6.1.2化學(xué)反應(yīng)與電能（知識解讀）高一化學(xué)知識點解讀與能力訓(xùn)練（人教版2019）

6.1.2化學(xué)反應(yīng)與電能（知識解讀）?知識點1認識火力發(fā)電?知識點2原電池原理?知識點3原電池原理的應(yīng)用?知識點4化學(xué)電池知識點1認識火力發(fā)電知識點1認識火力發(fā)電1.火力發(fā)電的原理：通過化石燃料燃燒，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。2.能量轉(zhuǎn)化過程：3.火力發(fā)電的弊端①化石燃料屬于不可再生能源，用化石燃料發(fā)電會造成能源的浪費。②火力發(fā)電的過程中，能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化，利用率低，能量損失大。③化石燃料燃燒會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)（如S02、C0、N0x、粉塵等)，污染環(huán)境。【典例11】下列敘述不正確的是（

）A．我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電B．火力發(fā)電過程中，化學(xué)能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化過程，間接轉(zhuǎn)化為電能C．火力發(fā)電是將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的過程D．在火力發(fā)電過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能實際上是氧化還原反應(yīng)發(fā)生的過程，伴隨著能量的變化【答案】C【解析】A.我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電，故A正確；B.火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程為：化學(xué)能熱能機械能電能，故B正確；C.火力發(fā)電是將燃料中的化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能的過程，故C錯誤；D.在火力發(fā)電過程中，燃料的燃燒實際上是氧化還原反應(yīng)，伴隨著能量的變化，故D正確；故選C?！镜淅?2】火力發(fā)電和水力發(fā)電是獲取電能的兩種方式。涼山是“水電王國”，全國在建和已建成的水電裝機在千萬千瓦以上的巨型水電站有4個，其中3個(溪洛渡水電站、白鶴灘水電站和烏東德水電站)在涼山。下列說法不正確的是A．火力發(fā)電用的煤是不可再生能源B．煤經(jīng)過氣化和液化兩個化學(xué)變化，可變?yōu)榍鍧嵞茉碈．電能是一種清潔、高效、便捷的一次能源D．科學(xué)規(guī)劃開發(fā)水電，可助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和的“雙碳”目標【答案】C【解析】A．火力發(fā)電用的煤是化石能源，煤是不可再生能源，故A正確；B．煤經(jīng)過氣化和液化兩個化學(xué)變化，可變?yōu)榍鍧嵞茉?，故B正確；C．電能是一種清潔、高效、便捷的二次能源，故C錯誤；D．科學(xué)規(guī)劃開發(fā)水電，能降低化石燃料的消耗，可助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和的“雙碳”目標，故D正確；選C?！咀兪?1】近年來我國的火力發(fā)電量占比超過了70%，而火力發(fā)電量中“接近90%使用的是煤炭”。如圖是燃煤電廠示意圖。下列敘述不正確的是A．火力發(fā)電過程中能量主要轉(zhuǎn)化的過程為化學(xué)能→熱能→電能B．用生銹鐵屑處理煙肉排放廢氣中的COC．向煤中加入CaO能減少酸雨的形成D．除塵器除塵利用了膠體的性質(zhì)【答案】A【解析】A．火力發(fā)電是將化學(xué)能首先轉(zhuǎn)化為熱能，熱能轉(zhuǎn)化為機械能，然后轉(zhuǎn)化為電能的過程，故A錯誤；B．在高溫條件下，一氧化碳與鐵銹中的氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故B正確；C．燃煤中加入CaO可以固硫，把硫元素最終轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕}，減少二氧化硫的排放、減少酸雨的形成，故C正確；D．膠體帶電，靜電除塵利用了膠體的性質(zhì)，故D正確；答案選A?！咀兪?2】下列過程中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是A．電廠火力發(fā)電 B．硅太陽能電池發(fā)電C．天然氣燒水 D．風(fēng)力發(fā)電【答案】A【解析】A．電廠火力發(fā)電，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B．硅太陽能電池發(fā)電，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，B錯誤；C．天然氣燒水，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，C錯誤；D．風(fēng)力發(fā)電，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤；答案選A。知識點2原電池原理——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能知識點2原電池原理——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能1、原電池的定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。

