2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律 1.2.1 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)案 新人教版必修2.doc

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第1課時(shí)　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 一、能源與火力發(fā)電 1．一次能源和二次能源 (1)一次能源：直接從自然界取得的能源。如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、水力、潮汐、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等。 (2)二次能源：一次能源經(jīng)過加工，轉(zhuǎn)換得到的能源。如電能、蒸汽能、機(jī)械能等。 2．火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能 (1)火力發(fā)電的原理 首先通過化石燃料燃燒，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機(jī)，然后帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。 (2)能量轉(zhuǎn)換過程 化學(xué)能熱能機(jī)械能電能 (3)火力發(fā)電的弊端 ①化石燃料屬于不可再生資源，用化石燃料發(fā)電會造成資源的浪費(fèi)。 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SO2、CO、NO2、粉塵等)，污染環(huán)境。 火力發(fā)電是通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種間接方式，在其過程中，燃燒是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。 例1　下列敘述不正確的是(　　) A．根據(jù)一次能源和二次能源的劃分，氫氣為二次能源 B．電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源 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(shí)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　氫氣不能從自然界中直接取得，是二次能源，A正確；電能也是二次能源，且使用方便、污染最小，B正確；以煤為燃料，火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程：(煤)化學(xué)能熱能機(jī)械能電能，故C錯(cuò)誤，D正確。 二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 1．實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)步驟 解釋或 說明 鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而銅則不能 鋅與稀硫酸反應(yīng)，但氫氣在銅片上產(chǎn)生，導(dǎo)線中有電流 鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但導(dǎo)線中無電流 乙醇是非電解質(zhì)，與鋅、銅都不反應(yīng) 2.原電池的概念 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置； 原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。 3．原電池的構(gòu)成條件 理論上，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。 具體條件是：(1)具有活動性不同的兩個(gè)電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。 (2)溶液：兩電極均插入電解質(zhì)溶液中。 (3)導(dǎo)線：兩電極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路。 4．原電池的工作原理 (1)分析下圖并填空 原電池總反應(yīng)式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑； (2)能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? 5．原電池工作原理的應(yīng)用 (1)比較金屬活動性 原電池中，作負(fù)極的金屬活動性一般比作正極的金屬活動性強(qiáng)。 (2)改變化學(xué)反應(yīng)速率 如：在Zn和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅構(gòu)成原電池的正負(fù)極，從而加快Zn與稀硫酸反應(yīng)的速率。 (3)設(shè)計(jì)原電池 如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋設(shè)計(jì)成原電池，可用Fe作負(fù)極，銅(或石墨)作正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。 例2　如圖所示裝置能夠組成原電池的是________________________________。 其他不能構(gòu)成原電池的說明理由：___________________________________ ________________________________________________________________________。 考點(diǎn)　能源與構(gòu)成的原電池條件 題點(diǎn)　原電池的形成條件與判斷方法 答案　EFG A裝置的兩個(gè)電極的活潑性相同，電子不會流動形成電流；B裝置為非電解質(zhì)溶液，不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；C裝置電解質(zhì)溶液在兩個(gè)分開的裝置中，不成形成閉合回路；D裝置無導(dǎo)線連接電極，不能形成閉合回路。它們均不能構(gòu)成原電池 思維啟迪 原電池的判定方法：一看反應(yīng)原理(能否自發(fā)地進(jìn)行氧化還原反應(yīng))；二看構(gòu)成條件(兩極一液成回路：兩個(gè)活潑性不同的電極，插入電解質(zhì)溶液中，裝置形成閉合回路)。 例3　如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極的質(zhì)量減小，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．B極為原電池的正極 B．A、B、C分別可以為Zn、Cu和稀鹽酸 C．C中陽離子向A極移動 D．A極發(fā)生氧化反應(yīng) 考點(diǎn)　原電池工作原理及正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　原電池工作原理 答案　C 解析　原電池中，負(fù)極金屬失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)溶解，質(zhì)量減小，故A極為負(fù)極，B極為正極，A、D項(xiàng)正確；A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸時(shí)，可以構(gòu)成原電池，且現(xiàn)象符合題意，B項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 例4　某原電池的離子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是(　　) 選項(xiàng) 正極 負(fù)極 電解質(zhì)溶液 A Cu Zn HCl B Zn Cu CuSO4 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnCl2 考點(diǎn)　原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　設(shè)計(jì)原電池 答案　C 解析　將Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆開兩個(gè)半反應(yīng)： 氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))：Zn－2e－===Zn2＋。 還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：Cu2＋＋2e－===Cu。 則電池的負(fù)極是Zn，正極是比鋅不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?