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第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池
1.有关电化学知识的描述正确的是（　　）
A.反应CaO＋H2OCa（OH）2可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
C.从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
D.原电池工作时，正极表面一定有气泡产生
2.如图所示的装置中，a的活动性比氢的强，b为碳棒，关于此装置的叙述不正确的是（　　）
A.碳棒上有气体放出，溶液的c（H＋）减小
B.a是正极，b是负极
C.导线中有电子流动，电子从a极沿导线流到b极
D.a极上发生了氧化反应
3.某学生学完原电池的知识后，设计如图所示柠檬水果电池，观察到外电路的电流从电极X流向电极Y。如果他选择了铁为X极，则Y极应该是（　　）
A.锌　　　　　　　　 B.石墨
C.银 D.铜
4.下列说法不正确的是（　　）
A.镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B.燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池
C.化学电池的反应基础是氧化还原反应
D.在酸性锌锰干电池中，锌筒是负极材料，碳棒做正极材料
5.如图所示，C为电解质溶液。电流计发生偏转，同时A极逐渐变细，B极上有气泡冒出，则A、B、C应是下列各组中的（　　）
A.A是Zn、B是Cu、C为稀硫酸
B.A是Fe、B是Ag、C为AgNO3溶液
C.A是Al、B是Mg、C为稀硫酸
D.A是Ag、B是Zn、C为稀盐酸
6.由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是（　　）
装置
现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体产生
A.装置甲中W作原电池负极
B.装置乙中Y电极上的反应式为Cu2＋＋2e－Cu
C.装置丙中溶液的c（H＋）不变
D.四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y
7.分别按如图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中为电流表。请回答下列问题：
（1）以下叙述中，正确的是　　　　（填字母）。
A.甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液c（H＋）减小
D.产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电路中电流方向Zn→Cu
F.乙溶液中S向铜片方向移动
（2）变化过程中能量转化的主要形式：甲为　　　　　　　　　　　　　　；乙为　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）某同学依据氧化还原反应：2Ag＋＋CuCu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示：
①负极的材料是　　　　　，发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。
②外电路中的电子是从　　　　　电极流向　　　　　　　电极（写出电极材料的名称）。
③当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4 g，则该原电池反应共转移的电子数目是　　　　。
8.PbCl2是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根据反应Pb＋Cl2PbCl2设计的原电池的工作原理如图所示，下列说法错误的是（　　）
A.该装置主要是将化学能转化为电能
B.Pb电极为原电池的负极
C.电池工作时，Pb电极上有白色沉淀生成
D.电池工作时，溶液中H＋向Pb电极区域移动
9.美国加州Miramar海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700 ℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。该电池的总反应为2H2＋O22H2O，负极反应为H2＋C－2e－H2O＋CO2，则下列推断中正确的是（　　）
A.正极反应：4OH－－4e－2H2O＋O2↑
B.放电时C向负极移动
C.放电时电子沿导线向负极移动
D.当电池生成1 mol H2O时，电路中转移4 mol电子
10.利用反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O构成电池的装置如图所示。此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能。下列说法正确的是（　　）
A.该装置将化学能转化为电能
B.电极B为负极
C.电极A的电极反应式为2NH3－6e－N2＋6H＋
D.当有4.48 L NO2被处理时，转移0.8 mol电子
11.某化学研究性学习小组针对原电池的形成条件，设计了实验方案，进行如下探究。
（1）请填写有关实验现象并得出相关结论。
实验 实验装置 实验现象
1 锌棒逐渐溶解，表面有气体生成；铜棒表面无现象
2 两锌棒逐渐溶解，表面均有气体生成；电流表指针不偏转
3 铜棒表面　　　　　　　　；电流表指针　　　　　　
①通过实验2和3，可得出原电池的形成条件是　　　　　　　。
②通过实验1和3，可得出原电池的形成条件是　　　　　　　。
③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇，电流表指针将不发生偏转，从而可得出原电池的形成条件是　　　　　　　　　　。
（2）分别写出实验3中锌棒和铜棒上发生的电极反应式。
锌棒：　　　　　　　。
铜棒：　　　　　　　。
（3）实验3的电流是从　　　　（填“锌”或“铜”）棒流出的，反应过程中若有0.4 mol电子发生了转移，则Zn电极质量减少　　　　g。
第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池
1.C　该反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误；原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成，也可为金属与导电的非金属电极，B错误；原电池工作时，正极表面不一定有气泡产生，如铁-铜-硫酸铜原电池，正极上析出铜固体，D错误。
