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第2课时　化学反应与电能
　
第六章　第一节　化学反应与能量变化
1．设计实验认识构成原电池的条件。　
2．理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。　
3．了解原电池工作原理的应用。
学习目标
任务一　火力发电——化学能间接转化为电能
新知构建
1．我国目前使用的电能主要来自 发电，其次来自水力发电。
2．火力发电的原理
通过化石燃料 时发生的氧化还原反应，使 ，加热水使之 以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。
3．能量转换过程
，其中能量转换的关键是 。
火力
燃烧
化学能转化为热能
汽化为蒸汽
燃烧
4．能量转化的关键及特点
关键 燃烧(氧化还原反应)
特点 能量利用率低，污染严重
交流研讨
试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端有哪些。
提示：①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成资源的浪费；②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NOx、粉尘等)，污染环境。
典例应用
1．近年来我国的火力发电量占比超过了70%，而火力发电量中“接近90%使用的是煤炭”。如图是燃煤电厂示意图。下列叙述不正确的是
A．火力发电过程中能量主要转化的过程为
化学能→热能→电能
B．用生锈铁屑处理烟囱排放废气中的CO
C．向燃煤中加入CaO能减少酸雨的形成
D．除尘器除尘利用了胶体的性质
√
A.火力发电是将化学能首先转化为热能，热能
转化为机械能，然后转化为电能的过程，故A
错误；B.在高温条件下，一氧化碳与铁锈中的
氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故B正确；C.
燃煤中加入CaO可以固硫，把硫元素最终转变
为硫酸钙，减少二氧化硫的排放、减少酸雨的形成，故C正确；D.胶粒带电，静电除尘利用了胶体的电泳性质，故D正确；答案选A。
2．下列说法不正确的是
A．火力发电用的煤是不可再生能源
B．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源
C．电能是一种清洁、高效、便捷的一次能源
D．科学规划开发水电，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标
√
A.火力发电用的煤是化石能源，煤是不可再生能源，故A正确；B.煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源，故B正确；C.电能是一种清洁、高效、便捷的二次能源，故C错误；D.科学规划开发水电，能降低化石燃料的消耗，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标，故D正确；选C。
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任务二　原电池
新知构建
【实验探究】
实验
装置
实验
现象 铜片：没有变化
锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生
锌片：逐渐溶解
电流表：指针发生偏转
实验
结论 锌与稀硫酸反应产
生氢气，而铜不反应 导线中有_____通过，
反应过程中产生了_____
电流
电能
1.原电池
(1)概念：将 能转化为 能的装置。
(2)本质：发生 反应。
化学
电
氧化还原
2.原电池工作原理
电极名称 负极 正极
电极材料 ____片 ____片
电极反应 __________________ ___________________
反应类型 ______反应 ______反应
电子流向 由_____片沿导线流向_____片
电流方向 由_____片沿导线流向Zn片
总反应的离子方程式 ________________________
锌
铜
Zn－2e－===Zn2+
2H＋＋2e－===H2↑
氧化
还原
Zn
Cu
Cu
Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑
交流研讨1
结合上述实验和课本原电池原理示意图，分析说明该原电池的电极和导线、电解质溶液中的导电微粒分别是什么，并说明其移动方向。
提示：电极(锌片、铜片)和导线中的导电微粒是电子，从负极流出，经导线流向正极；电解质溶液中的导电微粒是阳离子H＋、阴离子SO ，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
交流研讨2
3．原电池的构成条件
　(1)图1装置中的铜作什么电极？铜能否用锌代替？
提示：铜作正极。不能，若用锌代替铜，两极活泼性相同，不能构成原电池。
(2)图2中将锌片换成铜，能形成原电池吗？
提示：不能，无自发进行的氧化还原反应。
(3)图2中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗？
提示：不能，酒精是非电解质，不导电。
归纳总结
构成原电池的必要条件
1．一反应：自发的氧化还原反应可设计成原电池。
2．两极：两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电的非金属)电极。
3．一液：具有电解质溶液。
4．一回路：形成闭合回路。　　
典例应用
1．(2024·儋州期末)下列各组材料中，不能组成原电池的是
选项 A B C D
两极材料 Zn片、石墨 Cu片，Ag片 Zn片、Cu片 Fe片、Cu片
电解质溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸
√
A．锌是活泼金属，石墨能导电，锌和硫酸能自发地发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故A不符合题意；B．两金属的活泼性不同，且铜片能自发地与AgNO3溶液发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故B不符合题意；C．两金属的活泼性不同，但是蔗糖是非电解质，所以不能形成原电池，故C符合题意；D．两金属的活泼性不同，铁和稀盐酸能自发地发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故D不符合题意。
2．根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题。
(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为______(填电
极名称)；铜电极的名称是_______，溶液中的Cu2+
移向_______(填“Cu”或“X”)电极。
(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为_______(填电
