资源简介 第一节 原电池第一课时 原电池的工作原理1.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是（ ）A.均发生了化学能转化为电能的过程B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高2.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净、干燥后称重，总质量为47 g。银片上发生的电极反应是（ ）A.Zn－2e－Zn2＋B.Ag－e－Ag＋C.O2＋4e－＋2H2O4OH－D.2H＋＋2e－H2↑3.如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（ ）A.当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高B.当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低C.当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低D.当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高4.某同学设计原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）A.该装置将化学能转化为电能B.负极的电极反应是Ag＋I－－e－AgIC.电池的总反应是Ag＋＋I－AgID.盐桥（含KNO3的琼脂）中N从左向右移动5.某原电池总反应为Cu＋2Ag＋Cu2＋＋2Ag，该原电池的组成物质中正确的是（ ）选项 A B C D正极 Cu Cu Ag Ag负极 Ag Ag Cu Cu电解质 AgNO3 AgCl AgNO3 AgCl6.电动势法检测溶液中c（OH－）的原理如图所示，总反应方程式为Cu＋Ag2OCuO＋2Ag。下列有关说法正确的是（ ）A.电池工作时Cu电极附近的c（OH－）增大B.由该电池反应可知，氧化性：Ag2O＞CuOC.负极的电极反应为Ag2O＋2e－2Ag＋O2－D.该电池也可以检测盐酸中c（H＋）7.图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是（ ）A.甲中电池总反应的离子方程式为Cd（s）＋Co2＋（aq）Co（s）＋Cd2＋（aq）B.反应2Ag（s）＋Cd2＋（aq）Cd（s）＋2Ag＋（aq）不能够发生C.盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子D.乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 8.银项链因表面产生硫化银而变得暗沉无光，可利用原电池原理使其恢复原貌：将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中，银项链会迅速变得光亮如新。若继续浸泡一段时间后可观察到溶液中出现白色胶状沉淀，同时产生具有臭鸡蛋气味的气体。下列叙述错误的是（ ）A.溶液中钠离子向银项链移动B.在银项链表面上的反应式为Ag2S＋2e－2Ag＋S2－C.铝箔表面的反应式为Al－3e－＋3OH－Al（OH）3D.继续浸泡时，溶液中反应的离子方程式为2Al3＋＋3S2－＋6H2O2Al（OH）3↓＋3H2S↑9.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池（如图甲），测得原电池的电流（I）随时间（t）的变化如图乙所示，已知O～t1 s时，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是（ ）A.O～t1 s时，正极的电极反应为2H＋＋N－e－NO2↑＋H2OB.O～t1 s时，溶液中的H＋向Cu电极移动C.t1 s后，负极的电极反应为Cu－2e－Cu2＋D.t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应10.为了验证Cu2＋和Fe3＋的氧化能力相对强弱，利用如图所示电池装置进行实验。（1）电池装置中，盐桥中盛装浸有高浓度电解质溶液的琼脂，要求该电解质溶液中阴、阳离子扩散速率相近，即电迁移率（u∞）尽可能相接近。已知K＋、Cl－、N的电迁移率（u∞×108/m2·s－1·V－1）分别为7.62、7.91、7.40，本实验盐桥中的电解质选择KCl，而不选KNO3的可能原因是 。（2）根据电流表指针偏向知，电流由电极材料X流出，则电极材料X可能为 。（3）一段时间后，左侧溶液中Cu2＋浓度增大，右侧溶液中Fe3＋浓度减小。则Cu电极的电极反应式为 。（4）检验右侧电极室溶液中存在Fe2＋应选用 溶液，由此可证明氧化性：Fe3＋ （填“大于”或“小于”）Cu2＋。（5）实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是 。11.（1）利用原电池反应检测金属的活动性顺序，甲、乙两组均使用镁片和铝片作电极，但甲组将电极放入6 mol·L－1的硫酸中，乙组将电极放入6 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，装置如图1所示。①写出甲电池中正极的电极反应式： 。在标准状况下，正极产生33.6 L气体，得 mol电子。②乙电池中负极为 ，总反应的离子方程式为 。③由此实验，可得到的正确结论有 （填字母）。A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B.镁的金属活动性不一定比铝的强C.该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有利用价值D.该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析（2）某原电池装置如图2所示，电池总反应为2Ag＋Cl22AgCl，当电路中转移a mol电子时，交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。交换膜右侧溶液中c（HCl） （填“＞”“＜”或“＝”）1 mol·L－1（忽略溶液体积变化）。 图2第一课时 原电池的工作原理1.B 两个装置都为原电池装置，均发生了化学能转化成电能的过程，A正确；锌比铜活泼，根据原电池的工作原理知，锌作负极，铜作正极，铜本身不是反应物，B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，C正确；图乙装置中含有盐桥，防止了Zn和CuSO4的直接接触，减少了内部损耗，能量利用效率更高，D正确。2.D 锌能与稀硫酸反应，银不反应，则锌片、银片和稀硫酸组成的原电池中Zn作负极，Ag作正极，正极上H＋得电子生成H2，正极反应式为2H＋＋2e－H2↑，选D。3.A 杠杆为导体时，该装置形成原电池，Fe为负极、Cu为正极，A、B、C三个选项中Fe均会溶解，质量减轻，所以B端高；杠杆为绝缘体时，不形成原电池，D选项中只在铁球上发生Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu的反应，铁球质量增加，B端低。4.D A项，经分析，该装置是原电池装置，则该装置将化学能转化为电能，正确；B项，根据电子的移动方向，可以推断出左侧电极为负极，该电极反应为Ag＋I－－e－AgI，正确；C项，该电池中，只有Ag＋和I－反应，所以总反应是Ag＋＋I－AgI，正确；D项，左侧电极为负极，右侧电极为正极，N带负电荷，向负极移动，所以应该是从右向左移动，错误。5.C 由原电池总反应方程式：Cu＋2Ag＋Cu2＋＋2Ag可知，该原电池的负极为Cu，负极的电极反应式为Cu－2e－Cu2＋，在正极上溶液中的Ag＋得到电子被还原为Ag单质，电解质溶液可以是可溶、易电离的银盐AgNO3溶液等，正极的电极材料可以是活动性比Cu弱的金属Ag或石墨等惰性电极，选C。