2、原電池的工作原理（1）原電池原理的實驗探究（【實驗63】必修第二冊，P36）實驗裝置 實驗原理鋅片（負極）：Zn－2e=Zn2+（氧化反應(yīng)）；銅片（正極）：2H++2e－=H2↑（還原反應(yīng)）；總反應(yīng)：2H++Zn=H2↑+Zn2+（工作原理如上右圖）實驗用品鋅片、銅片、稀硫酸；導(dǎo)線、電流表、燒杯。實驗步驟(1)將鋅片和銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。(2)用導(dǎo)線連接鋅片和銅片，觀察、比較導(dǎo)線連接前后的現(xiàn)象(3)如圖所示，用導(dǎo)線在鋅片和銅片之間串聯(lián)一個電流表，觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)。實驗現(xiàn)象(1)當(dāng)鋅片與銅片插入稀硫酸時，鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡產(chǎn)生；(2)當(dāng)用導(dǎo)線將鋅片和銅片相連后，銅片上有氣泡產(chǎn)生：(3)串聯(lián)電流表后，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。實驗結(jié)論鋅銅稀硫酸構(gòu)成了原電池裝置，產(chǎn)生了電流，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。實驗說明形成原電池后鋅片表面有少量氣體產(chǎn)生，可能原因：一是鋅片不純，自身構(gòu)成了微電池；二是鋅片與H+直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生H2（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能損耗）。歸納總結(jié)：電極材料電極名稱電子轉(zhuǎn)移電極反應(yīng)式反應(yīng)類型鋅負極電子流出Zn－2e－=Zn2＋氧化反應(yīng)銅正極電子流入2H＋＋2e－=H2↑還原反應(yīng)總離子反應(yīng)式Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑【解讀】(1)原電池工作原理相當(dāng)于將氧化還原反應(yīng)中電子通過用電器轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生電能，因此原電池的作用為將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。(2)電子的流向：電子由負極經(jīng)導(dǎo)線流向正極。反應(yīng)本質(zhì)：原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。(3)離子移動方向：陰離子向負極移動(如SOeq\o\al(2－,4))，陽離子向正極移動(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正極上得電子形成氫氣在銅片上冒出)。3、原電池的組成條件

(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極，提供兩個活潑性不同的電極，分別作負極和正極?！窘庾x】a、負極：活潑性強的金屬，該金屬失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。

b、正極：活潑性弱的金屬或非金屬(常用碳棒、石墨)，該電極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。c、得失電子的反應(yīng)為電極反應(yīng)，上述原電池中的電極反應(yīng)為：

負極：Zn－2e－＝Zn2+正極：2H＋＋2e－＝H2↑，總反應(yīng)：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑

(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液中?！窘庾x】電源內(nèi)部電解質(zhì)溶液中，陽離子移動的方向即是電流的方向，所以陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。

4、原電池的正、負極的判斷方法

（1）根據(jù)電極材料：較活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。（2）根據(jù)電流方向或電子流動方向：電流是由正極流向負極的，電子是由負極流向正極的。

（3）根據(jù)離子移動方向：陽離子移向正極，陰離子移向負極。

（4）根據(jù)電極反應(yīng)類型：發(fā)生氧化反應(yīng)的為負極，發(fā)生還原反應(yīng)的為正極。

（5）根據(jù)電極上反應(yīng)現(xiàn)象：如電極粗細的變化、質(zhì)量的變化、是否有氣泡產(chǎn)生等。

【解讀】在判斷電流方向時，要注意電源的內(nèi)電路和外電路的電流方向的不同：在電源的外電路電流由正極流向負極，在電源的內(nèi)電路電流由負極流向正極。5、原電池電極反應(yīng)式的書寫（1）需標出正負極及電極材料。

（2）遵循三大守恒（電子得失守恒、質(zhì)量守恒、電荷守恒）。

（3）電池的電極反應(yīng)書寫要滿足所處的電解質(zhì)溶液的酸堿性環(huán)境。例如在氫氧燃料電池的電極反應(yīng)書寫中，在堿性環(huán)境中O2得電子后的產(chǎn)物寫OH比寫H2O更合適，在傳導(dǎo)O2的固體電解質(zhì)中，O2得電子后的產(chǎn)物寫O2比寫OH更合適。

（4）電池的電極反應(yīng)式可以直接寫，也可以將總電池反應(yīng)減去某一極反應(yīng)得到另一極反應(yīng)。減的時候要注意不要在負（正）極出現(xiàn)正（負）極得（失）電子的物質(zhì)。