极名称)；铜电极的名称是________，溶液中的Ag＋移向______(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为__________________。
负极
正极
Cu
X
正极
负极
Ag＋＋e－===Ag
归纳总结
电极名称的判断方法
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任务三　原电池工作原理的简单应用
新知构建
1．加快氧化还原反应的进行
在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。
2．比较金属的活动性
一般地，两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若A作负极，则金属活动性： 。
3．设计原电池
一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。
A＞B
交流研讨
利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应设计原电池。
提示：
典例应用
1．(2023·佳木斯市期中)少量的Zn与过量的稀硫酸反应制取氢气，一定温度下能加快反应速率又不影响氢气的量，可向其中加入少量的
A．CuSO4晶体 B．CH3COONa固体
C．NaHSO4晶体 D．Na2SO4溶液
√
A．CuSO4晶体溶于水后与Zn反应，生成ZnSO4和Cu，Zn、Cu、稀硫酸形成原电池，反应速率加快，但由于与硫酸反应的Zn量减少，生成H2的体积减少，A不符合题意；B．CH3COONa固体溶于水后，与稀硫酸反应，使溶液中c(H＋)减小，反应速率减慢，B不符合题意；C．NaHSO4晶体溶于水后，增大了溶液中的c(H＋)，加快反应速率，但对产生H2的体积不产生影响，C符合题意；D．加入Na2SO4溶液，相当于加入水，使c(H＋)减小，反应速率减慢，D不符合题意；故选C。
2．X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。判断X、Y、Z三种金属的活动性顺序，并说出你的理由。
答案：Y>X>Z。理由：根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知Y>X，根据金属活动性顺序表和置换反应原理，可知X>Z，故有Y>X>Z。
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随堂达标演练
1．电能是国民生产、生活中的重要能源，如图是我国某一时期电力生产量的构成图。下列有关火力发电的描述，正确的是
A．火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能
B．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源
C．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨
D．火力发电过程中的能量转化，热能转化为机械能是关键
√
火力发电过程是化学能→热能→机械能→电能，是化学能间接转化为电能，A错误；作火力发电燃料的煤为不可再生能源，B错误；在燃煤过程中，会产生大量CO2和SO2，可导致温室效应及酸雨，C正确；火力发电过程中，燃烧是关键，D错误。
2．下列图示的装置不能形成原电池的是
√
A．该装置中有两个活动性不同的电极，且Zn电极能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，A不符合题意；B．该装置中Zn、C的活动性不同，且Zn能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，B不符合题意；C．该装置中两个活动性不同的电极虽然没有用导线连接，但两电极直接接触，相当于用导线连接，且Fe能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，C不符合题意；D．此装置中两个电极材料都为Fe，活动性相同，不能形成原电池，D符合题意；故选D。
3．由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L-1CuCl2溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是
A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上
B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出
C．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2+＋2e－===Cu
D．闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g
√
闭合K，Fe与CuCl2反应生成Cu和FeCl2，其中Fe元素的化合价由0价变成＋2价，故Fe是负极，碳棒是正极。A．电子不能通过电解质溶液，A错误；B．闭合K，铁转化成Fe2+进入溶液，B错误；C．闭合K，铁转化成Fe2+进入溶液，电极反应为Fe－2e－===Fe2+，C错误；D．化学反应方程式为Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2，铁棒不断地溶解，碳棒上有金属铜析出，由以上分析可知，当转移2NA电子时，碳棒与铁棒的质量差为120 g，故当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g，D正确；故选D。
4．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中被氧化的金属是___，总反应的化学方程式为_____________________
______。
(4)A、B、C中铁被氧化由快到慢的顺序是__________。
Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑
Fe－2e－===Fe2+
正
2H＋＋2e－===H2↑
减弱
负
Zn＋H2SO4===ZnSO4
Zn
＋H2↑
B＞A＞C
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
被氧化的速率加快。C能形成原电池，
锌比铁活泼，锌为负极，不断被氧化，铁为正极，不发生变化。
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课时测评
题点一　获取电能的途径
1．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是
A 锂离子电池
B 太阳能集热器
C 燃气灶
D 硅太阳能电池
√
A．锂离子电池放电时将化学能转化为电能，A符合题意；B．太阳能集热器将太阳能转化为热能，B不符合题意；C．燃气灶将化学能转化为热能，C不符合题意；D．硅太阳能电池将光能转化为电能，D不符合题意；故选A。
2．下列叙述不正确的是
A．用天然气火力发电时，每一步都需要化学反应来完成