2.B　该原电池中，a的活动性比氢强，a做负极，碳棒b做正极，负极上金属发生氧化反应，正极碳棒上氢离子发生还原反应，溶液中c（H＋）减小，A、D正确，B错误；该装置能构成原电池，电子从负极a极沿导线流向正极b极，C正确。
3.A　外电路的电流从电极X流向电极Y，则X是正极、Y是负极；X极为Fe，则负极Y活泼性应强于Fe，选A。
4.A　镍氢电池、锂电池为可充电电池，是二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，A错误。
5.A　Zn失电子生成Zn2＋，故A极逐渐变细，稀硫酸中的H＋得电子生成H2，故B极上有气泡冒出，A项符合题意；AgNO3溶液中的Ag＋在B极上得电子生成Ag，故B极上无气泡冒出，B项不符合题意；A极逐渐变细，B极上有气泡冒出，说明A极为负极，金属活动性：A＞B，C、D项不符合题意。
6.C　装置甲中W不断溶解，说明W做原电池负极，金属的活动性：W＞X，A项正确；装置乙中Y电极为正极，其电极反应式为Cu2＋＋2e－Cu，金属的活动性：X＞Y，B项正确；装置丙中溶液中有氢气产生，故c（H＋）减小，金属的活动性：Z＞W，C项错误；四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y，D项正确。
7.（1）CD
（2）化学能转化为热能　化学能转化为电能
（3）①铜　Cu－2e－Cu2＋　②铜　银
③0.05NA（或3.01×1022）
解析：（1）甲中没有形成闭合回路，不能构成原电池，铜不能与稀硫酸反应，所以铜片表面没有气泡产生；氢离子与锌反应生成氢气，c（H＋）减小；乙中构成原电池，加快了化学反应速率，所以产生气泡的速率比甲中快；乙中Zn为负极，Cu为正极，所以外电路中电流方向：Cu→Zn，溶液中的H＋向铜片方向移动，S向锌片方向移动，选C、D。（2）甲没有构成原电池，化学能转化为热能；乙构成原电池，化学能转化为电能。（3）①铜的活泼性大于银，负极的材料是铜，负极铜失电子生成铜离子，电极反应式为Cu－2e－Cu2＋；②铜是负极、银是正极，外电路中的电子是从铜电极流向银电极；③正极反应式为Ag＋＋e－Ag，正极增重了5.4 g，则正极生成0.05 mol银，所以转移电子数为0.05NA。
8.D　该装置为原电池装置，主要是将化学能转化为电能，A正确；Pb电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Pb－2e－＋2Cl－PbCl2，则Pb电极上有白色沉淀PbCl2生成，B、C正确；Pb电极做负极，Pt电极做正极，溶液中 H＋向正极移动，即向Pt电极区域移动，D错误。
9.B　在燃料电池中，O2在正极上得到电子被还原产生C，电极反应式为O2＋4e－＋2CO22C，A错误；放电时阴离子C向负极移动，B正确；放电时电子由负极沿导线向正极移动，C错误；根据总反应方程式2H2＋O22H2O可知，当有2 mol H2反应 （即有2 mol H2O生成）时电路中转移4 mol电子，则当电池生成1 mol H2O时，电路中转移2 mol电子，D错误。
10.A　反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O中，NO2中N元素化合价降低，NH3中N元素化合价升高，因此通入NH3的电极上发生氧化反应，为负极，通入NO2的电极上发生还原反应，为正极。该装置为原电池，原电池工作时将化学能转化为电能，A正确；电极B上发生还原反应为正极，B错误；电极A上NH3发生氧化反应，电解质溶液为KOH溶液，因此电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－N2＋6H2O，C错误；未说明气体所处状态是否为标准状况，无法计算4.48 L NO2气体的物质的量，因此无法计算转移电子数，D错误。
11.（1）有气体生成　发生偏转　①有活动性不同的两个电极　②形成闭合回路　③有电解质溶液　（2）Zn－2e－Zn2＋　2H＋＋2e－H2↑　（3）铜　13
解析：（1）实验3中构成原电池，锌棒做负极，铜棒做正极，铜棒表面氢离子放电，现象是有气体生成，电流表指针发生偏转。①实验3和2相比，电极不同，因此可得出原电池的形成条件是有活动性不同的两个电极。②实验3和1相比，实验3中构成闭合回路，由此可得出原电池的形成条件是形成闭合回路。③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇，电流表指针将不发生偏转，由于乙醇是非电解质，硫酸是电解质，因此可得出原电池的形成条件是有电解质溶液。（2）锌棒做负极，发生失去电子的氧化反应，则锌棒上发生的电极反应式为Zn－2e－Zn2＋。铜棒做正极，溶液中的氢离子放电，则铜棒上发生的电极反应式为2H＋＋2e－H2↑。（3）实验3中锌棒做负极，铜棒做正极，则电流是从铜棒流出的，反应过程中若有0.4 mol电子发生转移，根据Zn－2e－Zn2＋可知消耗0.2 mol Zn，则Zn电极质量减少0.2 mol×65 g·mol－1＝13 g。
4 / 4第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池
课程 标准 1.知道化学反应可以实现化学能与其他形式的能量转化。 2.以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 3.从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理
分点突破（一）　原电池的工作原理
　　
1.初识氢氧燃料电池
（1）氢氧燃料电池两电极的反应类型
氢气是　　　　反应物，氢气分子中的氢原子在负极上失电子，氢气发生　　　　反应；氧气是　　　　反应物，氧气分子中的氧原子在正极上得电子，氧气发生　　　　反应。
（2）氢氧燃料电池原理
燃料电池产生电流的原因是在两个石墨电极上有　　　　　能力不同的物质——氢气和氧气，当形成　　　　　时，便会产生电流。
2.原电池的构成条件
（1）能自发发生的氧化还原反应。
（2）电极：两个导体作电极。一般为两种活泼性不同的金属，其中较活泼的金属做负极，发生氧化反应；较不活泼的金属做正极，发生还原反应。还可以是金属与能导电的非金属（如石墨）做电极，其中金属做负极，非金属（如石墨）做正极。
（3）具有电解质溶液且构成闭合电路：两电极用导线相连放入电解质溶液中形成闭合电路。
3.原电池的工作原理（以铜锌原电池为例）
4.原电池正、负极的判断
1.在下列两装置中：
（1）能量转化方式：甲为　　　　　　　，
乙为　　　　　　　　　　。
（2）甲、乙中的反应实质是否相同？
2.请讨论作原电池两极的材料有什么样的要求？
1.判断下列哪个装置是原电池（　　）
2.
如图为铜锌原电池装置示意图，下列说法不正确的是（　　）
A.该原电池中，铜为正极并且有气泡产生
B.该原电池中，电子由铜片经过导线流入锌片
C.该原电池工作一段时间后，溶液的c（H＋）减小
D.该原电池工作一段时间后，锌片质量减小
3.