以氫氧燃料電池為例：方法一：直接寫。

負極電極反應(yīng)式書寫：

酸性介質(zhì)中：H2失電子為負極，產(chǎn)物寫成H+就可以。負極：2H24e=4H+

堿性介質(zhì)中：H2失電子的產(chǎn)物寫成H+就不合適了，寫成H2O更合適，根據(jù)電荷守恒，左邊補OH。負極：2H24e+4OH=4H2O

正極電極反應(yīng)式書寫：

酸性介質(zhì)中：O2得電子，根據(jù)電荷守恒再補4H+，產(chǎn)物寫成H2O：正極：O2+4H++4e=2H2O堿性介質(zhì)中：O2得電子，產(chǎn)物寫成OH更合適，根據(jù)元素守恒，左邊以H2O來補。正極：O2+2H2O+4e=4OH

方法二：用總反應(yīng)?？偡磻?yīng)：2H2+O2=2H2O減去負極反應(yīng)：2H24e=4H+，將負極中失電子的H2抵消掉，可得酸性條件下的正極反應(yīng)?！窘庾x】①書寫的原則是：按照負極發(fā)生氧化反應(yīng)、正極發(fā)生還原反應(yīng)的規(guī)律，正確判斷出兩極物質(zhì)反應(yīng)生成的產(chǎn)物，然后結(jié)合電解質(zhì)溶液所能提供的離子，結(jié)合質(zhì)量守恒定律、電荷守恒配平各電極式，兩電極反應(yīng)式相加則得總反應(yīng)式。結(jié)合具體的情況，我們可以概括為以下兩種情況：a.根據(jù)兩個電極反應(yīng)式，寫出總反應(yīng)式，使兩個電極式得失電子數(shù)相等后，將兩式相加，消去相同的部分。若電解質(zhì)為弱電解質(zhì)，在相加時應(yīng)把離子改為相應(yīng)的弱電解質(zhì)。b.根據(jù)總反應(yīng)式，寫電極反應(yīng)式一般分四個步驟：列物質(zhì)，標得失；選離子，配電荷；配個數(shù)，巧用水；兩式加，驗總式。②寫電極反應(yīng)式時應(yīng)注意：a.兩極得失電子數(shù)相等。b.電極反應(yīng)式常用“”，不用“”。c.電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需加“↑”；若有固體生成，一般不標“↓”?！镜淅?1】將鋅片和銅片按圖示方式插入檸檬中，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列關(guān)于該裝置的說法正確的是A．銅片為負極B．一段時間后，鋅片質(zhì)量減小C．電子通過檸檬汁液由鋅片流向銅片D．檸檬汁液中的向鋅片一側(cè)遷移【答案】B【分析】銅片、鋅片和檸檬組成原電池裝置，其中活潑金屬Zn作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，Cu作正極，發(fā)生的電子的還原反應(yīng)；【解析】A．該裝置中活潑金屬Zn作負極，故A錯誤；B．活潑金屬Zn作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，不斷被消耗，質(zhì)量逐漸減小，故B正確；C．電子由負極沿著導(dǎo)線移向正極，故C錯誤；D．原電池裝置中陽離子移向正極，故D錯誤；答案選B?！镜淅?2】下列裝置能構(gòu)成原電池的是A．B．C．D．

【答案】B【解析】A．沒有形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，A錯誤；B．有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)、活潑性不同的電極、電解質(zhì)溶液和閉合回路，符合原電池的構(gòu)成原理和條件，B正確；C．四氯化碳不是電解質(zhì)溶液，C錯誤；D．沒有形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池，D錯誤；故選B?！咀兪?1】如圖是課外活動小組設(shè)計用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法正確的是A．溶液變成藍色B．裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換C．如果將硫酸換成硫酸銅，導(dǎo)線中不會有電子流動D．如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向改變【答案】B【解析】A．該裝置組成鋅銅原電池，鋅作負極失去電子變成鋅離子，銅作正極，銅本身不參與反應(yīng)，溶液不會變成藍色，A項錯誤；B．原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池產(chǎn)生的電能在電路中轉(zhuǎn)化為LED燈的光能，所以裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換，B項正確；C．如果將硫酸換成硫酸銅，仍能形成原電池，導(dǎo)線中會有電子流動，C項錯誤；D．如果將鋅片換成鐵片，鐵比銅活潑，鐵仍舊作負極，電路中的電流方向不改變，D項錯誤；故選B。【變式22】下圖所示各種裝置中能構(gòu)成原電池的是A．①②③ B．④⑤⑥ C．①③⑥ D．②④⑥【答案】C【解析】原電池的構(gòu)成條件是：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質(zhì)溶液中，③兩電極間構(gòu)成閉合回路，④能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)。裝置①③⑥具備這四個條件，為原電池；②中電極相同，不能構(gòu)成原電池；④中酒精是非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，⑤中沒有形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池。故選：C。知識點3原電池原理的應(yīng)用知識點3原電池原理的應(yīng)用1.制作化學(xué)電源。人們利用原電池原理，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，制作了多種電池，如干電池、蓄電池、充電電池、高能燃料電池等，以滿足不同的需要。從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池制作化學(xué)電源。