，電解質(zhì)溶液中含Cu2＋。 方法技巧——設(shè)計(jì)原電池的方法 (1)依據(jù)：已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)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(dǎo)電。負(fù)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(yīng)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(fù)極反應(yīng)。 原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其工作原理是 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”) (1)電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源(　　) (2)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O是放熱反應(yīng)，可以設(shè)計(jì)成原電池(　　) (3)原電池中的陽離子由負(fù)極區(qū)向正極移動(　　) (4)在Zn|稀硫酸|Cu原電池中，電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液到達(dá)鋅(　　) (5)把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴CuCl2溶液，氣泡放出速率加快(　　) 考點(diǎn)　原電池工作原理 題點(diǎn)　原電池的綜合應(yīng)用 答案　(1)√　(2)　(3)√　(4)　(5)√ 2．(2017北京101中學(xué)期中)下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是(　　) A B C D 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃?xì)庠? 硅太陽能電池 考點(diǎn)　能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn)　能量的轉(zhuǎn)化方式 答案　A 解析　A項(xiàng)，鋰離子電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故正確；B項(xiàng)，太陽能集熱器是把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，燃燒是放熱反應(yīng)，是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，硅太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故錯(cuò)誤。 3．(2017湖南郴州適應(yīng)性測試)如圖為某興趣小組制作的番茄電池，下列說法正確的是(　　) A．電子由銅通過導(dǎo)線流向鋅 B．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 C．鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng) D．電流由鋅通過導(dǎo)線流向銅 考點(diǎn)　原電池工原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　原電池工作原理 答案　C 解析　A項(xiàng)，銅作正極，鋅作負(fù)極，因此電子由鋅流向銅，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鋅作負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故正確；D項(xiàng)，電子與電流的方向相反，因此電流由銅極流向鋅極，故錯(cuò)誤。 4．下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(　　) A．①②③④ B．④②①③ C．③①②④ D．②①③④ 考點(diǎn)　原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　金屬腐蝕快慢的比較 答案　B 解析?、壑械匿\作負(fù)極，腐蝕速率最快；④中的鋅與外界不接觸，腐蝕速率最慢；②中的鋅作正極，腐蝕速率比①中的鋅要慢；因此腐蝕速率由慢到快的順序?yàn)棰堍冖佗?，故B正確。 5．在銅鋅原電池中(如下圖)，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為________極，電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_________________________。 鋅片上觀察到的現(xiàn)象為___________________________________________________； 銅為________極，電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式__________________________________________________； 銅片上觀察到的現(xiàn)象為_____________________________________________________， 原電池總反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。 考點(diǎn)　原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　常考多變的鋅銅原電池 答案　負(fù)　氧化　Zn－2e－===Zn2＋　鋅片溶解　正　還原　Cu2＋＋2e－===Cu　銅極變粗　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 解析　CuSO4為電解質(zhì)溶液時(shí)，銅鋅原電池的負(fù)極為鋅，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，所以鋅片不斷溶解，正極為銅，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，所以銅極不斷變粗，原電池總反應(yīng)式為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　一次能源和二次能源 1．下列有關(guān)能源的說法錯(cuò)誤的是(　　) A．風(fēng)能是人類通過風(fēng)車等工具獲取的能源，但屬于一次能源 B．在即將到來的新能源時(shí)代，核能、太陽能、氫能將成為主要能源 C．月球土壤中含有豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可作為未來核能的重要原料 D．原電池把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，所以由原電池提供的電能是一次能源 考點(diǎn)　能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn)　能源的分類 答案　D 解析　風(fēng)能是直接從自然界中取得的能源，屬于一次能源，A正確；原電池提供的電能是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化而得到的，不是直接獲得的，屬于二次能源，D錯(cuò)誤；隨著時(shí)代的發(fā)展，化石能源逐漸枯竭，所以新能源時(shí)代污染小的核能、太陽能、氫能將成為主要能源，B、C正確。 2．下面是有關(guān)各種形式能量的相互轉(zhuǎn)化途徑的敘述，其中錯(cuò)誤的是(　　) A．家庭液化氣灶將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮? B．燈泡將電能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽? C．光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 D．太陽能電池將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 考點(diǎn)　能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn)　能量的轉(zhuǎn)化方式 答案　B 解析　燈泡除了將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽苤?，還轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿绕渌问降哪堋? 題組二　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 3．