某小组为研究电化学原理，设计如图装置，下列叙述不正确的是（　　）
A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时，a所连的电极上发生的反应为Cu2＋＋2e－Cu
C.不论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b用导线连接时，铁片作正极
分点突破（二）　原电池的设计和化学电池分类
　　
1.设计一个简单的原电池
设计思路及依据 实验装置 实验现象
氧化还原反应：Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑ 有大量的无色气泡在铜片上产生并逸出，锌片不断溶解，电流表指针偏转
确定 负极 选择负极反应物
选择负极材料
确定 正极 选择正极反应物
选择正极材料
形成 闭合 回路 选择离子导体
选择电子导体
2.原电池原理的其他应用
3.化学电池的分类
1.所有的氧化还原反应都能设计成原电池吗？
2.在锌与稀硫酸反应时，若滴加几滴硫酸铜溶液，反应速率会加快，试分析其原因。
3.原电池中活泼性强的一定是负极吗？
1.把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由D→C；A、C相连时，C极上产生大量气泡；B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是（　　）
A.A＞B＞C＞D B.A＞C＞D＞B
C.C＞A＞B＞D D.B＞D＞C＞A
2.某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是（　　）
A B C D
电极材料 Cu、Zn Cu、Ag Cu、C Fe、Zn
电解质 FeCl3 Fe2（SO4）3 Fe（NO3）2 CuSO4
3.将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积 V（L） 与时间t（min）的关系正确的是（　　）
电池电极反应式的书写（归纳与论证）
　　
如图所示，是原电池的装置图。请回答：
（1）若溶液C为稀硫酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　；反应进行一段时间后溶液C的pH将　　　　（填“升高”“降低”或“基本不变”）。
（2）若需将反应Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋设计成如图所示的原电池装置，则A极（负极）材料为　　　　　，B极（正极）材料为　　　　，溶液C为　　　　。
（3）若C为CuCl2溶液，Zn是　　　　　　极，Cu极发生　　　　反应，电极反应式为　　　　　　　　　　　。反应过程溶液中c（Cu2＋）　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜（只允许H＋通过）燃料电池的结构示意图如下：
电池总反应为2CH3OH＋3O22CO2＋4H2O，则电极c是　　　　（填“正极”或“负极”），电极c的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　。
若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为　　　　L。
【规律方法】
1.书写电极反应式遵循的原则
原电池两电极上分别发生氧化反应和还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒。弱电解质、气体和难溶物不能拆开，其余的以离子形式表示。
正极反应产物、负极反应产物根据题意或化学方程式确定，也要注意电解质溶液的成分对电极反应产物的影响。
2.负极反应式的书写
（1）活泼金属做负极时，电极本身被氧化
①若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如：Zn－2e－Zn2＋，Cu－2e－Cu2＋。
②若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式。如Mg-Al（KOH）原电池，负极反应式为Al－3e－＋4OH－[Al（OH）4]－；铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－＋SPbSO4。
（2）负极本身不反应时，要确定被氧化的物质
如氢氧（酸性）燃料电池，负极反应式为H2－2e－2H＋。
氢氧（碱性）燃料电池，负极反应式为H2－2e－＋2OH－2H2O。
3.正极反应式的书写
（1）首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒。
（2）其次确定该微粒得电子后变成哪种形式。
如氢氧（酸性）燃料电池，正极反应式为
O2＋4H＋＋4e－2H2O。
氢氧（碱性）燃料电池，正极反应式为
O2＋2H2O＋4e－4OH－。
【迁移应用】
1.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电，电池负极反应式为（　　）
A.H2＋2OH－－2e－2H2O
B.O2＋4H＋＋4e－2H2O
C.H2－2e－2H＋
D.O2＋2H2O＋4e－4OH－
2.碱性锌锰干电池是一种使用广泛的便携式电源。电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2OZn（OH）2＋2MnOOH，下列说法错误的是（　　）
A.MnOOH中Mn的化合价为＋3价
B.MnO2在正极上反应
C.负极的电极反应为Zn－2e－Zn2＋
D.电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极
3.已知：阳离子交换膜只允许阳离子通过。一种新型Na-Zn双离子二次电池放电时的工作原理如图所示。该二次电池放电时，下列有关说法正确的是（　　）
A.M极发生还原反应
B.电子由M极通过NaOH溶液移向N极
C.Na＋通过阳离子交换膜向M极移动
D.N极电极反应式为Na0.6－xMnO2＋xNa＋＋xe－Na0.6MnO2
　　
1.
关于如图所示装置的叙述中正确的是（　　）
A.铜是正极
B.溶液中的Fe3＋向铜棒移动
C.电子从铜片经导线流向碳棒
D.碳棒上有红色铜生成
2.如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：
卡片：No.28
实验后的记录：
①Zn为正极，Cu为负极
②H＋向负极移动
③电子流动方向为ZnCu
④Cu极有H2产生
⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol
⑥正极反应式为Zn－2e－Zn2＋
卡片上的描述合理的是（　　）
A.①②③ B.③④⑤
C.①⑤⑥ D.②③④
3.
关于如图所示的原电池装置，下列叙述错误的是（　　）
A.a为原电池的正极
B.电子由b极流出，经导线流向a极
C.溶液中阳离子向a极移动
D.b极发生还原反应
4.
某化学兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是（　　）
A.若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极
B.若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片
C.若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出
D.若X为Cu，Y为Zn，则铜离子在锌片上发生还原反应
5.
原电池是将化学能转化为电能的装置。
Ⅰ. a为铜片，b为铁片，烧杯中是稀硫酸。
（1）当开关K断开时产生的现象为　　　　（填字母，下同）；当开关K闭合时，产生的现象为　　 　。
A.a不断溶解 B.b不断溶解
C.a上产生气泡 D.b上产生气泡
E.溶液逐渐变蓝
（2）闭合开关K，反应一段时间后断开开关K，经过一段时间后，下列叙述不正确的是　　　（填字母）。
A.溶液中H＋浓度减小
B.正极附近S浓度逐渐增大
C.溶液中含有FeSO4
D.溶液中S浓度基本不变
Ⅱ.FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为　　　　　　