6.B 电池负极的电极反应为Cu＋2OH－－2e－CuO＋H2O，由该电极反应可知，电池工作时Cu电极附近的c（OH－）减小，A、C项错误；盐酸能与Ag2O发生反应，电池将不能正常工作，D项错误。7.C 根据甲图知，Cd失去电子，Co2＋得到电子，所以其电池反应的离子方程式为Cd（s）＋Co2＋（aq）Co（s）＋Cd2＋（aq），A正确；根据乙图知，Co失去电子，Ag＋得到电子，所以金属活动性强弱顺序为Cd＞Co＞Ag，因此反应2Ag（s）＋Cd2＋（aq）Cd（s）＋2Ag＋（aq）不能发生，B正确；原电池放电时，盐桥中的阴、阳离子定向移动而构成闭合回路，且使两溶液中电荷平衡，所以盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性，电子不能通过溶液传递，且盐桥中不能装含氯化钾的琼脂，因为Cl－＋Ag＋AgCl↓，C错误；根据Co（s）＋2Ag＋（aq）2Ag（s）＋Co2＋（aq）知，当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出，D正确。8.C 将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中，形成原电池，铝箔为负极，反应式为Al－3e－Al3＋，正极为硫化银，反应式为Ag2S＋2e－2Ag＋S2－，钠离子向正极移动，即向银项链移动，A、B正确，C错误；继续浸泡时，溶液中含有铝离子和硫离子，发生双水解，故反应的离子方程式为2Al3＋＋3S2－＋6H2O2Al（OH）3↓＋3H2S↑，D正确。9.A 原电池的正极发生还原反应，电极反应为2H＋＋N＋e－NO2↑＋H2O，A错误；在O～t1 s 时，铝作负极，在电场作用下，阳离子向电池正极移动，即溶液中的H＋向Cu电极移动，B正确；由图乙得t1 s时刻电流方向改变，说明电池的负极发生变化，所以t1 s后，负极的电极反应为Cu－2e－Cu2＋，C正确；t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应，D正确。10.（1）N在酸性环境下可以和Cu发生反应（2）石墨、银、铂、金等（或惰性材料） （3）Cu－2e－Cu2＋ （4）K3[Fe（CN）6] 大于 （5）增大接触面积，提高电极活性解析：（1）N在酸性环境下可以和Cu发生反应，所以选择电迁移率相差较大的KCl而不选电迁移率相差较小的KNO3。（2）电流由电极材料X流出，说明X是正极，则电极材料X可能为石墨、银、铂、金等（或惰性材料）。（3）一段时间后，左侧溶液中Cu2＋浓度增大，说明Cu电极失电子生成Cu2＋，电极反应式为Cu－2e－Cu2＋。（4）Fe2＋与K3[Fe（CN）6]溶液反应生成蓝色沉淀，检验右侧电极室溶液中存在Fe2＋应选用K3[Fe（CN）6]溶液，由此可知总反应为2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，证明氧化性：Fe3＋大于Cu2＋。（5）实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是增大接触面积，提高电极活性。11.（1）①2H＋＋2e－H2↑ 3 ②铝片 2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑ ③AD （2）2a ＞解析：（1）①甲电池中，镁失电子作负极，Al作正极，正极电极反应式为2H＋＋2e－H2↑；标准状况下，33.6 L氢气的物质的量为1.5 mol，则正极生成1.5 mol氢气得3 mol电子。②碱性介质中镁不反应，铝失电子作负极，镁作正极，该原电池反应的实质是Al和NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，总反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑。③镁的金属活动性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，B错误；该实验说明电解质溶液的性质影响电池的正、负极，不能说明金属活动性顺序错误、没有实用价值，C错误。（2）负极电极反应式为Ag－e－＋Cl－AgCl，原电池工作时，电路中转移a mol电子，则负极消耗a mol Cl－，形成闭合回路移向正极的n（H＋）为a mol，所以负极区即交换膜左侧溶液中约减少2a mol离子；正极区电极反应式为Cl2＋2e－2Cl－，生成n（HCl）＝a mol，所以交换膜右侧溶液c（HCl）增大，即交换膜右侧溶液c（HCl）＞1 mol·L－1。4 / 4第一节 原电池第一课时 原电池的工作原理课程 标准 1.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 2.能正确判断原电池的电极并书写电极反应。 3.认识化学能转化成电能的实际意义及其重要应用分点突破（一） 原电池及其工作原理 用锌片、铜片、CuSO4溶液、ZnSO4溶液及装有KCl饱和溶液的盐桥组成下面甲、乙两套装置，观察到甲、乙两装置中的电流表 的指针均发生了偏转。 【交流讨论】1.装置乙是由两个半电池组成的，请指出原电池的正、负极，并写出电极反应。2.装置乙中电子在导线中的移动方向是 ，盐桥中的K＋、Cl－的移动方向是 。3.装置乙中取出盐桥，电流表的指针的变化是 ，出现这种现象的原因是 ，由此总结盐桥的作用是 。4.装置甲中观察到锌片逐渐溶解，表面有少量红色固体析出，该红色固体的成分是 ，装置甲的最大缺点是 。1.原电池的工作原理简图电子移动方向 从负极流出，沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动若有盐桥 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区若有交换膜 离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极2.原电池的构成条件名师点拨（1）电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动；离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动。原电池中的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象地描述为“电子不下水，离子不上岸”。（2）带盐桥的原电池装置中，负极半电池：还原性强的材料作负极，失去电子被氧化；正极半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得到电子被还原，其中盐桥不能用导线代替。1.如图所示的装置中，能形成原电池的是（ ）A BC D2.用铜片、银片设计成如图所示的一个原电池，其中盐桥里装有含KNO3饱和溶液的琼脂。下列说法正确的是（ ）A.外电路中电子由铜片流向银片B.盐桥可以用装有含KCl饱和溶液的琼脂代替C.银片上发生的反应是Ag－e－Ag＋D.电路中每转移2 mol e－，正极增重108 g分点突破（二） 原电池原理的应用1.根据原电池原理如何比较 Fe、Cu两种金属的活泼性强弱？2.请设计原电池，证明还原性：Cd（镉）＞Co（钴）＞Ag（银），氧化性：Ag＋＞Co2＋＞Cd2＋。在下面的方框内画出原电池的装置图（带盐桥），标出原电池的电极材料和电解质溶液。原电池设计的思维步骤（1）首先将已知氧化还原反应拆分为两极反应式。氧化反应：还原剂－ne－氧化产物（负极反应式）；还原反应：氧化剂＋ne－还原产物（正极反应式）；正极反应式＋负极反应式＝电池的总反应式。（2）根据原电池的电池反应特点，结合两极反应式找出正、负极材料及电解质溶液。①电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质（如空气中的氧气）能与负极发生反应。