B．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境
C．原电池反应一定为氧化还原反应
D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
√
A．火力发电的过程包括：化学能 热能 机械能
电能，后两个阶段都未发生化学变化，A项错误；B．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境，B项正确；C．原电池的反应原理为氧化还原反应，所以原电池反应一定为氧化还原反应，C项正确；D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化，D项正确；答案选A。
3．利用下列化学反应能设计成原电池的是
A．CH4＋2O2 CO2＋2H2O
B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
C．Na2O＋H2O===2NaOH
D．Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
√
CH4＋2O2 CO2＋2H2O的反应属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故A正确；CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故B错误；Na2O＋H2O===2NaOH的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故C错误；Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误。
题点二　原电池工作原理
4．将用导线连接的锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，下列叙述正确的是
A．正极有O2逸出
B．硫酸溶液的pH增大
C．电子通过导线由铜片流向锌片
D．锌片上有H2逸出
√
A．铜为正极，逸出氢气而不是氧气，A错误；B．该反应过程中会消耗氢离子，酸性减弱，pH增大，B正确；C．电子由负极流向正极，即通过导线由锌片流向铜片，C错误；D．铜为正极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，逸出氢气，而不是锌片，D错误；综上所述答案为B。
5．某实验兴趣小组按如图装置实验后，所记录内容正确的是
实验记录：①Cu为正极，Zn为负极；②Zn质量减少，Cu质量增加；
③SO向Cu极移动；④电子流向：由Zn经导线流入Cu片； ⑤Zn电极发生还原反应； ⑥正极反应式：Cu2+＋2e－===Cu
A．②③④ B．①②④⑥
C．①②④⑤ D．②③⑤⑥
√
①Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，故正确；②锌为
负极，发生反应：Zn－2e－===Zn2+，锌极质量减少，铜
为正极，发生反应：Cu2+＋2e－===Cu，铜极质量增大，
故正确；③原电池工作时，阴离子向负极移动，故错误；
④电子由负极流向正极，即电子由Zn电极流向Cu电极，
故正确；⑤Zn电极发生氧化反应，故错误；⑥正极发生还原反应，电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，故正确。综上所述，B正确。
6．如图所示，两电极一个为碳棒，一个为铁片，若电流计
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
选项 a电极名称 a电极材料 烧杯溶液
A 负极 Fe 稀硫酸
B 负极 Fe 硫酸铜溶液
C 正极 碳棒 稀硫酸
D 正极 碳棒 硫酸铜溶液
√
Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的
亚铁离子，由于a极上有大量气泡产生，所以为正极(C)：
2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是
铁片；电解质溶液为稀硫酸溶液。
7．如图所示的原电池装置，两电极分别为Zn和石墨棒，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．电流方向为X→外电路→Y→溶液→X
B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C．SO 移向X电极，Y电极上有氢气产生
D．若Zn电极消耗6.5 g，外电路转移0.1 mol e－
√
A．电流方向与电子流动方向相反，且电流不能经过溶液，
则电流方向为Y→外电路→X，A错误；B．由分析可知，
两电极分别为Zn和石墨棒，则X为Zn，Y为石墨棒，B错误；
C．在原电池中，阴离子向负极移动，则SO 移向X电极，
Y电极为正极，H＋得电子生成氢气，C正确；D．由反应可得下列关系式：Zn～2e－，若Zn电极消耗6.5 g(0.1 mol)，外电路转移0.2 mol e－，D错误；故选C。
题点三　原电池工作原理的应用
8．实验室制取氢气最好的方法是
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
√
含有铜和银的粗锌与稀硫酸反应时，由于发生原电池反应，生成氢气的速率加快。
9．某原电池总反应的离子方程式为2Fe3+＋Fe===3Fe2+，能实现该反应的原电池是
选项 A B C D
正极 Ag C Fe Cu
负极 Fe Fe Zn Fe
电解质溶液 FeCl3 FeCl2 Fe2(SO4)3 CuSO4
√
10．现有X、Y、Z、W四种金属片，①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解；②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W极上发生还原反应；③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z。则下列选项中正确的是
A．①中金属片Y发生还原反应
B．②中金属片W作负极
C．上述四种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z＞W
D．如果把Y、W用导线相连后同时浸入稀硫酸溶液中，则电子流动方向为Y→溶液→W
√
原电池中，一般来说，较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极。①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解，说明X是正极、Y是负极，则金属活动性：Y>X；②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W极上发生还原反应，则W是正极、Z是负极，金属活动性：Z>W；③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z，则X是负极、Z是正极，金属活动性：X>Z，通过以上分析知，金属活动性顺序是Y>X>Z>W；A．在①中，Y是负极、X是正极，正极上H＋得电子发生还原反应，负极上Y失电子发生氧化反应，故A错误；