①拆分反應(yīng)：將自發(fā)的氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。②選擇電極材料：將還原劑（一般為比較活潑的金屬）作負極，活潑性比負極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極。如果還原劑不是金屬而是其它還原性物質(zhì)，可選擇惰性電極——石墨棒、鉑片作負極。③構(gòu)成閉合回路：電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)(如溶解于溶液中的空氣)。如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器進行（中間連接鹽橋），則兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有與電極材料相同的金屬的陽離子。④畫裝置圖：結(jié)合要求及反應(yīng)特點，畫出原電池裝置圖，標出電極材料名稱、正負極、電解質(zhì)溶液等。2.比較金屬的活動性。

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(dǎo)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，A為負極，B為正極，金屬活動性A＞B。

3.加快氧化還原反應(yīng)速率。

實驗室用Zn和稀H2SO4（或稀HCl）反應(yīng)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的溶液形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。如果用純鋅，可以在稀H2SO4溶液中加入少量的CuSO4溶液，也同樣會加快產(chǎn)生H2的速率，原因是Cu2++Zn=Cu+Zn2+，生成的Cu和Zn在稀H2SO4溶液中形成原電池，加快了鋅的腐蝕，產(chǎn)生H2的速率加快。

注：原電池為什么能加快化學(xué)反應(yīng)速率？

以Fe與稀H2SO4溶液的反應(yīng)為例說明。如下圖所示：

甲中，F(xiàn)e失去e－，變?yōu)镕e2+，F(xiàn)e2+進入溶液，排斥了Fe片周圍的H+，H+欲得電子須突破Fe2+形成的屏障，因而受到阻礙。乙中，F(xiàn)e失去e－，e－轉(zhuǎn)移到Cu片上，Cu片一側(cè)沒有Fe2+屏障，H+得e－不受阻礙，故其化學(xué)反應(yīng)速率較快。4.金屬防腐蝕：使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。如要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。【典例31】有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的反應(yīng)裝置及部分反應(yīng)現(xiàn)象如下：實驗裝置部分實驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流計指示在導(dǎo)線中電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是A．d>a>c>b B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a(chǎn)>b>d>c【答案】C【解析】a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加，則表明a極金屬失電子作負極，溶液中的Cu2+在b極得電子生成Cu附著在b極，金屬活動性a＞b；b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化，則表明b極金屬能與H+發(fā)生置換反應(yīng)，而c極不能，金屬活動性b＞c；d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生，則d極為負極，c極為正極，金屬活動性d＞c；電流計指示，導(dǎo)線中電流從a極流向d極，則d極為負極，a極為正極，金屬活動性d＞a；綜合以上分析，金屬活動性d＞a＞b＞c，C正確。【典例32】用下圖裝置探究原電池中的能量轉(zhuǎn)化。圖中注射器用來收集氣體并讀取氣體體積，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：時間/min實驗①實驗②氣體體積/mL溶液溫度/℃氣體體積/mL溶液溫度/℃0022.0022.08.53024.85023.810.55026.0——