②电极材料的选择：在原电池中，一般选择活泼性较强的金属作为负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作为正极。负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化，氧化性物质在正极上得到电子被还原。 1.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象 a质量减小；b质量增加 b有气体产生；c无变化 d溶解；c有气体产生 电流从a流向d由此可判断这四种金属的活动性顺序是（ ）A.a＞b＞c＞d B.b＞c＞d＞aC.d＞a＞b＞c D.a＞b＞d＞c2.控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被氧化C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为正极分点突破（三） 原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写方法（一般情况下）负极：负极材料失电子生成相应离子，发生氧化反应；正极：电解质溶液中阳离子在正极上得电子，发生还原反应；总反应式：依据得失电子守恒配平上述两极反应式，然后相加。1.基础原电池（1）Mg-Al-NaOH溶液负极： ；正极： ；总反应：2Al＋2OH－＋6H2O2[Al（OH）4]－＋3H2↑。（2）铁—铜—稀硝酸负极： ；正极： ；总反应： 。2.带盐桥的原电池某兴趣小组为了提高电池的效率设计了如图所示的原电池。请回答下列问题。（1）若X是AlCl3溶液，Y是稀硫酸，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片（ ） ，Cu片（ ） 。（2）若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片（ ） ，Cu片（ ） 。原电池能量转化效率的实验探究（探究与创新）【典例1】 设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq），铜片，铁片，锌片和导线。（1）完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。（2）铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极有什么现象？（3）甲、乙两种原电池中更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。【典例2】 查阅资料：利用数字化传感器测双液电池的电流，发现电流虽然稳定，但是电流较低，原因是使用盐桥：①离子运动的距离长，长度L大，②离子运动的通道窄，横截面积S小。因此可以通过缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积的方法进行改进，又设计了以下装置：装置中间是交换膜，常见的交换膜有阳离子交换膜（只允许阳离子通过）、阴离子交换膜（只允许阴离子通过）、质子交换膜（只允许H＋通过）。（1）离子交换膜的作用是 。（2）上述装置中若是阴离子交换膜，当外电路中通过0.2 mol电子时，有 mol S通过交换膜，CuSO4溶液的质量变化是 。【规律方法】1.单池电池中由于负极与电解质溶液直接接触，导致部分化学能转化为热能，故单池电池中化学能转化为电能的效率低于双池电池。2.原电池中的正、负极不能只依据金属的活动性判断，还与电解质溶液有关。【迁移应用】1.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后，甲池的c（S）减小C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡2.探究化学反应中的能量转化，实验装置（装置中的试剂及用量完全相同）及实验数据如下（注：50 mL注射器用于收集气体并读取气体体积）。 项目 时间/ min 装置① 装置②气体体积/mL 溶液温度/℃ 气体体积/mL 溶液温度/℃0 0 22.0 0 22.08.5 30 24.8 50 23.810.5 50 26.0 － －下列说法不正确的是（ ）A.装置①中的Cu表面无气泡产生，而装置②中的Cu表面有气泡B.装置①和②中发生反应的离子方程式都为Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑C.原电池反应能加快化学反应速率，导致装置①中反应的平均速率比装置②中的小D.由实验数据可知，原电池的化学能全部转化为电能1.下列说法正确的是（ ）A.构成原电池正极和负极的材料必须是金属B.在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C.实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能2.为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图两个实验（图Ⅰ、图Ⅱ中除连接的铜棒不同外，其他均相同），下列说法中不正确的是（ ）A.两个实验均能表明锌和稀硫酸反应的ΔH＜0B.图Ⅰ中锌棒溶解的速率比图Ⅱ的慢C.图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温D.图Ⅰ中气泡产生于锌棒表面，图Ⅱ中的气泡产生于铜棒表面3.向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系如图所示，正确的是（ ）4.某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO42MnSO4＋5Fe2（SO4）3＋K2SO4＋8H2O设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：（1）此原电池的正极是石墨 （填“a”或“b”），发生 反应。（2）电池工作时，盐桥中的S移向 （填“甲”或“乙”）烧杯。（3）写出两烧杯中的电极反应式：甲 ，乙 。（4）若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1时反应中转移的电子为 mol。第一课时 原电池的工作原理【基础知识·准落实】分点突破（一）探究活动交流讨论1.提示：Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－Zn2＋；Cu电极为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－Cu。2.提示：Zn（负极）→电流表→Cu（正极） Cl－移向负极，K＋移向正极3.提示：不再发生偏转 取出盐桥后，不能形成闭合回路，不能形成原电池，故电流表指针停止偏转 ①形成闭合回路；②保持溶液中电荷守恒，使电池反应能持续发生4.提示：铜 装置甲中Zn片与CuSO4溶液直接接触发生反应，造成一部分负极材料Zn的损耗，故装置甲中产生的电量少自主练习1.C A项，该装置没有形成闭合回路，不能形成原电池；B项，乙醇属于非电解质，乙醇溶液不是电解质溶液，不能形成原电池；D项，铜和银均不与氢氧化钠溶液反应，该装置不存在自发的氧化还原反应，不能形成原电池。2.A 该原电池中，铜片作负极，在反应中失去电子，电极反应式为Cu－2e－Cu2＋，银片为正极，在反应中得到电子，电极反应式为Ag＋＋e－Ag，C错误；电子从负极通过外电路流向正极，则外电路中电子由铜片流向银片，A正确；用装有含KCl饱和溶液的琼脂代替，正极端的氯离子会与银离子反应，生成沉淀，B错误；电路中每转移2 mol e－，生成2 mol Ag，则正极增重216 g，D错误。分点突破（二）探究活动1.提示：将铁片和铜片用导线连接浸入稀硫酸中，发现铁片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生，说明铁比铜活泼。