chǎn)為負極，發(fā)生還原反應B．電子移動方向：電極a→磷酸溶液→電極bC．電路中每轉移0.4mol電子，溶液中就有0.4molH+向負極遷移D．負極反應式為：CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+【答案】D【分析】b電極通入O2，則b電極為正極，a電極為負極；負極電極反應式為2CH2=CH2+2H2O4e=2CH3CHO+4H+，正極電極反應式為O2+4e+4H+==2H2O?！驹斀狻緼．由以上分析知，a為負極，發(fā)生氧化反應，A不正確；B．電子移動方向：電極a→負載→電極b，B不正確；C．負極電極反應式為2CH2=CH2+2H2O4e=2CH3CHO+4H+，電路中每轉移0.4mol電子，溶液中就有0.4molH+向正極遷移，C不正確；D．由以上分析知，負極CH2=CH2、H2O得電子，生成CH3CHO和H+，電極反應式為：CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+，D正確；故選D。12．用下列實驗裝置進行的實驗中，能達到相應實驗目的的是ABCD石油分餾形成原電池可制得金屬錳制取乙酸乙酯A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A．石油的分餾時溫度計應測蒸氣溫度，插到支管口，故A錯誤；B．原電池里盛放的是電解質(zhì)溶液，酒精是非電解質(zhì)，故B錯誤；C．利用鋁熱反應可以制高熔點金屬錳，故C正確；D．右側試管里盛放飽和碳酸鈉溶液，故D錯誤，答案為C。13．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入M的濃溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化)A．當M為CuSO4、杠桿為導體時，A端低，B端高B．當M為AgNO3、杠桿為導體時，A端高，B端低C．當M為鹽酸、杠桿為導體時，A端高，B端低D．當M為CuSO4、杠桿為絕緣體時，A端低，B端高【答案】A【分析】當杠桿是絕緣體的時候，考慮銅、鐵能否和電解質(zhì)溶液發(fā)生反應，再根據(jù)生成物質(zhì)判斷球的質(zhì)量增加還是減少；當杠桿是導體時，加入電解質(zhì)溶液后，形成原電池，鐵作負極，被氧化，鐵球質(zhì)量減少?！驹斀狻緼．當M為CuSO4、杠桿為導體時，形成原電池，鐵的金屬活潑性強于銅，因此鐵是負極失去電子，被氧化；銅是正極，溶液中的銅離子在正極得到電子，發(fā)生還原反應析出銅；因此是A端低，B端高；故A正確。B．當M為AgNO3、杠桿為導體時，形成原電池，鐵的金屬活潑性強于銅，因此鐵是負極失去電子，被氧化；銅是正極，溶液中的銀離子在正極得到電子，發(fā)生還原反應析出銀；因此是A端低，B端高；故B錯誤。C．當M為鹽酸、杠桿為導體時，形成原電池，鐵的金屬活潑性強于銅，因此鐵是負極失去電子，被氧化；銅是正極，溶液中H+得到電子生成H2，鐵球質(zhì)量減少，銅球不變；因此A端低，B端高；故C錯誤。D．當M為CuSO4、杠桿為絕緣體時，只發(fā)生Fe與硫酸銅溶液的反應，在Fe的表面附著Cu，質(zhì)量變大，則A端高，B端低；故D錯誤。本題選A。14．下列說法正確，且能用原電池原理解釋的是()A．合金一定比純金屬耐腐蝕B．如圖，在鐵棒上產(chǎn)生氣泡，碳棒上沒有氣泡C．在鋅與稀硫酸反應時，加入硫酸銅溶液可以加快反應速率D．鋁不需要特別處理就具有抗腐蝕能力【答案】C【詳解】A．合金不一定比純金屬耐腐蝕，如生鐵易生銹，A不符合題意；B．圖示是原電池裝置，鐵作負極，失去電子，碳棒是正極，氫離子在碳棒上得到電子、發(fā)生還原反應生成氫氣，B不符合題意；C．鋅與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應生成銅，鋅、銅與稀硫酸構成原電池，鋅是負極，加快反應速率，C符合題意；D．常溫下鋁表面能形成一層致密的氧化膜，對內(nèi)部鋁起保護作用，從而阻止鋁被腐蝕，不能用原電池原理解釋，D不符合題意；答案選C。15．節(jié)能減排是保護環(huán)境的有力手段，利用如圖所示的裝置處理工業(yè)尾氣中的硫化氫具有明顯優(yōu)勢。下列有關說法錯誤的是（