下列說法正確的是A．①②中的碳棒表面均有氣泡產(chǎn)生B．生成相同體積氣體時，實驗①所用時間較短C．0~8.5min，實驗②反應(yīng)較快，是因為該實驗裝置構(gòu)成了原電池D．反應(yīng)至8.5min，對比兩實驗溶液溫度，說明反應(yīng)釋放的總能量：①>②【答案】C【分析】①沒有閉合電路，不行形成原電池，鋅和鹽酸生成氫氣，鋅表面有氣體生成；②形成原電池，鋅失去電子為負極，氫離子在碳極得到電子生成氫氣為正極；【解析】A．由分析可知，①中鋅表面生成氣體，②中的碳棒表面有氣泡產(chǎn)生，A錯誤；B．由表格數(shù)據(jù)可知，②反應(yīng)速率更快，生成相同體積氣體時，實驗②所用時間較，B錯誤；C．0~8.5min，實驗②反應(yīng)較快，是因為該實驗裝置構(gòu)成了原電池，原電池可以加速反應(yīng)的進行，C正確；D．反應(yīng)至8.5min，對比兩實驗溶液溫度，說明反應(yīng)①中轉(zhuǎn)化為熱能的能量較大，而不能水面釋放的總能量①>②，D錯誤；故選C?！镜淅?3】某學(xué)習(xí)小組用實驗驗證犧牲陽極保護法裝置如圖所示，下列說法正確的是（

）A．實驗過程加入氯化鈉是增大電解質(zhì)溶液的離子濃度以加快反應(yīng)速率B．Zn電極作為負極，發(fā)生還原反應(yīng)C．向燒杯中滴入鐵氰化鉀后，鐵電極附近出現(xiàn)藍色沉淀D．實驗過程會觀察到電壓表指針有偏轉(zhuǎn)，是產(chǎn)生氣流所致【答案】A【解析】A.氯化鈉不參與反應(yīng)，但可以增加導(dǎo)電能力，加快反應(yīng)速率，故A正確；B.鋅比鐵活潑，鋅作負極，化合價升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；C.鐵氰化鉀驗證Fe2+，當(dāng)有藍色沉淀生成時，說明溶液中含有Fe2+，但Fe不參加反應(yīng)，溶液中沒有Fe2＋，故C錯誤；D.此裝置為原電池裝置，因此鋅比鐵活潑，鋅作負極，鐵作正極，指針偏轉(zhuǎn)，是因為有電流的通過，故D錯誤；故選A。【典例34】理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。某同學(xué)利用反應(yīng)“”設(shè)計了一個化學(xué)電池(如圖所示)。該電池在外電路中，電流從a極流向b極。下列說法正確的是A．電極b的電極材料為銅，電極反應(yīng)式為B．電極a的電極材料可以為Ag，也可以是石墨或鐵C．c溶液為AgNO3溶液，放電時向b極移動D．裝置放電時主要將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】A【解析】A．由外電路中，電流從a極流向b極。則電極b是電池的負極，由總反應(yīng)可知，Cu作負極失去電子，電極反應(yīng)為，A正確；B．電極a為電池的正極，為比Cu活潑性弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬，Ag或石墨正確，但不能為鐵，B錯誤；C．c溶液為AgNO3溶液，向正極移動，即向電極a移動，C錯誤；D．裝置放電時主要將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤；故選A?！咀兪?1】有M、N、P、E、F五種金屬，已知：①；②M、P用導(dǎo)線連接并放入硫酸溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接并放入E的硫酸鹽溶液中，其中一極的電極反應(yīng)式為；④P、F組成原電池時，F(xiàn)發(fā)生氧化反應(yīng)。則這五種金屬的還原性順序是A．E＞P＞F＞M＞N B．E＞N＞M＞P＞FC．P＞F＞N＞M＞E D．F＞P＞M＞N＞E【答案】D【解析】①，則金屬性M＞N；②M、P用導(dǎo)線連接并放入硫酸溶液中，M表面有大量氣泡逸出，M為正極，P為負極，則金屬性P＞M；③N、E用導(dǎo)線連接并放入E的硫酸鹽溶液中，其中一極的電極反應(yīng)式為，則N溶解，說明金屬性N＞E；④P、F組成原電池時，F(xiàn)發(fā)生氧化反應(yīng)，則F為負極，說明金屬性F＞P，因此這五種金屬的還原性順序是F＞P＞M＞N＞E，故D符合題意。綜上所述，答案為D?！咀兪?2】實驗室用鐵粉和稀硫酸反應(yīng)制H2，能使該反應(yīng)速率加快的措施是A．加少量Cu粉 B．改用98％的濃硫酸C．增大壓強 D．改用等質(zhì)量鐵片【答案】A【解析】A．加少量銅粉，鐵銅在稀硫酸中構(gòu)成原電池，原電池反應(yīng)能加快生成氫氣的反應(yīng)速率，故A正確；B．鐵在98％的濃硫酸鈍化，鈍化膜阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進行，則改用98％的濃硫酸不加快生成氫氣的反應(yīng)速率，故B錯誤；C．制取氫氣的反應(yīng)是固液不加熱的反應(yīng)，增大壓強，反應(yīng)物的表面積和濃度不發(fā)生變化，生成氫氣的反應(yīng)速率不變，故C錯誤；D．鐵片的表面積小于鐵粉，改用等質(zhì)量鐵片，反應(yīng)物的接觸面積減小，生成氫氣的反應(yīng)速率減慢，故D錯誤；故選A?！咀兪?3】利用原電池原理設(shè)計下圖裝置減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。下列有關(guān)說法不正確的是A．材料X可看作原電池的負極B．材料X應(yīng)選樣金屬性比Fe弱的金屬C．鋼鐵設(shè)施上的電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OHD．裝置中電流從鋼鐵設(shè)施經(jīng)導(dǎo)線流向材料X【答案】B【分析】減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕，構(gòu)成原電池反應(yīng)，鋼鐵為正極、X為負極，X的活潑性大于鐵?！窘馕觥緼．鋼鐵為正極、材料X可看作原電池的負極，故A正確B．鋼鐵為正極、X為負極，X的活潑性大于鐵，故B錯誤；C．鋼鐵為正極、鋼鐵設(shè)施上的電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OH，故C正確；D．鋼鐵為正極、X為負極，電流從鋼鐵設(shè)施經(jīng)導(dǎo)線流向材料X，故D正確；選B?！咀兪?4】將反應(yīng)設(shè)計成如圖所示的原電池，下列說法正確的是A．Ag2O/Ag電極為正極B．電池工作時，OH向正極移動C．電池工作時，電子由Ag2O流向CuD．理論上每消耗6.4gCu，外電路中通過的電子為0.2mol【答案】A【分析】由總反應(yīng)可知，銅元素價態(tài)升高，銀元素價態(tài)降低，故銅為負極，Ag2O/Ag電極為正極?！窘馕觥緼．根據(jù)分析，Ag2O/Ag電極為正極，A正確；B．電池工作時，陰離子向負極移動，即OH向負極移動，B錯誤；C．電池工作時，電子由負極沿導(dǎo)線流向正極，即由Cu流向Ag2O，C錯誤；D．總反應(yīng)中銅元素價態(tài)由0價變?yōu)?1價，理論上每消耗6.4gCu，消耗銅的物質(zhì)的量為0.1mol，外電路中通過的電子為0.1mol，D錯誤；故選A。知識點3常見的化學(xué)電池知識點3常見的化學(xué)電池1、實用電池應(yīng)具有的特點是：