2.提示：自主练习1.C 由第一个装置a溶解可知，a是负极，金属活动性：a＞b；第二个装置依据氧化性、还原性的规律推出金属活动性：b＞c；第三个装置的金属活动性：d＞c；由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性：d＞a。综上所述，这四种金属的活动性顺序是d＞a＞b＞c。2.B 由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3＋得到电子变为Fe2＋被还原，I－失去电子变为I2被氧化，A项正确，B项错误；电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；在甲中溶入FeCl2固体，对于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，此时Fe2＋被氧化，I2被还原，故甲中的石墨电极为负极，乙中的石墨电极为正极，D项正确。分点突破（三）自主练习1.（1）Al－3e－＋4OH－[Al（OH）4]－ 2H2O＋2e－H2↑＋2OH－（2）Fe－3e－Fe3＋ N＋4H＋＋3e－NO↑＋2H2O Fe＋N＋4H＋Fe3＋＋NO↑＋2H2O2.（1）负极 Al－3e－Al3＋正极 2H＋＋2e－H2↑（2）正极 N＋e－＋2H＋NO2↑＋H2O负极 Cu－2e－Cu2＋解析：（1）该原电池中，Al易失电子发生氧化反应而作负极、Cu作正极；负极上Al失电子生成铝离子进入溶液，所以负极反应式为Al－3e－Al3＋，正极是氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H＋＋2e－H2↑。（2）Al和浓硝酸发生钝化现象，Cu和浓硝酸的反应是自发的放热的氧化还原反应，所以能构成原电池，Cu失电子作负极、Al作正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为N＋e－＋2H＋NO2↑＋H2O，负极反应式为Cu－2e－Cu2＋。【关键能力·细培养】【典例1】 提示：（1）（下列三幅图中，作出任意一幅即可）（2）电极逐渐溶解。（3）甲 乙池的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；甲池的负极不与所接触的电解质溶液发生化学反应，化学能在转化为电能时损耗较小【典例2】 提示：（1）隔开溶液，允许某些离子通过，起到导电作用，构成闭合回路（2）0.1 减少16 g当外电路中通过0.2 mol电子时，CuSO4溶液中有0.1 mol Cu2＋（即6.4 g）得电子析出，有0.1 mol S（即9.6 g）迁移到左侧，故CuSO4溶液质量减少16 g。迁移应用1.C A项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，S不参加电极反应，故甲池中c（S）基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn－2e－Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－Cu，甲池中的Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中的电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，就有65 g Zn2＋进入乙池，乙池溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。2.D A项，装置②中的Cu表面有气泡产生，是原电池的正极，而装置①中的Cu表面无气泡，Zn表面有气泡，正确；B项，装置①为锌与稀硫酸的反应，离子方程式为Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑；装置②为Zn、Cu与稀硫酸形成的原电池，总反应式为Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，正确；C项，基于表格数据信息的证据推理可知，收集相同体积的气体，装置②需要的时间更短，故原电池反应能加快化学反应速率，正确；D项，根据装置②的实验数据可知，化学能有一部分转化为热能，而不是全部转化为电能，表现在温度升高上，也是基于证据的推理，错误。【教学效果·勤检测】1.C 构成原电池的电极材料可以是导电的非金属，如碳棒，A错误；在原电池中，电子流出的一极是负极，失电子被氧化，B错误；粗锌中含有杂质，与稀硫酸可构成原电池，增大反应速率，C正确；原电池中的能量除转化为电能外，还有部分转化为热能等，D错误。2.C A项，图Ⅰ装置溶液温度升高；图Ⅱ装置铜片上有气泡，说明形成原电池，化学能转化为电能，两个实验均能表明锌和稀硫酸反应的ΔH＜0，正确；B项，图Ⅱ构成原电池，图Ⅰ中锌棒溶解的速率比图Ⅱ的慢，正确；C项，图Ⅰ中化学能主要转化为热能，图Ⅱ中化学能主要转化为电能，温度计的示数不相等，错误；D项，图Ⅰ中氢离子在锌棒表面得电子生成氢气，气泡产生于锌棒表面；图Ⅱ构成原电池，氢离子在铜片表面得电子生成氢气，气泡产生于铜棒表面，正确。3.A Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑，若向a中加入少量的CuSO4溶液，发生反应Zn＋CuSO4Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附着在Zn上，又构成无数微小的Zn-Cu原电池，增大了Zn与稀硫酸的反应速率，所以Zn与稀硫酸反应时，加入CuSO4反应速率增大，应先反应完，但因Cu2＋消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。4.（1）a 还原 （2）乙 （3）Mn＋5e－＋8H＋Mn2＋＋4H2O Fe2＋－e－Fe3＋ （4）0.5解析：（1）根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4为氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。（2）电池工作时，S向负极移动，即向乙烧杯移动。（3）甲烧杯中的电极反应式为Mn＋5e－＋8H＋Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为Fe2＋－e－Fe3＋。（4）溶液中的MnSO4浓度由1 mol·L－1变为1.5 mol·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成MnSO4的物质的量为0.5 mol·L－1×0.2 L＝0.1 mol，转移的电子为0.1 mol×5＝0.5 mol。7 / 7(共85张PPT)第一课时 原电池的工作原理课程 标准 1.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。2.能正确判断原电池的电极并书写电极反应。3.认识化学能转化成电能的实际意义及其重要应用目 录1、基础知识·准落实2、关键能力·细培养3、教学效果·勤检测4、学科素养·稳提升基础知识·准落实1梳理归纳 高效学习分点突破（一） 原电池及其工作原理 用锌片、铜片、CuSO4溶液、ZnSO4溶液及装有KCl饱和溶液的盐桥组成下面甲、乙两套装置，观察到甲、乙两装置中的电流表 的指针均发生了偏转。1. 装置乙是由两个半电池组成的，请指出原电池的正、负极，并写出电极反应。提示：Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－ Zn2＋；Cu电极为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－ Cu。2. 装置乙中电子在导线中的移动方向是 ，盐桥中的K＋、Cl－的移动方向是 。