）A．該裝置可將化學能轉化為電能B．在Fe3+存在的條件下可獲得硫單質(zhì)C．該裝置工作時，H+從甲電極移動到乙電極D．甲電極上的電極反應式為H2S+2H2O6e=SO2+6H+【答案】B【分析】由裝置分析可知，右側為原電池，乙電極為正極，電極反應式為O2+4e+4H+=2H2O，甲電極為負極，電極反應式為H2S+2H2O6e=SO2+6H+，左側發(fā)生的反應為2H2O+2Fe3++SO2=2Fe2+++4H+，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．該裝置右側為原電池，可將化學能轉化為電能，A正確；B．根據(jù)上述分析，在Fe3+存在的條件下會得到，不會得到S單質(zhì)，B錯誤；C．該裝置工作時，甲電極為負極，乙電極為正極，陽離子向正極移動，故H+從甲電極移動到乙電極，C正確；D．由上述分析，甲電極為負極，電極反應式為H2S+2H2O6e=SO2+6H+，D正確；答案選B。16．將鎂片和鋁片用導線連接后插入NaOH溶液中，并在中間串聯(lián)一個電流表，裝置如圖所示。(1)鎂片是該電池的極。(2)電子在該電池中的移動方向是從片經(jīng)導線流向片。(3)鋁片上的電極反應式是，該電極上發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應。(4)若將此裝置中的NaOH溶液換成稀硫酸，則電池的負極材料是?！敬鸢浮空X鎂Al3e+4OH=AlO+2H2O氧化鎂【分析】將鎂片和鋁片用導線連接后插入NaOH溶液中，鋁能自發(fā)和NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，所以鋁為負極，鎂為正極?！驹斀狻?1)由以上分析可知，鎂片是該電池的正極。(2)在原電池中，電子從負極移向正極，所以電子在該電池中的移動方向是從鋁片經(jīng)導線流向鎂片。(3)鋁片是負極，電極反應式是Al3e+4OH=AlO+2H2O，該電極上發(fā)生了氧化反應。(4)若將此裝置中的NaOH溶液換成稀硫酸，鎂和鋁都能和稀硫酸反應，由于鎂比鋁活潑，所以鎂做負極，電池的負極材料是鎂。17．I．某實驗小組同學欲探究二氧化硫的性質(zhì)，并比較碳和硅的非金屬性，設計了如圖所示的A、B、C實驗裝置(各裝置氣密性良好)。已知酸性：H2SO3＞H2CO3。(1)實驗一：制備SO2燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式是。(2)實驗二：研究SO2的性質(zhì)：將A與B相連，待產(chǎn)生SO2后，可見B1中溴水逐漸褪色。B1中溴水褪色的原因是(用化學方程式表示)。(3)實驗三：比較碳、硅的非金屬性①C2中試劑是。②能說明碳的非金屬性比硅強的實驗現(xiàn)象是。II．學習小組又設計了如下裝置，檢驗SO2在無氧干擾時，是否與氯化鋇反應生成沉淀。(所配制的溶液均使用無氧蒸餾水)(4)加入碳酸鈉粉末的目的是。(5)當?shù)矸郏馊芤核{色褪去時，氯化鋇溶液中沒有沉淀出現(xiàn)，說明，此時滴加雙氧水，出現(xiàn)了白色沉淀。(6)結合實驗目的分析裝置中選用澄清石灰水而不用氫氧化鈉溶液的是。(7)看圖回答下列問題：①若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是，電流表指針(填偏轉或不偏轉)，兩極反應式為：正極；負極。②若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為(填Mg或Al)，總反應方程式?！敬鸢浮?1)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O(2)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4(3)過量酸性高錳酸鉀溶液C2中溶液未全部褪色，C3中溶液變渾濁(4)產(chǎn)生二氧化碳，排除裝置中的氧氣(5)氯化鋇溶液與二氧化硫不反應(6)澄清石灰水的作用是檢驗二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣，若用NaOH則現(xiàn)象不明顯(7)鎂逐漸溶解，鋁上有氣泡冒出偏轉2H++2e=H2Mg2e=Mg2+Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2【分析】I.裝置A利用銅與濃硫酸反應生成二氧化硫，反應方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，SO2有還原性，能與溴水反應而使它褪色，為了比較碳和硅的非金屬性，需要排除SO2的影響，則C2裝有過量酸性高錳酸鉀溶液，既能除去也能檢驗是否除盡；II.SO2溶于水生成H2SO3，由于弱酸不能制取強酸，則與BaCl2溶液不反應；(1)在加熱條件下銅與濃硫酸反應生成二氧化硫、硫酸銅和水，其反應方程式為：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；(2)SO2具有還原性，溴水有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應，反應方程式為：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4；(3)①為比較碳、硅的非金屬性，需完全除去SO2，則C2中試劑是過量酸性高錳酸鉀溶液；②若碳的非金屬性比硅強，則最高價氧化物對應的水化物酸性：H2CO3>H2SiO3，向Na2SiO3溶液中通入CO2，有難溶于水的硅酸產(chǎn)生，即C3中溶液變渾濁，同時為排除是SO2的影響，C2中溶液未全部褪色，說明已完全除去SO2，故觀察到的現(xiàn)象是：C2中溶液未全部褪色，C3中溶液變渾濁；(4)碳酸鈉粉末與硫酸反應產(chǎn)生CO2，排盡裝置內(nèi)的氧氣，防止硫酸和亞硫酸鈉反應產(chǎn)生的SO2被氧化成SO3，即的目的是產(chǎn)生二氧化碳，排除裝置中的氧氣；(5)淀粉碘溶液藍色褪去，說明SO2已通過氯化鋇溶液，而氯化鋇溶液中沒有沉淀出現(xiàn)，說明氯化鋇溶液與二氧化硫不反應；(6)澄清石灰水的作用是檢驗二氧化碳是否已排盡裝置中的空氣，若用NaOH則現(xiàn)象不明顯；(7)①若燒杯中的溶液為硫酸溶液，則形成原電池，鎂做負極，鋁做正極，鎂逐漸溶解，鋁上有氣泡冒出，導線中有電流通過，電流表指針偏轉。鋁做正極，是溶液中的氫離子得到電子氫氣，電極反應為:2H++2e=H2；鎂做負極，鎂失去電子生成鎂離子，電極反應為Mg2e=Mg2+；②若溶液中氫氧化鈉溶液，只有鋁與氫氧化鈉反應，則鋁做負極，鎂做正極，總反應為鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，方程式為:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。18．I．填空。(1)下列反應中，能量變化符合圖1的有(填序號，下同)，符合圖2的有。①煅燒石灰石

②木炭燃燒

③炸藥爆炸

④酸堿中和

⑤碳與二氧化碳高溫反應II．如圖所示，把試管放入盛有25℃時飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中。已知