如圖所示各裝置中，不能構(gòu)成原電池的是(燒杯中所盛液體都是稀硫酸)(　　) 考點(diǎn)　能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn)　原電池的形成條件與判斷 答案　D 解析　原電池的形成條件包括活動性不同的電極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路、自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。對圖示各個(gè)裝置進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)只有D不能形成閉合回路，因此不能形成原電池。 4．下列關(guān)于原電池的敘述，正確的是(　　) A．構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極材料必須是兩種活潑性不同的金屬 B．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C．在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原 D．原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極 考點(diǎn)　原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　原電池構(gòu)成和原理的理解 答案　B 解析　構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極可以是兩種活潑性不同的金屬，也可以是導(dǎo)電的非金屬(如石墨棒)和金屬，A錯(cuò)誤；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，B正確；在原電池中，負(fù)極上發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，C錯(cuò)誤；原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，則電流的方向是從正極到負(fù)極，D錯(cuò)誤。 5．(2017湖北部分重點(diǎn)中學(xué)期末聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)興趣小組按下圖裝置實(shí)驗(yàn)后，所記錄內(nèi)容合理的是(　　) 實(shí)驗(yàn)記錄 ①Cu為正極，Zn為負(fù)極； ②Zn質(zhì)量減少，Cu質(zhì)量增加； ③SO向Cu極移動； ④電子流向：由Zn經(jīng)導(dǎo)線流入Cu片； ⑤Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)； ⑥正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－===Cu。 A.②③④ B．①②④⑥ C．①②④⑤ D．②③⑤⑥ 考點(diǎn)　原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　原電池工作原理 答案　B 解析?、賈n比Cu活潑，Zn為負(fù)極，Cu為正極，故正確；②銅為正極，發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，銅極質(zhì)量增大，故正確；③原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動，故錯(cuò)誤；④電子由負(fù)極流向正極，即電子由Zn電極流向Cu電極，故正確；⑤Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)，故錯(cuò)誤；⑥正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Cu2＋＋2e－===Cu，故正確。綜上所述，B正確。 6．人造地球衛(wèi)星用到的一種高能電池——銀鋅蓄電池，其電池的電極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。據(jù)此判斷氧化銀是(　　) A．負(fù)極，被氧化 B．正極，被還原 C．負(fù)極，被還原 D．正極，被氧化 考點(diǎn)　原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　正、負(fù)極的判斷 答案　B 解析　電池的電極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，從中可以看出鋅的化合價(jià)升高，所以鋅為負(fù)極，被氧化，而氧化銀中的銀化合價(jià)降低，被還原，故氧化銀為正極，被還原，故B符合題意。 7．(2017武漢高一檢測)如圖將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后放入稀硫酸中，發(fā)生原電池反應(yīng)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．溶液的pH增大 B．溶液中的Zn2＋濃度增大 C．溶液中的SO濃度增大 D．溶液的密度增大 考點(diǎn)　原電池的工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　?？级嘧兊匿\銅原電池 答案　C 解析　A項(xiàng)，氫離子濃度降低，溶液的pH增大，正確；B項(xiàng)，鋅不斷溶解,溶液中的Zn2＋濃度增大，正確；C項(xiàng)，由于在反應(yīng)過程中溶液中SO沒有參加反應(yīng)，所以溶液中c(SO)不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，原電池放電時(shí)，溶液由硫酸溶液逐漸變成硫酸鋅溶液，所以溶液的密度增大，正確。 8.如圖所示裝置，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C為稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C為稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C為稀AgNO3溶液 考點(diǎn)　原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　多角度判斷正、負(fù)極 答案　D 解析　A極逐漸變粗，說明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出；B極逐漸變細(xì)，說明B極為原電池的負(fù)極，失去電子后變成離子進(jìn)入溶液中。A和B兩項(xiàng)中的反應(yīng)為Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，則A項(xiàng)A極變細(xì)，B項(xiàng)A極不變；C和D兩項(xiàng)中的反應(yīng)為Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，其中C項(xiàng)A極變細(xì)，D項(xiàng)A極變粗。 題組三　原電池工作原理的應(yīng)用 9．X、Y、Z、W四種金屬片浸在稀鹽酸中，用導(dǎo)線連接，可以組成原電池，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示： 則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?　　) A．Z＞Y＞X＞W(wǎng) B．Z＞X＞Y＞W(wǎng) C．Z＞Y＞W(wǎng)＞X D．Y＞Z＞X＞W(wǎng) 考點(diǎn)　原電池工作原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　比較金屬活潑性的強(qiáng)弱 答案　A 10．(2018南寧六中5月考試)下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)，你認(rèn)為理論上不可用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是(　　) A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O22H2O C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑ D．CH4＋2O2CO2＋2H2O 考點(diǎn)　原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　能否設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)分析 答案　C 解析　只有屬于氧化還原反應(yīng)，才能用于設(shè)計(jì)原電池；A、B、D屬于氧化還原反應(yīng)，均可以設(shè)計(jì)為原電池。C不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，故選C。 11．