提示：Zn（负极）→电流表→Cu（正极） Cl－移向负极，K＋移向正极【交流讨论】3. 装置乙中取出盐桥，电流表的指针的变化是 ，出现这种现象的原因是 ，由此总结盐桥的作用是 。提示：不再发生偏转 取出盐桥后，不能形成闭合回路，不能形成原电池，故电流表指针停止偏转 ①形成闭合回路；②保持溶液中电荷守恒，使电池反应能持续发生4. 装置甲中观察到锌片逐渐溶解，表面有少量红色固体析出，该红色固体的成分是 ，装置甲的最大缺点是 。提示：铜 装置甲中Zn片与CuSO4溶液直接接触发生反应，造成一部分负极材料Zn的损耗，故装置甲中产生的电量少1. 原电池的工作原理简图电子移动方向 从负极流出，沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液离子移动方向 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，离子只能在电解质溶液中移动，不能在导线上移动若有 盐桥 盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区若有交换膜 离子可选择性通过交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极2. 原电池的构成条件名师点拨（1）电子只能在导线中流动而不能在溶液中流动；离子只能在溶液中移动而不能在导线中移动。原电池中的内电路和外电路分别通过离子的移动和电子的流动而形成闭合回路，可形象地描述为“电子不下水，离子不上岸”。（2）带盐桥的原电池装置中，负极半电池：还原性强的材料作负极，失去电子被氧化；正极半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得到电子被还原，其中盐桥不能用导线代替。1. 如图所示的装置中，能形成原电池的是（ ）A BC D解析： A项，该装置没有形成闭合回路，不能形成原电池；B项，乙醇属于非电解质，乙醇溶液不是电解质溶液，不能形成原电池；D项，铜和银均不与氢氧化钠溶液反应，该装置不存在自发的氧化还原反应，不能形成原电池。2. 用铜片、银片设计成如图所示的一个原电池，其中盐桥里装有含KNO3饱和溶液的琼脂。下列说法正确的是（ ）A. 外电路中电子由铜片流向银片B. 盐桥可以用装有含KCl饱和溶液的琼脂代替C. 银片上发生的反应是Ag－e－ Ag＋D. 电路中每转移2 mol e－，正极增重108 g解析： 该原电池中，铜片作负极，在反应中失去电子，电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋，银片为正极，在反应中得到电子，电极反应式为Ag＋＋e－ Ag，C错误；电子从负极通过外电路流向正极，则外电路中电子由铜片流向银片，A正确；用装有含KCl饱和溶液的琼脂代替，正极端的氯离子会与银离子反应，生成沉淀，B错误；电路中每转移2 mol e－，生成2 molAg，则正极增重216 g，D错误。分点突破（二） 原电池原理的应用1. 根据原电池原理如何比较 Fe、Cu两种金属的活泼性强弱？提示：将铁片和铜片用导线连接浸入稀硫酸中，发现铁片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生，说明铁比铜活泼。2. 请设计原电池，证明还原性：Cd（镉）＞Co（钴）＞Ag（银），氧化性：Ag＋＞Co2＋＞Cd2＋。在下面的方框内画出原电池的装置图（带盐桥），标出原电池的电极材料和电解质溶液。提示：原电池设计的思维步骤 （1）首先将已知氧化还原反应拆分为两极反应式。氧化反应：还原剂－ n e－ 氧化产物（负极反应式）；还原反应：氧化剂＋ n e－ 还原产物（正极反应式）；正极反应式＋负极反应式＝电池的总反应式。（2）根据原电池的电池反应特点，结合两极反应式找出正、负极材料及电解质溶液。①电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质（如空气中的氧气）能与负极发生反应。②电极材料的选择：在原电池中，一般选择活泼性较强的金属作为负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作为正极。负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化，氧化性物质在正极上得到电子被还原。1. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验 装置部分实验 现象 a质量减小；b质量增加 b有气体产生；c无变化 d溶解；c有气体产生 电流从a流向d由此可判断这四种金属的活动性顺序是（ ）A. a＞b＞c＞d B. b＞c＞d＞aC. d＞a＞b＞c D. a＞b＞d＞c解析： 由第一个装置a溶解可知，a是负极，金属活动性：a＞b；第二个装置依据氧化性、还原性的规律推出金属活动性：b＞c；第三个装置的金属活动性：d＞c；由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性：d＞a。综上所述，这四种金属的活动性顺序是d＞a＞b＞c。2. 控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被氧化C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为正极解析： 由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3＋得到电子变为Fe2＋被还原，I－失去电子变为I2被氧化，A项正确，B项错误；电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；在甲中溶入FeCl2固体，对于2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，此时Fe2＋被氧化，I2被还原，故甲中的石墨电极为负极，乙中的石墨电极为正极，D项正确。分点突破（三） 原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写方法（一般情况下）负极：负极材料失电子生成相应离子，发生氧化反应；正极：电解质溶液中阳离子在正极上得电子，发生还原反应；总反应式：依据得失电子守恒配平上述两极反应式，然后相加。1. 基础原电池（1）Mg-Al-NaOH溶液负极： ；正极： ；总反应：2Al＋2OH－＋6H2O 2[Al（OH）4]－＋3H2↑。Al－3e－＋4OH－ [Al（OH）4]－ 2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－ （2）铁—铜—稀硝酸负极： ；正极： ；总反应： 。Fe－3e－ Fe3＋ N ＋4H＋＋3e－ NO↑＋2H2O Fe＋N ＋4H＋ Fe3＋＋NO↑＋2H2O 2. 带盐桥的原电池某兴趣小组为了提高电池的效率设计了如图所示的原电池。请回答下列问题。（1）若X是AlCl3溶液，Y是稀硫酸，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片（ 负极 ） ，Cu片（ 正极 ） 。解析：该原电池中，Al易失电子发生氧化反应而作负极、Cu作正极；负极上Al失电子生成铝离子进入溶液，所以负极反应式为Al－3e－ Al3＋，正极是氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H＋＋2e－ H2↑。负极Al－3e－ Al3＋ 正极2H＋＋2e－ H2↑ （2）若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片（ 正极 ） ，Cu片（ 负极 ） 。正极N ＋e－＋2H＋ NO2↑＋H2O 负极Cu－2e－ Cu2＋ 解析：Al和浓硝酸发生钝化现象，Cu和浓硝酸的反应是自发的放热的氧化还原反应，所以能构成原电池，Cu失电子作负极、Al作正极，正极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为N ＋e－＋2H＋ NO2↑＋H2O，负极反应式为Cu－2e－Cu2＋。