B．在②中，金属片Z作负极、W作正极，故B错误；C．通过以上分析知，上述四种金属的活动性顺序是Y＞X＞Z＞W，故C正确；D．金属性：Y>W，如果把Y、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，构成原电池，Y是负极、W是正极，则电子流动方向为Y→导线→W，故D错误。
11．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电子移动方向
B．②电流方向
C．③电极反应
D．④溶液中离子移动方向
√
锌为负极，铜为正极，电子沿导线由锌片流向铜片，A正确；电流与电子移动方向相反，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。
12．某学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是
A．丙中Zn片增加的质量与Cu片减小的质量的比值为65∶64
B．乙与丙中锌电极上发生的反应相同
C．甲中铜片上没有气体产生
D．当乙与丙中正极生成物的质量比为1∶32时，通过外电路的电子数相等
√
丙中Zn片质量减小，Cu片质量增
加，A项错误；乙中Zn片失去电子
发生氧化反应，丙中Zn片也是失去
电子发生氧化反应，B项正确；装置甲不能形成原电池且铜不与稀硫酸反应，C项正确；乙中正极产生氢气的质量为1 g时通过外电路的电子为1 mol，丙中正极析出铜的质量为32 g时通过外电路的电子为1 mol，D项正确。
13．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(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的质量
A．①③ B．②④
C．①③⑤ D．②④⑤
√
NO不参加反应，因此c(NO)不变，②
不符合图像变化；负极反应式为Fe－
2e－===Fe2+，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56 g铁转移2 mol电子，有216 g银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量减少，⑤符合图像变化。
14．(2024·饶河县期末)原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应：
A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；
B．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
判断上述两个反应中能设计成原电池的是______(填“A”或“B”)。
B
构成原电池条件之一是能发生氧化还原反应，由方程式可知，盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应是没有元素化合价变化的非氧化还原反应，不能设计成原电池，锌与稀硫酸的反应是有元素化合价变化的氧化还原反应，能设计成原电池，故答案为B；
(2)将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是________(填字母)。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲________乙(填“>”、“<”或“＝”)。
BD
>
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式：_______________。
④当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L(设反应前后溶液体积不变)，试确定原稀硫酸的物质的量浓度为________。
Zn—2e－===Zn2+
1 mol/L
①A．由题图可知，甲装置为将化学能转化成电
能的原电池装置，乙装置没有形成闭合回路，
不属于原电池装置，故错误；B．由题图可知，
乙装置没有形成闭合回路，不属于原电池装置，
铜与稀硫酸不发生反应，所以铜片上没有明显变化，故正确；C．由题图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，金属性比铜活泼的锌为负极，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铜片质量不变，故错误；D．由题图可知，两烧杯中发生的反应都为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反应中消耗稀硫酸，溶液的氢离子浓度减小，溶液pH增大，故正确；故选BD；
②由题图可知，甲装置为将化学能转化成电能的
原电池装置，原电池反应加快反应速率，则甲烧
杯中产生气泡的速度快；③由题图可知，甲装置
为将化学能转化成电能的原电池装置，金属性比铜活泼的锌为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+；④由题图可知，乙中发生的反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，由题意可知，原稀硫酸的物质的量为 ＋0.1 mol/L×1 L× ＝0.1 mol，则溶液的浓度为 ＝1 mol/L。
15．根据原电池原理，设计水果电池和制作简易电池，体会原电池的构成要素。
【提出问题】　影响自制电池效果的因素有哪些？
【查阅资源】　电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
【实验探究】　Ⅰ.按如图连接水果电池。
Ⅱ.实验记录如下：
序号 电极 电极间距 水果种类 电流表示数(μA)
① Cu Al 2.0 cm 西红柿 78.5
② Cu Fe 2.0 cm 西红柿 70.3
③ Al Al 2.0 cm 西红柿 0
④ Cu Al 2.0 cm 柠檬 45.7
⑤ Cu Al 1.0 cm 柠檬 98.4
⑥ 石墨棒—Al 1.0 cm 柠檬 104.5
【解释与结论】
(1)实验①②③的目的是_____________________________。
对比实验①②③得出的结论是______________________________________
___________________。
(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验_____(填序号)。
对比④⑤得出的结论是__________________________________________
_____________。
在其他条件相同时，电极材料活泼性差别
探究电极材料对电池效果的影响
越大，电池效果越好
在其他条件相同时，电极间距越小，电流越大，
①④
电池效果越好
【反思与探讨】
(3)对比实验①②③可知构成水果电池的电极必须具备的条件为___________________，构成水果电池的其他要素还有_________________
_________、_____________、_____________。
形成闭合回路
两极金属活动性不同
能发生自发的氧化
还原反应
有电解质溶液