能產(chǎn)生穩(wěn)定且具有較高電壓的電流；安全、耐用且便于攜帶；能夠適用于特殊用途；便于回收處理，不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生的影響較小。

2、常用原電池

（1）干電池

干電池即普通的鋅錳電池，它是用鋅制的圓筒形外殼作負極，位于中央的蓋有銅帽的石墨棒作正極，圓筒內(nèi)填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2作去極化劑（吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象）。電極反應(yīng)：

負極：Zn＝Zn2+＋2e－

正極：2NH4+＋2e－＝2NH3＋H2，H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O

正極產(chǎn)生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+

淀粉糊的作用：提高陰、陽離子在兩個電極間的遷移速度。

電池總反應(yīng)式為：2Zn＋4NH4Cl＋4MnO2＝［Zn(NH3)4］Cl2＋ZnCl2＋2Mn2O3＋2H2O

干電池的電壓通常約為1.5V，攜帶方便，但放完電后不能再用，污染較嚴重。

（2）充電電池充電電池又稱二次電池，它在放電時所進行的是氧化還原反應(yīng)，在充電時可以逆向進行（一般通過充電器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娺M行充電），使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。這樣可以實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽ǚ烹姡?、再由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能（充電）的循環(huán)。

①鉛蓄電池

鉛蓄電池是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，在正極板上附著一層棕褐色PbO2，負極板上是海綿狀金屬鉛，兩極均浸在密度為1.28g·cm3、濃度為30%的硫酸溶液中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。放電電極反應(yīng)：負極：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)；正極：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l)充電電極反應(yīng)：陽極：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)；陰極：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq)電池總反應(yīng)式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)鉛蓄電池的優(yōu)點：電動勢高，電壓穩(wěn)定，使用范圍寬，原料豐富，價格便宜。鉛蓄電池的缺點：笨重，防震性差，易溢出酸液，維護不便，攜帶不便等。②銀鋅蓄電池