关键能力·细培养2互动探究 深化认知原电池能量转化效率的实验探究（探究与创新）【典例1】 设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq），铜片，铁片，锌片和导线。（1）完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。提示：（下列三幅图中，作出任意一幅即可）（2）铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极有什么现象？提示：电极逐渐溶解。（3）甲、乙两种原电池中更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。提示：甲 乙池的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；甲池的负极不与所接触的电解质溶液发生化学反应，化学能在转化为电能时损耗较小【典例2】 查阅资料：利用数字化传感器测双液电池的电流，发现电流虽然稳定，但是电流较低，原因是使用盐桥：①离子运动的距离长，长度 L 大，②离子运动的通道窄，横截面积 S小。因此可以通过缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积的方法进行改进，又设计了以下装置：装置中间是交换膜，常见的交换膜有阳离子交换膜（只允许阳离子通过）、阴离子交换膜（只允许阴离子通过）、质子交换膜（只允许H＋通过）。（1）离子交换膜的作用是 。提示：隔开溶液，允许某些离子通过，起到导电作用，构成闭合回路（2）上述装置中若是阴离子交换膜，当外电路中通过0.2 mol电子时，有 mol S 通过交换膜，CuSO4溶液的质量变化是 。提示：0.1 减少16 g当外电路中通过0.2 mol电子时，CuSO4溶液中有0.1 mol Cu2＋（即6.4 g）得电子析出，有0.1 mol S （即9.6 g）迁移到左侧，故CuSO4溶液质量减少16 g。【规律方法】1. 单池电池中由于负极与电解质溶液直接接触，导致部分化学能转化为热能，故单池电池中化学能转化为电能的效率低于双池电池。2. 原电池中的正、负极不能只依据金属的活动性判断，还与电解质溶液有关。1. 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）A. 铜电极上发生氧化反应B. 电池工作一段时间后，甲池的 c （S ）减小C. 电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D. 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡【迁移应用】解析： A项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，S 不参加电极反应，故甲池中 c （S ）基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn－2e－ Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－ Cu，甲池中的Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中的电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，就有65 g Zn2＋进入乙池，乙池溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。2. 探究化学反应中的能量转化，实验装置（装置中的试剂及用量完全相同）及实验数据如下（注：50 mL注射器用于收集气体并读取气体体积）。 项目 时间/ min 装置① 装置②气体体 积/mL 溶液温 度/℃ 气体体 积/mL 溶液温度/℃0 0 22.0 0 22.08.5 30 24.8 50 23.810.5 50 26.0 － －A. 装置①中的Cu表面无气泡产生，而装置②中的Cu表面有气泡B. 装置①和②中发生反应的离子方程式都为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑C. 原电池反应能加快化学反应速率，导致装置①中反应的平均速率比装置②中的小D. 由实验数据可知，原电池的化学能全部转化为电能下列说法不正确的是（ ）解析： A项，装置②中的Cu表面有气泡产生，是原电池的正极，而装置①中的Cu表面无气泡，Zn表面有气泡，正确；B项，装置①为锌与稀硫酸的反应，离子方程式为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑；装置②为Zn、Cu与稀硫酸形成的原电池，总反应式为Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑，正确；C项，基于表格数据信息的证据推理可知，收集相同体积的气体，装置②需要的时间更短，故原电池反应能加快化学反应速率，正确；D项，根据装置②的实验数据可知，化学能有一部分转化为热能，而不是全部转化为电能，表现在温度升高上，也是基于证据的推理，错误。教学效果·勤检测3强化技能 查缺补漏1. 下列说法正确的是（ ）A. 构成原电池正极和负极的材料必须是金属B. 在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C. 实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应D. 原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析： 构成原电池的电极材料可以是导电的非金属，如碳棒，A错误；在原电池中，电子流出的一极是负极，失电子被氧化，B错误；粗锌中含有杂质，与稀硫酸可构成原电池，增大反应速率，C正确；原电池中的能量除转化为电能外，还有部分转化为热能等，D错误。2. 为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如图两个实验（图Ⅰ、图Ⅱ中除连接的铜棒不同外，其他均相同），下列说法中不正确的是（ ）A. 两个实验均能表明锌和稀硫酸反应的Δ H ＜0B. 图Ⅰ中锌棒溶解的速率比图Ⅱ的慢C. 图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温D. 图Ⅰ中气泡产生于锌棒表面，图Ⅱ中的气泡产生于铜棒表面解析： A项，图Ⅰ装置溶液温度升高；图Ⅱ装置铜片上有气泡，说明形成原电池，化学能转化为电能，两个实验均能表明锌和稀硫酸反应的Δ H ＜0，正确；B项，图Ⅱ构成原电池，图Ⅰ中锌棒溶解的速率比图Ⅱ的慢，正确；C项，图Ⅰ中化学能主要转化为热能，图Ⅱ中化学能主要转化为电能，温度计的示数不相等，错误；D项，图Ⅰ中氢离子在锌棒表面得电子生成氢气，气泡产生于锌棒表面；图Ⅱ构成原电池，氢离子在铜片表面得电子生成氢气，气泡产生于铜棒表面，正确。3. 向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量的CuSO4溶液，产生H2的体积 V （L）与时间 t （min）的关系如图所示，正确的是（ ）解析： Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2↑，若向a中加入少量的CuSO4溶液，发生反应Zn＋CuSO4 Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附着在Zn上，又构成无数微小的Zn-Cu原电池，增大了Zn与稀硫酸的反应速率，所以Zn与稀硫酸反应时，加入CuSO4反应速率增大，应先反应完，但因Cu2＋消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。