　　　　　　　，
若将此反应设计成原电池，请写出该原电池负极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　，正极的电极反应式：　　　　　　　
　　　　　　　。
第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）负极　氧化　正极　还原　（2）得失电子　闭合回路
探究活动
1.（1）提示：化学能转化为热能；化学能转化为电能。
（2）提示：相同，都是Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu。
2.提示：首先必须能导电，如金属材料、石墨等；其次，若两极都是金属，则活泼性必须不同，且一般负极材料和电解质溶液能发生化学反应。
自主练习
1.C　两电极均为铁，活泼性相同，不能构成原电池，A不选；铜和银都不能和稀硫酸发生自发的氧化还原反应，B不选；铁能和盐酸发生自发的氧化还原反应，符合构成原电池的条件，C选；酒精不是电解质，不能构成原电池，D不选。
2.B　锌的金属性强于铜，则该原电池中，铜为正极，电极反应式为2H＋＋2e－H2↑，故铜极上有气泡产生，随反应进行，溶液中c（H＋）减小；锌为负极，电极反应式为Zn－2e－Zn2＋，该原电池工作一段时间后，锌片质量减小；该原电池中，电子由负极锌片经过导线流入正极铜片。
3.D　a和b不连接时，铁置换铜，A正确；a和b用导线连接时，构成原电池，a作正极，发生还原反应：Cu2＋＋2e－Cu，B正确；不论a和b是否连接均发生反应Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu，铁片溶解，溶液由蓝色变为浅绿色，C正确；a和b用导线连接时，构成原电池，金属活动性：Fe＞Cu，铁片作负极，D错误。
分点突破（二）
探究活动
1.提示：不是所有的氧化还原反应都能设计成原电池。只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池。
2.提示：滴加硫酸铜溶液后，会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜，然后铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池，从而加快锌与稀硫酸的反应。
3.提示：活泼性强的不一定是负极，如镁和铝放入氢氧化钠溶液中形成原电池，铝是负极；铜和铝放入浓硝酸中形成原电池，由于铝发生钝化，铜是负极。
自主练习
1.B　A、B相连时，A为负极，则活动性顺序：A＞B；C、D相连时，电流由D→C，说明C为负极，则活动性顺序：C＞D；A、C相连时，C极上产生大量气泡，则C为原电池的正极，活动性顺序：A＞C；B、D相连时，D极发生氧化反应，D应为原电池的负极，活动性顺序：D＞B；则有活动性顺序：A＞C＞D＞B。
2.B　金属锌比金属铜活泼，锌做负极，发生的反应为Zn＋2Fe3＋Zn2＋＋2Fe2＋，A错误；铜比银活泼，金属铜做原电池的负极，电池反应为Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，B正确；碳为非金属，所以金属铜做原电池的负极，但电解质溶液中不含有Fe3＋，C错误；锌比Fe活泼，锌做负极，电池反应为Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu，D错误。
3.A　将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，在a中锌粒会先与硫酸铜发生置换反应生成铜，锌、铜与稀硫酸会形成原电池，反应速率会加快，所以a中生成氢气的速率比b中的快，但a中已经有一部分锌与硫酸铜反应，所以产生的氢气会比b中的少。
【关键能力·细培养】
（1）提示：铁做负极，则该原电池是铁与稀硫酸反应置换出氢气的反应，所以正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高。
（2）提示：Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生反应的类型判断，Cu发生氧化反应，做原电池的负极，所以A极（负极）材料是Cu，B极（正极）材料是不如Cu活泼的导电物质如石墨、Ag等；溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液。
（3）提示：Zn比较活泼，在原电池中做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，Cu2＋在正极得到电子变成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－Cu，Cu2＋发生了反应，则c（Cu2＋）变小。
（4）提示：根据图中的电子流向知c是负极，甲醇在电极c上发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2OCO2↑＋6H＋，线路中转移2 mol电子时消耗 0.5 mol氧气，其在标准状况下的体积为11.2 L。
迁移应用
1.C　通入H2的一极为负极，负极上H2发生氧化反应，在磷酸的酸性环境中，H2的氧化产物为H＋，电极反应式为H2－2e－2H＋。
2.C　MnOOH中Mn元素的化合价为＋3价，A正确；由电池总反应知，Zn元素化合价升高被氧化，做负极，MnO2中Mn元素化合价降低被还原，做正极，B正确；负极的电极反应为Zn－2e－＋2OH－Zn（OH）2，C错误；电子由负极通过外电路流向正极，D正确。
3.D　由图可知，电池中M极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－＋4OH－[Zn（OH）4]2－，N极为正极，电极反应式为Na0.6－xMnO2＋xNa＋＋xe－Na0.6MnO2，A错误，D正确；电子不能在电解质溶液中移动，B错误；原电池中，阳离子向正极移动，因此Na＋通过阳离子交换膜向N极移动，C错误。
【教学效果·勤检测】
1.C　电池中发生反应的化学方程式即电池总反应式：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，在此反应中铜失电子，做原电池负极，电子从铜片经导线流向碳棒，在碳棒上电子与溶液中的Fe3＋结合生成Fe2＋，所以碳棒做正极，溶液中的阳离子向正极移动，即溶液中的Fe3＋向正极碳棒移动。
2.B　①锌比铜活泼，锌做负极，铜做正极，错误；②阳离子向正极移动，即H＋向铜电极移动，错误；③电子从负极锌经金属导线流向正极铜，正确；④正极即Cu极上发生反应：2H＋＋2e－H2↑，正确；⑤根据④的分析，若电路中通过1 mol电子，则产生 0.5 mol 氢气，正确；⑥锌做负极，电极反应式为Zn－2e－Zn2＋，错误。
3.D　根据图中电流方向可知，a是正极，b是负极，A正确；b是负极，电子由负极流出，经导线流向a极，B正确；a是正极，溶液中阳离子移向正极，C正确；b是负极，负极发生氧化反应，D错误。
4.C　当Fe与Cu（或碳）构成原电池时，铁为负极，失电子发生氧化反应，电子由铁电极流向铜电极（或碳电极），Cu2＋在铜（或碳棒）上析出，A、B项错误，C项正确；Cu、Zn构成原电池时，正极是铜棒，Cu2＋在铜棒发生还原反应而析出，D项错误。
5.Ⅰ.（1）BD　BC　（2）B
Ⅱ.2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋　Cu－2e－Cu2＋　2Fe3＋＋2e－2Fe2＋
解析：Ⅰ.（1）当开关K断开时，铁片直接与稀硫酸反应，所以可以看到b不断溶解，并且b上产生气泡，所以选B、D；当开关K闭合时，形成原电池，铁片做负极被氧化成亚铁离子，铜片为正极，氢离子在铜片上被还原成氢气，所以可以看到b不断溶解，a上产生气泡，所以选B、C。（2）当开关K闭合时，形成原电池，铁片做负极：Fe－2e－Fe2＋，铜片为正极：2H＋＋2e－H2↑；则反应过程中溶液中氢离子浓度减小，A正确；原电池中阴离子向负极移动，所以负极附近硫酸根离子浓度增大，B错误；电池的总反应为Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑，所以溶液中含有FeSO4，C正确；根据总反应可知反应过程中不产生也不消耗S，所以S浓度基本不变，D正确。Ⅱ.铁离子与铜单质反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋；根据总反应可知铜为负极，电极反应式为Cu－2e－Cu2＋；Fe3＋在正极发生还原反应，正极的电极反应式为2Fe3＋＋2e－2Fe2＋。