銀鋅蓄電池是形似干電池的充電電池，其負極為鋅，正極為附著Ag2O的銀，電解液為40%的KOH溶液。電極反應(yīng)：放電電極反應(yīng)：負極：Zn2e－+2OH＝Zn(OH)2正極：Ag2O+2e－+H2O＝2Ag+2OH充電電極反應(yīng)：陽極：2Ag+2OH－2e－=Ag2O+H2O；陰極：Zn(OH)2+2e－=Zn+2OH電池總反應(yīng)式：Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag③鋰電池

元素周期表中IA族的鋰（Li）——最輕的金屬，也是活動性極強的金屬，是制造電池的理想物質(zhì)。鋰電池是新一代可充電的綠色電池，已成為筆記本電腦、移動、數(shù)碼相機、攝像機等低功耗電器的主流電源。電極反應(yīng)為：負極：Li－e＝Li＋

正極：MnO2＋Li＋＋e＝LiMnO2

總反應(yīng)：Li＋MnO2＝LiMnO2（3）燃料電池①氫氧燃料電池：氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為惰性電極，但具有很強的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等。電解質(zhì)溶液為40%的KOH溶液。電極反應(yīng)式為：

負極：2H2＋4OH－＝4H2O＋4e－，

正極：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

電池的總反應(yīng)式為：2H2＋O2＝2H2O

②甲烷氧燃料電池：該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣。電極反應(yīng)式為：

負極：CH4＋10OH－＝CO32－＋7H2O＋8e－

正極：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－

電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O【解讀】a.燃料燃燒是一種劇烈的氧化還原反應(yīng)，可以利用原電池的工作原理將燃料和氧化劑（如O2）反應(yīng)所放出的熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。b.燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。c.燃料電池如果以氫氣為燃料時，產(chǎn)物為水；以甲烷為燃料時，產(chǎn)物為水和二氧化碳，

d.燃料電池與干電池和蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲存在電池內(nèi)部，而是用外加的設(shè)備，源源不斷地提供燃料和氧化劑，使反應(yīng)能連續(xù)進行。

（4）海水電池：1991年，我國首創(chuàng)以鋁－空氣－海水為能源的新型電池，用作航海標志燈的電源。該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。電極反應(yīng)式為：

負極：4Al＝4Al3＋＋12e－

正極：3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－

這種海水電池的能量比干電池高20～50倍。

（5）發(fā)展中的化學(xué)電源：當(dāng)今發(fā)展新型化學(xué)電源，不僅要在其高比能量、高比容量、長壽命方面取得長足的進步，而且更重要的是向“綠色電池”方向發(fā)展。除了前面介紹的鋰電池、燃料電池外，還有可充式鎳氫電池，它的化學(xué)成分主要由鎳和稀土組成，不含汞，無污染，是“綠色電池”的佼佼者。它可連續(xù)充放電500次，每次充放電成本低，而且減少了對環(huán)境的汞污染。五、廢舊電池的問題