返回第2课时　化学反应与电能
[学习目标]　1.设计实验认识构成原电池的条件。　2.理解原电池的概念及工作原理，能正确判断原电池的正、负极。　3.了解原电池工作原理的应用。
任务一　火力发电——化学能间接转化为电能
1．我国目前使用的电能主要来自火力发电，其次来自水力发电。
2．火力发电的原理
通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。
3．能量转换过程
化学能热能机械能电能，其中能量转换的关键是燃烧。
4．能量转化的关键及特点
关键 燃烧(氧化还原反应)
特点 能量利用率低，污染严重
[交流研讨]　试从资源、能效、对环境的影响等方面，阐述火力发电的弊端有哪些。
提示：①化石燃料属于不可再生能源，用化石燃料发电会造成资源的浪费；②火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大；③化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NOx、粉尘等)，污染环境。
1．近年来我国的火力发电量占比超过了70%，而火力发电量中“接近90%使用的是煤炭”。如图是燃煤电厂示意图。下列叙述不正确的是(　　)
A．火力发电过程中能量主要转化的过程为化学能→热能→电能
B．用生锈铁屑处理烟囱排放废气中的CO
C．向燃煤中加入CaO能减少酸雨的形成
D．除尘器除尘利用了胶体的性质
答案：A
解析：A．火力发电是将化学能首先转化为热能，热能转化为机械能，然后转化为电能的过程，故A错误；B．在高温条件下，一氧化碳与铁锈中的氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故B正确；C．燃煤中加入CaO可以固硫，把硫元素最终转变为硫酸钙，减少二氧化硫的排放、减少酸雨的形成，故C正确；D．胶粒带电，静电除尘利用了胶体的电泳性质，故D正确；答案选A。
2．下列说法不正确的是(　　)
A．火力发电用的煤是不可再生能源
B．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源
C．电能是一种清洁、高效、便捷的一次能源
D．科学规划开发水电，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标
答案：C
解析：A．火力发电用的煤是化石能源，煤是不可再生能源，故A正确；B．煤经过气化和液化两个化学变化，可变为清洁能源，故B正确；C．电能是一种清洁、高效、便捷的二次能源，故C错误；D．科学规划开发水电，能降低化石燃料的消耗，可助力实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标，故D正确；选C。
任务二　原电池
【实验探究】
实验 装置
实验 现象 铜片：没有变化 锌片：逐渐溶解 铜片：有气泡产生 锌片：逐渐溶解 电流表：指针发生偏转
实验 结论 锌与稀硫酸反应产 生氢气，而铜不反应 导线中有电流通过， 反应过程中产生了电能
1.原电池
(1)概念：将化学能转化为电能的装置。
(2)本质：发生氧化还原反应。
2.原电池工作原理
电极名称 负极 正极
电极材料 锌片 铜片
电极反应 Zn－2e－===Zn2+ 2H＋＋2e－===H2↑
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片
电流方向 由Cu片沿导线流向Zn片
总反应的离子方程式 Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑
[交流研讨1]　结合上述实验和课本原电池原理示意图，分析说明该原电池的电极和导线、电解质溶液中的导电微粒分别是什么，并说明其移动方向。
提示：电极(锌片、铜片)和导线中的导电微粒是电子，从负极流出，经导线流向正极；电解质溶液中的导电微粒是阳离子H＋、阴离子SO，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
3．原电池的构成条件
[交流研讨2]　(1)图1装置中的铜作什么电极？铜能否用锌代替？
提示：铜作正极。不能，若用锌代替铜，两极活泼性相同，不能构成原电池。
(2)图2中将锌片换成铜，能形成原电池吗？
提示：不能，无自发进行的氧化还原反应。
(3)图2中用酒精代替稀硫酸能形成原电池吗？
提示：不能，酒精是非电解质，不导电。
构成原电池的必要条件
1．一反应：自发的氧化还原反应可设计成原电池。
2．两极：两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电的非金属)电极。
3．一液：具有电解质溶液。
4．一回路：形成闭合回路。　　
1．(2024·儋州期末)下列各组材料中，不能组成原电池的是(　　)
选项 A B C D
两极材料 Zn片、石墨 Cu片，Ag片 Zn片、Cu片 Fe片、Cu片
电解质溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸
答案：C
解析：A．锌是活泼金属，石墨能导电，锌和硫酸能自发地发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故A不
符合题意；B．两金属的活泼性不同，且铜片能自发地与AgNO3溶液发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故B不符合题意；C．两金属的活泼性不同，但是蔗糖是非电解质，所以不能形成原电池，故C符合题意；D．两金属的活泼性不同，铁和稀盐酸能自发地发生氧化还原反应，所以能形成原电池，故D不符合题意。
2.根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题。
(1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为____________(填电极名称)；铜电极的名称是____________，溶液中的Cu2+移向________(填“Cu”或“X”)电极。
(2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为__________(填电极名称)；铜电极的名称是____________，溶液中的Ag＋移向________(填“Cu”或“X”)电极。X电极上的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)负极　正极 　Cu
(2)正极　负极 　X　Ag＋＋e－===Ag
电极名称的判断方法
　　
任务三　原电池工作原理的简单应用
1．加快氧化还原反应的进行
在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，使反应加快。
2．比较金属的活动性
一般地，两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若A作负极，则金属活动性：A＞B。
3．设计原电池
一般给定氧化还原反应的还原剂作负极，氧化剂作电解质溶液，比负极活动性弱的金属或石墨等能导电的非金属作正极。
[交流研讨]　利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应设计原电池。