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第2课时　化学反应能量转化的重要应用——化学电池
课
程 标
准 1.知道化学反应可以实现化学能与其他形式的能量转化。
2.以原电池为例认识化学能可以转化为电能。
3.从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理
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）　原电池的工作原理
1. 初识氢氧燃料电池
（1）氢氧燃料电池两电极的反应类型
氢气是 反应物，氢气分子中的氢原子在负极上失电
子，氢气发生 反应；氧气是 反应物，氧气
分子中的氧原子在正极上得电子，氧气发生 反应。
（2）氢氧燃料电池原理
燃料电池产生电流的原因是在两个石墨电极上有
能力不同的物质——氢气和氧气，当形成
时，便会产生电流。
负极　
氧化　
正极　
还原　
得失电
子　
闭合回路　
2. 原电池的构成条件
（1）能自发发生的氧化还原反应。
（2）电极：两个导体作电极。一般为两种活泼性不同的金属，
其中较活泼的金属做负极，发生氧化反应；较不活泼的金
属做正极，发生还原反应。还可以是金属与能导电的非金
属（如石墨）做电极，其中金属做负极，非金属（如石
墨）做正极。
（3）具有电解质溶液且构成闭合电路：两电极用导线相连放入电
解质溶液中形成闭合电路。
3. 原电池的工作原理（以铜锌原电池为例）
4. 原电池正、负极的判断
1. 在下列两装置中：
（1）能量转化方式：甲为 　　　　　　　　　　　　　　　　，
乙为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：化学能转化为热能；化学能转化为电能。
（2）甲、乙中的反应实质是否相同？
提示：相同，都是Zn＋Cu2＋ Zn2＋＋Cu。
2. 请讨论作原电池两极的材料有什么样的要求？
提示：首先必须能导电，如金属材料、石墨等；其次，若两极都是
金属，则活泼性必须不同，且一般负极材料和电解质溶液能发生化
学反应。
1. 判断下列哪个装置是原电池（　　）
解析：　两电极均为铁，活泼性相同，不能构成原电池，A不
选；铜和银都不能和稀硫酸发生自发的氧化还原反应，B不选；铁
能和盐酸发生自发的氧化还原反应，符合构成原电池的条件，C
选；酒精不是电解质，不能构成原电池，D不选。
2. 如图为铜锌原电池装置示意图，下列说法不正确的是（　　）
A. 该原电池中，铜为正极并且有气泡产生
B. 该原电池中，电子由铜片经过导线流入锌片
C. 该原电池工作一段时间后，溶液的c（H＋）减小
D. 该原电池工作一段时间后，锌片质量减小
解析：　锌的金属性强于铜，则该原电池中，铜为正极，电极反
应式为2H＋＋2e－ H2↑，故铜极上有气泡产生，随反应进行，溶液中c（H＋）减小；锌为负极，电极反应式为Zn－2e－ Zn2＋，该原电池工作一段时间后，锌片质量减小；该原电池中，电子
由负极锌片经过导线流入正极铜片。
3. 某小组为研究电化学原理，设计如图装置，下列叙述不正确的是
（　　）
A. a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
C. 不论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐
变成浅绿色
D. a和b用导线连接时，铁片作正极
解析：　a和b不连接时，铁置换铜，A正确；a和b用导线连接
时，构成原电池，a作正极，发生还原反应：Cu2＋＋2e－ Cu，
B正确；不论a和b是否连接均发生反应Fe＋Cu2＋ Fe2＋＋Cu，
铁片溶解，溶液由蓝色变为浅绿色，C正确；a和b用导线连接时，
构成原电池，金属活动性：Fe＞Cu，铁片作负极，D错误。
分点突破（二）　原电池的设计和化学电池分类
1. 设计一个简单的原电池
设计思路及依据 实验装置 实验现象
有大量的无色
气泡在铜片上
产生并逸出，
锌片不断溶
解，电流表指
针偏转
确定负极 选择负极反应物 选择负极材料 确定正极 选择正极反应物 选择正极材料 形成闭合回
路 选择离子导体 选择电子导体 2. 原电池原理的其他应用
3. 化学电池的分类
1. 所有的氧化还原反应都能设计成原电池吗？
提示：不是所有的氧化还原反应都能设计成原电池。只有自发的氧
化还原反应才能设计成原电池。
2. 在锌与稀硫酸反应时，若滴加几滴硫酸铜溶液，反应速率会加快，
试分析其原因。
提示：滴加硫酸铜溶液后，会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜，然
后铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池，从而加快锌与
稀硫酸的反应。
3. 原电池中活泼性强的一定是负极吗？
提示：活泼性强的不一定是负极，如镁和铝放入氢氧化钠溶液中形
成原电池，铝是负极；铜和铝放入浓硝酸中形成原电池，由于铝发
生钝化，铜是负极。
1. 把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可
以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由
D→C；A、C相连时，C极上产生大量气泡；B、D相连时，D极发
生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是（　　）
A. A＞B＞C＞D B. A＞C＞D＞B
C. C＞A＞B＞D D. B＞D＞C＞A
解析：　A、B相连时，A为负极，则活动性顺序：A＞B；C、D
相连时，电流由D→C，说明C为负极，则活动性顺序：C＞D；
A、C相连时，C极上产生大量气泡，则C为原电池的正极，活动性
顺序：A＞C；B、D相连时，D极发生氧化反应，D应为原电池的
负极，活动性顺序：D＞B；则有活动性顺序：A＞C＞D＞B。
2. 某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋ Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反
应的原电池是（　　）
A B C D
电极材料 Cu、Zn Cu、Ag Cu、C Fe、Zn
电解质 FeCl3 Fe2（SO4）3 Fe（NO3）2 CuSO4
解析：　金属锌比金属铜活泼，锌做负极，发生的反应为Zn＋
2Fe3＋ Zn2＋＋2Fe2＋，A错误；铜比银活泼，金属铜做原电池的
负极，电池反应为Cu＋2Fe3＋ Cu2＋＋2Fe2＋，B正确；碳为非
金属，所以金属铜做原电池的负极，但电解质溶液中不含有Fe3＋，
C错误；锌比Fe活泼，锌做负极，电池反应为Zn＋Cu2＋ Zn2＋
＋Cu，D错误。
3. 将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加
少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积 V（L） 与时间t
（min）的关系正确的是（　　）
解析：　将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同
时向a中加少许胆矾晶体，在a中锌粒会先与硫酸铜发生置换反应生
成铜，锌、铜与稀硫酸会形成原电池，反应速率会加快，所以a中
生成氢气的速率比b中的快，但a中已经有一部分锌与硫酸铜反应，
所以产生的氢气会比b中的少。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
电池电极反应式的书写（归纳与论证）
　如图所示，是原电池的装置图。请回答：
（1）若溶液C为稀硫酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做
负极，则A电极上发生的电极反应式为 　　；反应进行一段时间
后溶液C的pH将 　　（填“升高”“降低”或“基本不变”）。
提示：铁做负极，则该原电池是铁与稀硫酸反应置换出氢气的