1、廢舊電池的主要危害我們?nèi)粘Ｋ玫钠胀ǜ呻姵?，主要有酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池兩類，它們都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等。重金屬對環(huán)境造成嚴重污染，威脅著人類的健康。金屬種類危害的表現(xiàn)錳過量的錳蓄積于體內(nèi)引起神經(jīng)性功能障礙，早期表現(xiàn)為綜合性功能紊亂。較重者出現(xiàn)兩腿發(fā)沉，語言單調(diào)，表情呆板，感情冷漠，常伴有精神癥狀。鋅鋅鹽能使蛋白質(zhì)沉淀，對皮膚黏膜有刺激作用。當(dāng)在水中濃度超過10～50mg/L時有致癌危險，可能引起化學(xué)性肺炎。鉛鉛主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)、活血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和肝、腎等器官。能抑制血紅蛋白的合成代謝，還能直接作用于成熟紅細胞，對嬰幼兒影響甚大，它會導(dǎo)致兒童發(fā)育遲緩，慢性鉛中毒可導(dǎo)致兒童智力低下。鎳鎳粉溶解于血液，參加體內(nèi)循環(huán)，有較強的毒性，能損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引起血管變異，嚴重者導(dǎo)致癌癥。汞汞是重金屬污染物中最需注意的，對人的危害，確實不淺。長期以來，我國在生產(chǎn)干電池時，加入了這種有毒的物質(zhì)——汞或汞的化合物，其堿性干電池中汞的含量達到1%～5%，中性干電池為0.025%。汞具有明顯的神經(jīng)毒性，此外對內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等也有不良的影響。1953年，發(fā)生在日本九州島的震驚世界的水俁病事件，給人類敲響了汞污染的警鐘。鎘鎘是人體不需要的元素，人體中的鎘是出生后從外界環(huán)境經(jīng)呼吸道和消化道攝取而蓄積的。慢性中毒的臨床表現(xiàn)為肺氣腫、骨質(zhì)改變和貧血。日本發(fā)現(xiàn)某些地區(qū)由于長期食用被污染的、含鎘量很高的米和水而發(fā)生疼痛?。ü峭床。?，主要病變?yōu)楣擒浕弁词加谙轮?，后遍及全身至臥床不起。2、廢舊電池的回收利用干電池中有Zn、Cu、C、MnO2、ZnCl2、NH4Cl、炭黑、石墨等單質(zhì)和化合物。通過一系列的基本操作，可回收上述物質(zhì)，用以補充部分化學(xué)實驗的試劑。(1)Zn——用剪刀除去廢電池外皮，洗凈后剪碎晾干，即得鋅片，可用于實驗室制H2。如想得到鋅粒，可將鋅片放入鐵坩堝中加強熱使之熔化（Zn熔點410.6℃），熔化時會有少量ZnO白煙生成，熔化后除去浮渣，倒出冷卻。依上法再熔化一次，倒在鐵板上，在其凝固過程中將其割碎，即得鋅粒。(2)銅片——把廢舊電池上的銅帽取下砸扁，用煮沸的稀H2SO4洗滌，用水洗凈晾干，得紫紅色銅片。(3)碳棒——從廢舊電池中取出，洗凈即可，可用于電解池的電極。(4)氯化銨——洗滌干電池中黑色糊狀物時，其不溶于水的物質(zhì)基本是MnO2，氯化銨則溶于水中，將溶液過濾得澄清溶液，加熱、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，即得氯化銨晶體?！狙芯颗c實踐】《了解車用能源》【研究任務(wù)】參考答案：（1）汽車發(fā)展的過程和車用能源種類：蒸汽機汽車，所用能源為礦物燃料；內(nèi)燃機汽車，所用能源有礦物燃料、乙醇等；燃料電池汽車，所用能源有氫氣、甲烷等；電動汽車，所用能源是電能；太陽能汽車，所用能源是太陽能。（2）①2H2+O22H2OCH4+2O2CO2+2H2O2C8H18+25O216CO2+18H2OC2H5OH+3O22CO2+3H2O②幾種燃料燃燒相同質(zhì)量時放出熱量多少（用熱值表示）的比較物質(zhì)熱值（103kJ/mol）酒精30.2柴油42.7汽油46.1氫氣142.5甲烷55.6在儲存和運輸方面，液態(tài)燃料優(yōu)于氣態(tài)燃料。③從來源方面說，氫氣和酒精都是可再生能源，柴油、汽油和甲烷都是不可再生能源；從環(huán)保方面來看，最好的是氫氣，其次是酒精和甲烷，柴油和汽油較差。(3)蒸汽機：化學(xué)能→內(nèi)能→機械能；內(nèi)燃機：化學(xué)能→內(nèi)能→機械能；燃料電池：化學(xué)能→電能。這三種能量轉(zhuǎn)化，在技術(shù)上都是可行的，但能量轉(zhuǎn)化效率是然料電池最大，蒸汽機最小。【結(jié)果與討論】參考答案：(1)選擇氫氣作為燃料，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。選擇燃料時應(yīng)考慮以下因素：①是否產(chǎn)生污染性氣體；②是否易于點燃；③價格是多少；④使用是否安全；⑤是否易于貯存和運輸；⑥能釋放多少熱量等。(2)啟示：隨著人類需求、社會發(fā)展與環(huán)境要求之間的矛盾，我們在提高人類生活水平的同時，既要考慮生活質(zhì)量、生產(chǎn)成本，又要兼顧環(huán)境污染和可持續(xù)發(fā)展的“綠色化學(xué)”理念?！镜淅?1】如圖所示為普通鋅