提示：
1．(2023·佳木斯市期中)少量的Zn与过量的稀硫酸反应制取氢气，一定温度下能加快反应速率又不影响氢气的量，可向其中加入少量的(　　)
A．CuSO4晶体 B．CH3COONa固体
C．NaHSO4晶体 D．Na2SO4溶液
答案：C
解析：A．CuSO4晶体溶于水后与Zn反应，生成ZnSO4和Cu，Zn、Cu、稀硫酸形成原电池，反应速率加快，但由于与硫酸反应的Zn量减少，生成H2的体积减少，A不符合题意；B．CH3COONa固体溶于水后，与稀硫酸反应，使溶液中c(H＋)减小，反应速率减慢，B不符合题意；C．NaHSO4晶体溶于水后，增大了溶液中的c(H＋)，加快反应速率，但对产生H2的体积不产生影响，C符合题意；D．加入Na2SO4溶液，相当于加入水，使c(H＋)减小，反应速率减慢，D不符合题意；故选C。
2．X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。判断X、Y、Z三种金属的活动性顺序，并说出你的理由。
答案：Y>X>Z。理由：根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知Y>X，根据金属活动性顺序表和置换反应原理，可知X>Z，故有Y>X>Z。
1．电能是国民生产、生活中的重要能源，如图是我国某一时期电力生产量的构成图。
下列有关火力发电的描述，正确的是(　　)
A．火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能
B．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源
C．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨
D．火力发电过程中的能量转化，热能转化为机械能是关键
答案：C
解析：火力发电过程是化学能→热能→机械能→电能，是化学能间接转化为电能，A错误；作火力发电燃料的煤为不可再生能源，B错误；在燃煤过程中，会产生大量CO2和SO2，可导致温室效应及酸雨，C正确；火力发电过程中，燃烧是关键，D错误。
2．下列图示的装置不能形成原电池的是(　　)
答案：D
解析：A．该装置中有两个活动性不同的电极，且Zn电极能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，A不符合题意；B．该装置中Zn、C的活动性不同，且Zn能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，B不符合题意；C．该装置中两个活动性不同的电极虽然没有用导线连接，但两电极直接接触，相当于用导线连接，且Fe能与稀硫酸发生氧化还原反应，所以能形成原电池，C不符合题意；D．此装置中两个电极材料都为Fe，活动性相同，不能形成原电池，D符合题意；故选D。
3.由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L-1CuCl2溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上
B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出
C．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2+＋2e－===Cu
D．闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g
答案：D
解析：闭合K，Fe与CuCl2反应生成Cu和FeCl2，其中Fe元素的化合价由0价变成＋2价，故Fe是负极，碳棒是正极。A．电子不能通过电解质溶液，A错误；B．闭合K，铁转化成Fe2+进入溶液，B错误；C．闭合K，铁转化成Fe2+进入溶液，电极反应为Fe－2e－===Fe2+，C错误；D．化学反应方程式为Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2，铁棒不断地溶解，碳棒上有金属铜析出，由以上分析可知，当转移2NA电子时，碳棒与铁棒的质量差为120 g，故当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g，D正确；故选D。
4．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中被氧化的金属是________，总反应的化学方程式为_____________________
________________________________________________________________________。
(4)A、B、C中铁被氧化由快到慢的顺序是___________________________________。
答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑　(2)正　2H＋＋2e－===H2↑　减弱　负　Fe－2e－===Fe2+　(3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑　(4)B＞A＞C
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，铁被氧化的速率加快。C能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被氧化，铁为正极，不发生变化。
课时测评10　化学反应与电能)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
题点一　获取电能的途径
1．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是(　　)
A 锂离子电池
B 太阳能集热器
C 燃气灶
D 硅太阳能电池
答案：A
解析：A．锂离子电池放电时将化学能转化为电能，A符合题意；B．太阳能集热器将太阳能转化为热能，B不符合题意；C．燃气灶将化学能转化为热能，C不符合题意；D．硅太阳能电池将光能转化为电能，D不符合题意；故选A。
2．下列叙述不正确的是(　　)
A．用天然气火力发电时，每一步都需要化学反应来完成
B．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境
C．原电池反应一定为氧化还原反应
D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
答案：A
解析：A．火力发电的过程包括：化学能热能机械能电能，后两个阶段都未发生化学变化，A项错误；B．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境，B项正确；C．原电池的反应原理为氧化还原反应，所以原电池反应一定为氧化还原反应，C项正确；D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化，D项正确；答案选A。
3．利用下列化学反应能设计成原电池的是(　　)
A．CH4＋2O2CO2＋2H2O