反应，所以正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H＋
＋2e－ H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减
小，pH升高。
（2）若需将反应Cu＋2Fe3＋ Cu2＋＋2Fe2＋设计成如图所示的原电
池装置，则A极（负极）材料为 　　，B极（正极）材料
为 　　，溶液C为 　　。
提示：Cu＋2Fe3＋ Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图所示的原电池
装置，根据方程式中物质发生反应的类型判断，Cu发生氧化反
应，做原电池的负极，所以A极（负极）材料是Cu，B极（正
极）材料是不如Cu活泼的导电物质如石墨、Ag等；溶液C中含
有Fe3＋，如FeCl3溶液。
（3）若C为CuCl2溶液，Zn是 　　极，Cu极发生 　　反应，电极反应
式为 　　。反应过程溶液中c（Cu2＋） 　　（填“变大”“变
小”或“不变”）。
提示：Zn比较活泼，在原电池中做负极，Cu做正极，正极发生
还原反应，Cu2＋在正极得到电子变成Cu，电极反应式为Cu2＋＋
2e－ Cu，Cu2＋发生了反应，则c（Cu2＋）变小。
（4）CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用
CH3OH和O2组合形成的质子交换膜（只允许H＋通过）燃料电池
的结构示意图如下：
电池总反应为2CH3OH＋3O2 2CO2＋4H2O，则电极c是
（填“正极”或“负极”），电极c的电极反应式为 　　。
若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在
标准状况下的体积为 　　L。
提示：根据图中的电子流向知c是负极，甲醇在电极c上发生
氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O CO2↑＋6H＋，线路中转
移2 mol电子时消耗 0.5 mol氧气，其在标准状况下的体积为
11.2 L。
【规律方法】
1. 书写电极反应式遵循的原则
原电池两电极上分别发生氧化反应和还原反应，因此电极反应式的
书写要遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒。弱电解质、气体
和难溶物不能拆开，其余的以离子形式表示。
正极反应产物、负极反应产物根据题意或化学方程式确定，也要注
意电解质溶液的成分对电极反应产物的影响。
2. 负极反应式的书写
（1）活泼金属做负极时，电极本身被氧化
①若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为
金属阳离子，如：Zn－2e－ Zn2＋，Cu－2e－ Cu2＋。
②若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为
两反应合并后的反应式。如Mg-Al（KOH）原电池，负极反
应式为Al－3e－＋4OH－ [Al（OH）4]－；铅蓄电池负极
反应式：Pb－2e－＋S PbSO4。
（2）负极本身不反应时，要确定被氧化的物质
如氢氧（酸性）燃料电池，负极反应式为H2－2e－ 2H＋。
氢氧（碱性）燃料电池，负极反应式为H2－2e－＋2OH－
2H2O。
3. 正极反应式的书写
（1）首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒。
（2）其次确定该微粒得电子后变成哪种形式。
如氢氧（酸性）燃料电池，正极反应式为
O2＋4H＋＋4e－ 2H2O。
氢氧（碱性）燃料电池，正极反应式为
O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。
【迁移应用】
1. 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转
化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电，电池负极
反应式为（　　）
解析：通入H2的一极为负极，负极上H2发生氧化反应，在磷酸的酸性环境中，H2的氧化产物为H＋，电极反应式为H2－2e－ 2H＋。
2. 碱性锌锰干电池是一种使用广泛的便携式电源。电池总反应为Zn
＋2MnO2＋2H2O Zn（OH）2＋2MnOOH，下列说法错误的是
（　　）
A. MnOOH中Mn的化合价为＋3价
B. MnO2在正极上反应
D. 电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极
解析：　MnOOH中Mn元素的化合价为＋3价，A正确；由电池总
反应知，Zn元素化合价升高被氧化，做负极，MnO2中Mn元素化合
价降低被还原，做正极，B正确；负极的电极反应为Zn－2e－＋
2OH－ Zn（OH）2，C错误；电子由负极通过外电路流向正
极，D正确。
3. 已知：阳离子交换膜只允许阳离子通过。一种新型Na-Zn双离子二
次电池放电时的工作原理如图所示。该二次电池放电时，下列有关
说法正确的是（　　）
A. M极发生还原反应
B. 电子由M极通过NaOH溶液移向N极
C. Na＋通过阳离子交换膜向M极移动
解析：　由图可知，电池中M极为负极，发生氧化反应，电极反
应式为Zn－2e－＋4OH－ [Zn（OH）4]2－，N极为正极，电极
反应式为Na0.6－xMnO2＋xNa＋＋xe－ Na0.6MnO2，A错误，D
正确；电子不能在电解质溶液中移动，B错误；原电池中，阳离子
向正极移动，因此Na＋通过阳离子交换膜向N极移动，C错误。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 关于如图所示装置的叙述中正确的是（　　）
A. 铜是正极
B. 溶液中的Fe3＋向铜棒移动
C. 电子从铜片经导线流向碳棒
D. 碳棒上有红色铜生成
解析：　电池中发生反应的化学方程式即电池总反应式：2Fe3＋
＋Cu 2Fe2＋＋Cu2＋，在此反应中铜失电子，做原电池负极，电
子从铜片经导线流向碳棒，在碳棒上电子与溶液中的Fe3＋结合生成
Fe2＋，所以碳棒做正极，溶液中的阳离子向正极移动，即溶液中的
Fe3＋向正极碳棒移动。
2. 如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实
验后，在读书卡片上记录如下：
A. ①②③ B. ③④⑤
C. ①⑤⑥ D. ②③④
解析：　①锌比铜活泼，锌做负极，铜做正极，错误；②阳离子
向正极移动，即H＋向铜电极移动，错误；③电子从负极锌经金属
导线流向正极铜，正确；④正极即Cu极上发生反应：2H＋＋2e－
H2↑，正确；⑤根据④的分析，若电路中通过1 mol电子，则产
生 0.5 mol 氢气，正确；⑥锌做负极，电极反应式为Zn－2e－
Zn2＋，错误。
卡片上的描述合理的是（　　）
3. 关于如图所示的原电池装置，下列叙述错误的是（　　）
A. a为原电池的正极
B. 电子由b极流出，经导线流向a极
C. 溶液中阳离子向a极移动
D. b极发生还原反应
解析：　根据图中电流方向可知，a是正极，b是负极，A正
确；b是负极，电子由负极流出，经导线流向a极，B正确；a是
正极，溶液中阳离子移向正极，C正确；b是负极，负极发生氧
化反应，D错误。
4. 某化学兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确
的是（　　）
A. 若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极
B. 若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片
C. 若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出
D. 若X为Cu，Y为Zn，则铜离子在锌片上发生还原反应
解析：　当Fe与Cu（或碳）构成原电池时，铁为负极，失电子发
生氧化反应，电子由铁电极流向铜电极（或碳电极），Cu2＋在铜
（或碳棒）上析出，A、B项错误，C项正确；Cu、Zn构成原电池
时，正极是铜棒，Cu2＋在铜棒发生还原反应而析出，D项错误。
5. 原电池是将化学能转化为电能的装置。