4. 某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO42MnSO4＋5Fe2（SO4）3＋K2SO4＋8H2O设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：（1）此原电池的正极是石墨 （填“a”或“b”），发生 反应。解析：根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4为氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。a 还原 （2）电池工作时，盐桥中的S 移向 （填“甲”或“乙”）烧杯。解析：电池工作时，S 向负极移动，即向乙烧杯移动。乙 （3）写出两烧杯中的电极反应式：甲 ，乙 。解析：甲烧杯中的电极反应式为Mn ＋5e－＋8H＋ Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为Fe2＋－e－ Fe3＋。Mn ＋5e－＋8H＋ Mn2＋＋4H2O Fe2＋－e－ Fe3＋ （4）若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1时反应中转移的电子为 mol。解析：溶液中的MnSO4浓度由1 mol·L－1变为1.5 mol·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成MnSO4的物质的量为0.5mol·L－1×0.2 L＝0.1 mol，转移的电子为0.1 mol×5＝0.5 mol。0.5 学科素养·稳提升4内化知识 知能升华12345678910111. 下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是（ ）A. 均发生了化学能转化为电能的过程5B. Zn和Cu既是电极材料又是反应物C. 工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD. 相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高解析： 两个装置都为原电池装置，均发生了化学能转化成电能的过程，A正确；锌比铜活泼，根据原电池的工作原理知，锌作负极，铜作正极，铜本身不是反应物，B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，C正确；图乙装置中含有盐桥，防止了Zn和CuSO4的直接接触，减少了内部损耗，能量利用效率更高，D正确。12345678910112. 将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净、干燥后称重，总质量为47 g。银片上发生的电极反应是（ ）A. Zn－2e－ Zn2＋B. Ag－e－ Ag＋C. O2＋4e－＋2H2O 4OH－D. 2H＋＋2e－ H2↑1234567891011解析： 锌能与稀硫酸反应，银不反应，则锌片、银片和稀硫酸组成的原电池中Zn作负极，Ag作正极，正极上H＋得电子生成H2，正极反应式为2H＋＋2e－ H2↑，选D。12345678910113. 如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（ ）A. 当M为CuSO4、杠杆为导体时，A端低，B端高B. 当M为AgNO3、杠杆为导体时，A端高，B端低C. 当M为盐酸、杠杆为导体时，A端高，B端低D. 当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，A端低、B端高1234567891011解析： 杠杆为导体时，该装置形成原电池，Fe为负极、Cu为正极，A、B、C三个选项中Fe均会溶解，质量减轻，所以B端高；杠杆为绝缘体时，不形成原电池，D选项中只在铁球上发生Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu的反应，铁球质量增加，B端低。12345678910114. 某同学设计原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）A. 该装置将化学能转化为电能B. 负极的电极反应是Ag＋I－－e－ AgIC. 电池的总反应是Ag＋＋I－ AgID. 盐桥（含KNO3的琼脂）中N 从左向右移动1234567891011解析： A项，经分析，该装置是原电池装置，则该装置将化学能转化为电能，正确；B项，根据电子的移动方向，可以推断出左侧电极为负极，该电极反应为Ag＋I－－e－ AgI，正确；C项，该电池中，只有Ag＋和I－反应，所以总反应是Ag＋＋I－ AgI，正确；D项，左侧电极为负极，右侧电极为正极，N 带负电荷，向负极移动，所以应该是从右向左移动，错误。12345678910115. 某原电池总反应为Cu＋2Ag＋ Cu2＋＋2Ag，该原电池的组成物质中正确的是（ ）选项 A B C D正极 Cu Cu Ag Ag负极 Ag Ag Cu Cu电解质 AgNO3 AgCl AgNO3 AgCl1234567891011解析： 由原电池总反应方程式：Cu＋2Ag＋ Cu2＋＋2Ag可知，该原电池的负极为Cu，负极的电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋，在正极上溶液中的Ag＋得到电子被还原为Ag单质，电解质溶液可以是可溶、易电离的银盐AgNO3溶液等，正极的电极材料可以是活动性比Cu弱的金属Ag或石墨等惰性电极，选C。12345678910116. 电动势法检测溶液中 c （OH－）的原理如图所示，总反应方程式为Cu＋Ag2O CuO＋2Ag。下列有关说法正确的是（ ）A. 电池工作时Cu电极附近的 c （OH－）增大B. 由该电池反应可知，氧化性：Ag2O＞CuOC. 负极的电极反应为Ag2O＋2e－ 2Ag＋O2－D. 该电池也可以检测盐酸中 c （H＋）1234567891011解析： 电池负极的电极反应为Cu＋2OH－－2e－ CuO＋H2O，由该电极反应可知，电池工作时Cu电极附近的 c （OH－）减小，A、C项错误；盐酸能与Ag2O发生反应，电池将不能正常工作，D项错误。12345678910117. 图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是（ ）A. 甲中电池总反应的离子方程式为Cd（s）＋Co2＋（aq） Co（s）＋Cd2＋（aq）B. 反应2Ag（s）＋Cd2＋（aq） Cd（s）＋2Ag＋（aq）不能够发生C. 盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子D. 乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出1234567891011解析： 根据甲图知，Cd失去电子，Co2＋得到电子，所以其电池反应的离子方程式为Cd（s）＋Co2＋（aq） Co（s）＋Cd2＋（aq），A正确；根据乙图知，Co失去电子，Ag＋得到电子，所以金属活动性强弱顺序为Cd＞Co＞Ag，因此反应2Ag（s）＋Cd2＋（aq） Cd（s）＋2Ag＋（aq）不能发生，B正确；原电池放电时，盐桥中的阴、阳离子定向移动而构成闭合回路，且使两溶液中电荷平衡，所以盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性，电子不能通过溶液传递，且盐桥中不能装含氯化钾的琼脂，因为Cl－＋Ag＋ AgCl↓，C错误；根据Co（s）＋2Ag＋（aq） 2Ag（s）＋Co2＋（aq）知，当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出，D正确。