B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
C．Na2O＋H2O===2NaOH
D．Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
答案：A
解析：CH4＋2O2CO2＋2H2O的反应属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故A正确；CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故B错误；Na2O＋H2O===2NaOH的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故C错误；Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误。
题点二　原电池工作原理
4．将用导线连接的锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，下列叙述正确的是(　　)
A．正极有O2逸出
B．硫酸溶液的pH增大
C．电子通过导线由铜片流向锌片
D．锌片上有H2逸出
答案：B
解析：A．铜为正极，逸出氢气而不是氧气，A错误；B．该反应过程中会消耗氢离子，酸性减弱，pH增大，B正确；C．电子由负极流向正极，即通过导线由锌片流向铜片，C错误；D．铜为正极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，逸出氢气，而不是锌片，D错误；综上所述答案为B。
5.某实验兴趣小组按如图装置实验后，所记录内容正确的是(　　)
实验记录：①Cu为正极，Zn为负极；②Zn质量减少，Cu质量增加；③SO向Cu极移动；④电子流向：由Zn经导线流入Cu片； ⑤Zn电极发生还原反应； ⑥正极反应式：Cu2+＋2e－===Cu
A．②③④ B．①②④⑥
C．①②④⑤ D．②③⑤⑥
答案：B
解析：①Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，故正确；②锌为负极，发生反应：Zn－2e－===Zn2+，锌极质量减少，铜为正极，发生反应：Cu2+＋2e－===Cu，铜极质量增大，故正确；③原电池工作时，阴离子向负极移动，故错误；④电子由负极流向正极，即电子由Zn电极流向Cu电极，故正确；⑤Zn电极发生氧化反应，故错误；⑥正极发生还原反应，电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，故正确。综上所述，B正确。
6.如图所示，两电极一个为碳棒，一个为铁片，若电流计的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是(　　)
选项 a电极名称 a电极材料 烧杯溶液
A 负极 Fe 稀硫酸
B 负极 Fe 硫酸铜溶液
C 正极 碳棒 稀硫酸
D 正极 碳棒 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＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡产生，所以为正极(C)：2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为稀硫酸溶液。
7.如图所示的原电池装置，两电极分别为Zn和石墨棒，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．电流方向为X→外电路→Y→溶液→X
B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C．SO移向X电极，Y电极上有氢气产生
D．若Zn电极消耗6.5 g，外电路转移0.1 mol e－
答案：C
解析：A．电流方向与电子流动方向相反，且电流不能经过溶液，则电流方向为Y→外电路→X，A错误；B．由分析可知，两电极分别为Zn和石墨棒，则X为Zn，Y为石墨棒，B错误；C．在原电池中，阴离子向负极移动，则SO移向X电极，Y电极为正极，H＋得电子生成氢气，C正确；D．由反应可得下列关系式：Zn～2e－，若Zn电极消耗6.5 g(0.1 mol)，外电路转移0.2 mol e－，D错误；故选C。
题点三　原电池工作原理的应用
8．实验室制取氢气最好的方法是(　　)
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：含有铜和银的粗锌与稀硫酸反应时，由于发生原电池反应，生成氢气的速率加快。
9．某原电池总反应的离子方程式为2Fe3+＋Fe===3Fe2+，能实现该反应的原电池是(　　)
选项 A B C D
正极 Ag C Fe Cu
负极 Fe Fe Zn Fe
电解质溶液 FeCl3 FeCl2 Fe2(SO4)3 CuSO4
答案：A
10．现有X、Y、Z、W四种金属片，①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解；②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W极上发生还原反应；③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z。则下列选项中正确的是(　　)
A．①中金属片Y发生还原反应
B．②中金属片W作负极
C．上述四种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z＞W
D．如果把Y、W用导线相连后同时浸入稀硫酸溶液中，则电子流动方向为Y→溶液→W
答案：C
解析：原电池中，一般来说，较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极。①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解，说明X是正极、Y是负极，则金属活动性：Y>X；②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W极上发生还原反应，则W是正极、Z是负极，金属活动性：Z>W；③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z，则X是负极、Z是正极，金属活动性：X>Z，通过以上分析知，金属活动性顺序是Y>X>Z>W；A．在①中，Y是负极、X是正极，正极上H＋得电子发生还原反应，负极上Y失电子发生氧化反应，故A错误；B．在②中，金属片Z作负极、W作正极，故B错误；C．通过以上分析知，上述四种金属的活动性顺序是Y＞X＞Z＞W，故C正确；D．金属性：Y>W，如果把Y、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，构成原电池，Y是负极、W是正极，则电子流动方向为Y→导线→W，故D错误。
11．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电子移动方向
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，电子沿导线由锌片流向铜片，A正确；电流与电子移动方向相反，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。