Ⅰ. a为铜片，b为铁片，烧杯中是稀硫酸。
（1）当开关K断开时产生的现象为 （填字母，下同）；当开
关K闭合时，产生的现象为 。
A. a不断溶解 B. b不断溶解
C. a上产生气泡 D. b上产生气泡
E. 溶液逐渐变蓝
BD　
BC 　
解析：当开关K断开时，铁片直接与稀硫酸反应，所以可以看到b不断溶解，并且b上产生气泡，所以选B、D；当开关K闭合时，形成原电池，铁片做负极被氧化成亚铁离子，铜片为正极，氢离子在铜片上被还原成氢气，所以可以看到b不断溶解，a上产生气泡，所以选B、C。
（2）闭合开关K，反应一段时间后断开开关K，经过一段时间后，下
列叙述不正确的是 （填字母）。
A. 溶液中H＋浓度减小
C. 溶液中含有FeSO4
B　
Ⅱ.FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式
为 ，
若将此反应设计成原电池，请写出该原电池负极的
电极反应式： ，正极的电极反应式：
。
2Fe3＋＋Cu 2Fe2＋＋Cu2＋
Cu－2e－ Cu2＋　
2Fe3＋
＋2e－ 2Fe2＋
解析：当开关K闭合时，形成原电池，铁片做负极：Fe－2e－ Fe2＋，铜片为正极：2H＋＋2e－ H2↑；则反应过程中溶液中氢离子浓度减小，A正确；原电池中阴离子向负极移动，所以负极附近硫酸根离子浓度增大，B错误；电池的总反应为Fe＋H2SO4 FeSO4＋H2↑，所以溶液中含有FeSO4，C正确；根据总反应可知反应过程中不产生也不消耗S ，所以S 浓度基本不变，D正确。Ⅱ.铁离子与铜单质反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu 2Fe2＋＋Cu2＋；根据总反应可知铜为负极，电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋；Fe3＋在正极发生还原反应，正极的电极反应式为2Fe3＋＋2e－ 2Fe2＋。
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 有关电化学知识的描述正确的是（　　）
B. 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
C. 从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
D. 原电池工作时，正极表面一定有气泡产生
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解析：　该反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错
误；原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成，也
可为金属与导电的非金属电极，B错误；原电池工作时，正极
表面不一定有气泡产生，如铁-铜-硫酸铜原电池，正极上析出
铜固体，D错误。
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2. 如图所示的装置中，a的活动性比氢的强，b为碳棒，关于此装置的
叙述不正确的是（　　）
A. 碳棒上有气体放出，溶液的c（H＋）减小
B. a是正极，b是负极
C. 导线中有电子流动，电子从a极沿导线流到b极
D. a极上发生了氧化反应
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解析：　该原电池中，a的活动性比氢强，a做负极，碳棒b做正
极，负极上金属发生氧化反应，正极碳棒上氢离子发生还原反应，
溶液中c（H＋）减小，A、D正确，B错误；该装置能构成原电
池，电子从负极a极沿导线流向正极b极，C正确。
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3. 某学生学完原电池的知识后，设计如图所示柠檬水果电池，观察到
外电路的电流从电极X流向电极Y。如果他选择了铁为X极，则Y极
应该是（　　）
A. 锌 B. 石墨
C. 银 D. 铜
解析：　外电路的电流从电极X流向电极Y，则X是正极、Y是负极；X极为Fe，则负极Y活泼性应强于Fe，选A。
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4. 下列说法不正确的是（　　）
A. 镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B. 燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池
C. 化学电池的反应基础是氧化还原反应
D. 在酸性锌锰干电池中，锌筒是负极材料，碳棒做正极材料
解析：　镍氢电池、锂电池为可充电电池，是二次电池，碱性锌
锰干电池为一次电池，A错误。
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5. 如图所示，C为电解质溶液。电流计发生偏转，同时A极逐渐变
细，B极上有气泡冒出，则A、B、C应是下列各组中的（　　）
A. A是Zn、B是Cu、C为稀硫酸
B. A是Fe、B是Ag、C为AgNO3溶液
C. A是Al、B是Mg、C为稀硫酸
D. A是Ag、B是Zn、C为稀盐酸
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解析：　Zn失电子生成Zn2＋，故A极逐渐变细，稀硫酸中的H＋
得电子生成H2，故B极上有气泡冒出，A项符合题意；AgNO3溶液
中的Ag＋在B极上得电子生成Ag，故B极上无气泡冒出，B项不符
合题意；A极逐渐变细，B极上有气泡冒出，说明A极为负极，金
属活动性：A＞B，C、D项不符合题意。
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6. 由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的
是（　　）
装置
现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体产生
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A. 装置甲中W作原电池负极
C. 装置丙中溶液的c（H＋）不变
D. 四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y
解析：　装置甲中W不断溶解，说明W做原电池负极，金属的
活动性：W＞X，A项正确；装置乙中Y电极为正极，其电极反
应式为Cu2＋＋2e－ Cu，金属的活动性：X＞Y，B项正
确；装置丙中溶液中有氢气产生，故c（H＋）减小，金属的活
动性：Z＞W，C项错误；四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W
＞X＞Y，D项正确。
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7. 分别按如图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同
浓度的稀硫酸，乙中 为电流表。请回答下列问题：
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（1）以下叙述中，正确的是 （填字母）。
A. 甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
B. 两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C. 两烧杯中溶液c（H＋）减小
D. 产生气泡的速度甲中比乙中慢
E. 乙的外电路中电流方向Zn→Cu
F. 乙溶液中S 向铜片方向移动
CD　
解析：甲中没有形成闭合回路，不能构成原电池，铜不能与稀硫酸反应，所以铜片表面没有气泡产生；氢离子与锌反应生成氢气，c（H＋）减小；乙中构成原电池，加快了化学反应速率，所以产生气泡的速率比甲中快；乙中Zn为负极，Cu为正极，所以外电路中电流方向：Cu→Zn，溶液中的H＋向铜片方向移动，S 向锌片方向移动，选C、D。
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（2）变化过程中能量转化的主要形式：甲为