12345678910118. 银项链因表面产生硫化银而变得暗沉无光，可利用原电池原理使其恢复原貌：将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中，银项链会迅速变得光亮如新。若继续浸泡一段时间后可观察到溶液中出现白色胶状沉淀，同时产生具有臭鸡蛋气味的气体。下列叙述错误的是（ ）A. 溶液中钠离子向银项链移动B. 在银项链表面上的反应式为Ag2S＋2e－ 2Ag＋S2－C. 铝箔表面的反应式为Al－3e－＋3OH－ Al（OH）3D. 继续浸泡时，溶液中反应的离子方程式为2Al3＋＋3S2－＋6H2O2Al（OH）3↓＋3H2S↑1234567891011解析： 将银项链和药片包装铝箔接触后浸泡在食盐溶液中，形成原电池，铝箔为负极，反应式为Al－3e－ Al3＋，正极为硫化银，反应式为Ag2S＋2e－ 2Ag＋S2－，钠离子向正极移动，即向银项链移动，A、B正确，C错误；继续浸泡时，溶液中含有铝离子和硫离子，发生双水解，故反应的离子方程式为2Al3＋＋3S2－＋6H2O 2Al（OH）3↓＋3H2S↑，D正确。12345678910119. 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池（如图甲），测得原电池的电流（ I ）随时间（ t ）的变化如图乙所示，已知 O ～ t1 s时，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是（ ）A. O ～ t1 s时，正极的电极反应为2H＋＋N －e－ NO2↑＋H2OB. O ～ t1 s时，溶液中的H＋向Cu电极移动C. t1 s后，负极的电极反应为Cu－2e－ Cu2＋D. t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应1234567891011解析： 原电池的正极发生还原反应，电极反应为2H＋＋N ＋e－ NO2↑＋H2O，A错误；在 O ～ t1 s 时，铝作负极，在电场作用下，阳离子向电池正极移动，即溶液中的H＋向Cu电极移动，B正确；由图乙得 t1 s时刻电流方向改变，说明电池的负极发生变化，所以 t1 s后，负极的电极反应为Cu－2e－ Cu2＋，C正确； t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应，D正确。123456789101110. 为了验证Cu2＋和Fe3＋的氧化能力相对强弱，利用如图所示电池装置进行实验。1234567891011（1）电池装置中，盐桥中盛装浸有高浓度电解质溶液的琼脂，要求该电解质溶液中阴、阳离子扩散速率相近，即电迁移率（u∞）尽可能相接近。已知K＋、Cl－、N 的电迁移率（u∞×108/m2·s－1·V－1）分别为7.62、7.91、7.40，本实验盐桥中的电解质选择KCl，而不选KNO3的可能原因是 。解析： N 在酸性环境下可以和Cu发生反应，所以选择电迁移率相差较大的KCl而不选电迁移率相差较小的KNO3。N 在酸性环境下可以和Cu发生反应 1234567891011（2）根据电流表指针偏向知，电流由电极材料X流出，则电极材料X可能为 。解析：电流由电极材料X流出，说明X是正极，则电极材料X可能为石墨、银、铂、金等（或惰性材料）。石墨、银、铂、金等（或惰性材料） 1234567891011（3）一段时间后，左侧溶液中Cu2＋浓度增大，右侧溶液中Fe3＋浓度减小。则Cu电极的电极反应式为 。解析：一段时间后，左侧溶液中Cu2＋浓度增大，说明Cu电极失电子生成Cu2＋，电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋。Cu－2e－ Cu2＋ 1234567891011（4）检验右侧电极室溶液中存在Fe2＋应选用 溶液，由此可证明氧化性：Fe3＋ （填“大于”或“小于”）Cu2＋。解析：Fe2＋与K3[Fe（CN）6]溶液反应生成蓝色沉淀，检验右侧电极室溶液中存在Fe2＋应选用K3[Fe（CN）6]溶液，由此可知总反应为2Fe3＋＋Cu 2Fe2＋＋Cu2＋，证明氧化性：Fe3＋大于Cu2＋。K3[Fe（CN）6] 大于 1234567891011（5）实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是 。解析：实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是增大接触面积，提高电极活性。增大接触面积，提高电极活性 123456789101111. （1）利用原电池反应检测金属的活动性顺序，甲、乙两组均使用镁片和铝片作电极，但甲组将电极放入6 mol·L－1的硫酸中，乙组将电极放入6 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，装置如图1所示。1234567891011①写出甲电池中正极的电极反应式： 。在标准状况下，正极产生33.6 L气体，得 mol电子。②乙电池中负极为 ，总反应的离子方程式为 。③由此实验，可得到的正确结论有 （填字母）。2H＋＋2e－ H2↑ 3 铝片 2Al＋2OH－＋6H2O 2[Al（OH）4]－＋3H2↑ AD 1234567891011A. 利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B. 镁的金属活动性不一定比铝的强C. 该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有利用价值D. 该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析1234567891011解析：①甲电池中，镁失电子作负极，Al作正极，正极电极反应式为2H＋＋2e－ H2↑；标准状况下，33.6 L氢气的物质的量为1.5 mol，则正极生成1.5 mol氢气得3 mol电子。②碱性介质中镁不反应，铝失电子作负极，镁作正极，该原电池反应的实质是Al和NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，总反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O 2[Al（OH）4]－＋3H2↑。③镁的金属活动性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，B错误；该实验说明电解质溶液的性质影响电池的正、负极，不能说明金属活动性顺序错误、没有实用价值，C错误。1234567891011（2）某原电池装置如图2所示，电池总反应为2Ag＋Cl2 2AgCl，当电路中转移 a mol电子时，交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。交换膜右侧溶液中 c （HCl） （填“＞”“＜”或“＝”）1 mol·L－1（忽略溶液体积变化）。2a ＞ 图21234567891011解析：负极电极反应式为Ag－e－＋Cl－ AgCl，原电池工作时，电路中转移 a mol电子，则负极消耗 a mol Cl－，形成闭合回路移向正极的 n （H＋）为 a mol，所以负极区即交换膜左侧溶液中约减少2 a mol离子；正极区电极反应式为Cl2＋2e－ 2Cl－，生成 n （HCl）＝ a mol，所以交换膜右侧溶液 c （HCl）增大，即交换膜右侧溶液 c （HCl）＞1 mol·L－1。1234567891011感谢欣赏THE END 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第一节 第一课时 原电池的工作原理.docx 第一节 第一课时 原电池的工作原理.pptx 第一节 第一课时 原电池的工作原理（练习，含解析）.docx
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