12．某学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是(　　)
A．丙中Zn片增加的质量与Cu片减小的质量的比值为65∶64
B．乙与丙中锌电极上发生的反应相同
C．甲中铜片上没有气体产生
D．当乙与丙中正极生成物的质量比为1∶32时，通过外电路的电子数相等
答案：A
解析：丙中Zn片质量减小，Cu片质量增加，A项错误；乙中Zn片失去电子发生氧化反应，丙中Zn片也是失去电子发生氧化反应，B项正确；装置甲不能形成原电池且铜不与稀硫酸反应，C项正确；乙中正极产生氢气的质量为1 g时通过外电路的电子为1 mol，丙中正极析出铜的质量为32 g时通过外电路的电子为1 mol，D项正确。
13．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(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的质量
A．①③ B．②④
C．①③⑤ D．②④⑤
答案：C
解析：NO不参加反应，因此c(NO)不变，②不符合图像变化；负极反应式为Fe－2e－===Fe2+，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56 g铁转移2 mol电子，有216 g银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量减少，⑤符合图像变化。
14．(2024·饶河县期末)原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应：
A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；
B．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
判断上述两个反应中能设计成原电池的是______(填“A”或“B”)。
(2)将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是________(填字母)。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲________乙(填“>”、“<”或“＝”)。
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式：_____________________________
________________________________________________________________________。
④当乙中产生1.12 L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L(设反应前后溶液体积不变)，试确定原稀硫酸的物质的量浓度为________。
答案：(1)B　(2)①BD　②>　③Zn—2e－===Zn2+　④1 mol/L
解析：(1)构成原电池条件之一是能发生氧化还原反应，由方程式可知，盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应是没有元素化合价变化的非氧化还原反应，不能设计成原电池，锌与稀硫酸的反应是有元素化合价变化的氧化还原反应，能设计成原电池，故答案为B；(2)①A．由题图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，乙装置没有形成闭合回路，不属于原电池装置，故错误；B．由题图可知，乙装置没有形成闭合回路，不属于原电池装置，铜与稀硫酸不发生反应，所以铜片上没有明显变化，故正确；C．由题图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，金属性比铜活泼的锌为负极，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，铜片质量不变，故错误；D．由题图可知，两烧杯中发生的反应都为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反应中消耗稀硫酸，溶液的氢离子浓度减小，溶液pH增大，故正确；故选BD；②由题图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，原电池反应加快反应速率，则甲烧杯中产生气泡的速度快；③由题图可知，甲装置为将化学能转化成电能的原电池装置，金属性比铜活泼的锌为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+；④由题图可知，乙中发生的反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，由题意可知，原稀硫酸的物质的量为＋0.1 mol/L×1 L×＝0.1 mol，则溶液的浓度为＝1 mol/L。
15．根据原电池原理，设计水果电池和制作简易电池，体会原电池的构成要素。
【提出问题】　影响自制电池效果的因素有哪些？
【查阅资源】　电极材料，电极间距，水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
【实验探究】　Ⅰ.按如图连接水果电池。
Ⅱ.实验记录如下：
序号 电极 电极间距 水果种类 电流表示数(μA)
① Cu Al 2.0 cm 西红柿 78.5
② Cu Fe 2.0 cm 西红柿 70.3
③ Al Al 2.0 cm 西红柿 0
④ Cu Al 2.0 cm 柠檬 45.7
⑤ Cu Al 1.0 cm 柠檬 98.4
⑥ 石墨棒—Al 1.0 cm 柠檬 104.5
【解释与结论】
(1)实验①②③的目的是____________________________________________________。
对比实验①②③得出的结论是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验________(填序号)。
对比④⑤得出的结论是________________________________________________
________________________________________________________________________。
【反思与探讨】
(3)对比实验①②③可知构成水果电池的电极必须具备的条件为____________________，构成水果电池的其他要素还有________________、________________、________________。
答案：(1)探究电极材料对电池效果的影响　在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好　
(2)①④　 在其他条件相同时，电极间距越小，电流越大，电池效果越好
(3)两极金属活动性不同　能发生自发的氧化还原反应　形成闭合回路　有电解质溶液

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