；乙为 。
解析：甲没有构成原电池，化学能转化为热能；乙构成原电池，化学能转化为电能。
化学能转化为热
能　
化学能转化为电能　
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（3）某同学依据氧化还原反应：2Ag＋＋Cu Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示：
①负极的材料是 ，发生的电极反应式为 。
铜　
Cu－2e－ Cu2＋　
②外电路中的电子是从 电极流向 电极（写出电
极材料的名称）。
③当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增
重了5.4 g，则该原电池反应共转移的电子数目是
。
铜　
银　
0.05NA
（或3.01×1022）　
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解析：①铜的活泼性大于银，负极的材料是铜，负极铜失电子生成铜离子，电极反应式为Cu－2e－ Cu2＋；②铜是负极、银是正极，外电路中的电子是从铜电极流向银电极；③正极反应式为Ag＋＋e－ Ag，正极增重了5.4 g，则正极生成0.05 mol银，所以转移电子数为0.05NA。
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8. PbCl2是一种难溶于冷水和稀盐酸的白色固体。某化学兴趣小组根
据反应Pb＋Cl2 PbCl2设计的原电池的工作原理如图所示，下列
说法错误的是（　　）
A. 该装置主要是将化学能转化为电能
B. Pb电极为原电池的负极
C. 电池工作时，Pb电极上有白色沉淀生成
D. 电池工作时，溶液中H＋向Pb电极区域移动
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解析：　该装置为原电池装置，主要是将化学能转化为电能，A
正确；Pb电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，电极反应
式为Pb－2e－＋2Cl－ PbCl2，则Pb电极上有白色沉淀PbCl2生
成，B、C正确；Pb电极做负极，Pt电极做正极，溶液中 H＋向正极
移动，即向Pt电极区域移动，D错误。
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9. 美国加州Miramar海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电
池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700 ℃，
所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。该电池的总反应为2H2＋
O2 2H2O，负极反应为H2＋C －2e－ H2O＋CO2，则下
列推断中正确的是（　　）
C. 放电时电子沿导线向负极移动
D. 当电池生成1 mol H2O时，电路中转移4 mol电子
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解析：　在燃料电池中，O2在正极上得到电子被还原产生
C ，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2 2C ，A错误；放电
时阴离子C 向负极移动，B正确；放电时电子由负极沿导线向
正极移动，C错误；根据总反应方程式2H2＋O2 2H2O可知，当
有2 mol H2反应 （即有2 mol H2O生成）时电路中转移4 mol电子，
则当电池生成1 mol H2O时，电路中转移2 mol电子，D错误。
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10. 利用反应6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O构成电池的装置如图所
示。此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，
又能充分利用化学能。下列说法正确的是（　　）
A. 该装置将化学能转化为电能
B. 电极B为负极
D. 当有4.48 L NO2被处理时，转移0.8 mol电子
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解析：　反应6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O中，NO2中N元素化
合价降低，NH3中N元素化合价升高，因此通入NH3的电极上发生
氧化反应，为负极，通入NO2的电极上发生还原反应，为正极。
该装置为原电池，原电池工作时将化学能转化为电能，A正确；
电极B上发生还原反应为正极，B错误；电极A上NH3发生氧化反
应，电解质溶液为KOH溶液，因此电极反应式为2NH3－6e－＋
6OH－ N2＋6H2O，C错误；未说明气体所处状态是否为标准
状况，无法计算4.48 L NO2气体的物质的量，因此无法计算转移
电子数，D错误。
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11. 某化学研究性学习小组针对原电池的形成条件，设计了实验方
案，进行如下探究。
（1）请填写有关实验现象并得出相关结论。
实验 实验装置 实验现象
1 锌棒逐渐溶解，表面有气体生成；
铜棒表面无现象
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实验 实验装置 实验现象
2 两锌棒逐渐溶解，表面均有气体生
成；电流表指针不偏转
3 铜棒表面 ；电流表
指针
有气体生成　
发生偏转　
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①通过实验2和3，可得出原电池的形成条件是
。
②通过实验1和3，可得出原电池的形成条件是 。
③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇，电流表指针将不发生
偏转，从而可得出原电池的形成条件是 。
有活动性不
同的两个电极
形成闭合回路
有电解质溶液　
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解析：实验3中构成原电池，锌棒做负极，铜棒做正极，铜棒表面氢离子放电，现象是有气体生成，电流表指针发生偏转。①实验3和2相比，电极不同，因此可得出原电池的形成条件是有活动性不同的两个电极。②实验3和1相比，实验3中构成闭合回路，由此可得出原电池的形成条件是形成闭合回路。③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇，电流表指针将不发生偏转，由于乙醇是非电解质，硫酸是电解质，因此可得出原电池的形成条件是有电解质溶液。
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（2）分别写出实验3中锌棒和铜棒上发生的电极反应式。
锌棒： 。
铜棒： 。
解析：锌棒做负极，发生失去电子的氧化反应，则锌棒上发生的电极反应式为Zn－2e－ Zn2＋。铜棒做正极，溶液中的氢离子放电，则铜棒上发生的电极反应式为2H＋＋2e－ H2↑。
Zn－2e－ Zn2＋
2H＋＋2e－ H2↑
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（3）实验3的电流是从 （填“锌”或“铜”）棒流出的，
反应过程中若有0.4 mol电子发生了转移，则Zn电极质量减
少 g。
解析：实验3中锌棒做负极，铜棒做正极，则电流是从铜棒流出的，反应过程中若有0.4 mol电子发生转移，根据Zn－2e－ Zn2＋可知消耗0.2 mol Zn，则Zn电极质量减少0.2 mol×65 g·mol－1＝13 g。
铜　
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感谢欣赏
THE END

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