(2018北京四中4月月考)為將反應(yīng)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達(dá)到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)(　　) 考點(diǎn)　原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　原電池的設(shè)計(jì) 答案　B 解析　A項(xiàng)為原電池，鋁為負(fù)極，但總反應(yīng)為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，不符合；C項(xiàng)為原電池，但硝酸是氧化性酸，則總反應(yīng)為Al＋4H＋＋NO===Al3＋＋NO↑＋2H2O，不符合；D項(xiàng)裝置中有外接電源，不屬于原電池，不符合。 12．小穎同學(xué)用如圖所示裝置研究原電池原理，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．若將圖1裝置的Zn、Cu直接接觸，Cu片上能看到氣泡產(chǎn)生 B．圖2裝置中SO向Cu片移動 C．若將圖2中的Zn片改為Mg片，Cu片上產(chǎn)生氣泡的速率加快 D．圖2與圖3中正極生成物的質(zhì)量比為1∶32時(shí)，Zn片減輕的質(zhì)量相等 考點(diǎn)　原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　原電池工作原理的探究 答案　B 解析　Zn、Cu直接接觸就能構(gòu)成閉合回路而形成原電池，Cu片上可看到有氣泡產(chǎn)生，A項(xiàng)正確；SO帶負(fù)電荷，應(yīng)該向負(fù)極Zn片移動，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Mg的失電子能力強(qiáng)于Zn，所以將Zn片改為Mg片后，電子轉(zhuǎn)移速率加快，生成H2的速率也加快，C項(xiàng)正確；假設(shè)圖2中正極產(chǎn)生2 g H2，則轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗負(fù)極65 g Zn，而圖3中正極析出64 g Cu，也轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗負(fù)極65 g Zn，故Zn片減輕的質(zhì)量相等，D項(xiàng)正確。 [綜合強(qiáng)化] 13．(2017南寧高一檢測)某同學(xué)為了探究原電池產(chǎn)生電流的過程，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)。 (1)打開K，觀察到的現(xiàn)象為__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)關(guān)閉K，觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 此電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)關(guān)閉K，溶液中陽離子向________(填“Zn”或“C”)極移動，外電路中，電子流動方向是________________________________________________________________________。 考點(diǎn)　原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　原電池的綜合探究實(shí)驗(yàn) 答案　(1)鋅棒上附著有紅色固體 (2)碳棒上附著有紅色固體　Zn－2e－===Zn2＋ (3)C　Zn→C(或負(fù)極→正極) 解析　(1)打開K，鋅與硫酸銅接觸，置換出銅，所以可以看到鋅棒上附著有紅色固體。(2)關(guān)閉K，形成原電池，鋅作負(fù)極，碳作正極，溶液中的銅離子在碳棒上得到電子生成銅，看到碳棒上附著有紅色固體；負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋。(3)關(guān)閉K，溶液中的陽離子向正極移動，即向碳棒移動，電子從鋅出來經(jīng)過導(dǎo)線流向碳。 14．(2017咸寧高一檢測)理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。請利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電池(正極材料用碳棒)，回答下列問題： (1)該電池的負(fù)極材料是________，發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電解質(zhì)溶液是____________。 (2)正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________________________________________________。 (3)若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1mol，則生成銀______g。 考點(diǎn)　原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn)　原電池的設(shè)計(jì) 答案　(1)Cu　氧化　AgNO3溶液 (2)碳棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì) (3)108 解析　(1)根據(jù)電池的總反應(yīng)，可知負(fù)極一般是失電子的物質(zhì)，所以負(fù)極材料應(yīng)該是銅，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液是一種可溶性的銀鹽溶液，所以是AgNO3溶液。(2)正極上是溶液中的銀離子得到電子變成銀單質(zhì)，所以正極上的現(xiàn)象是碳棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì)。(3)當(dāng)導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移1 mol電子的時(shí)候，正極上會析出1 mol銀單質(zhì)，所以正極上生成的銀的質(zhì)量是108 g。 15．某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，在常溫下，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下。 編號 電極材料 電解質(zhì)溶液 電流表指針偏轉(zhuǎn)方向 1 Al、Mg 稀鹽酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀鹽酸 偏向石墨 4 Al、Mg 氫氧化鈉溶液 偏向Mg 5 Al、Zn 濃硝酸 偏向Al 試根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)是否相同(填“是”或“否”)？____________。 (2)由實(shí)驗(yàn)3完成下列填空： ①鋁為________極，電極反應(yīng)式：_________________________________________； ②石墨為________極，電極反應(yīng)式：______________________________________； ③電池總反應(yīng)式：_____________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)4中鋁作負(fù)極還是正極？________，理由是____________________________。 寫出鋁電極的電極反應(yīng)式：_______________________________________________。 (4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流表指針偏向鋁的原因：______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素：___________________ _____________________________________________________。 考點(diǎn)　原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn)　多角度判斷正、負(fù)極 答案　(1)否　(2)①負(fù)　2Al－6e－===2Al3＋　②正 6H＋＋6e－===3H2↑?、?Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)負(fù)極　在NaOH溶液中，活動性：Al＞Mg　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O (4)Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中發(fā)生反應(yīng)，被氧化，即在濃硝酸中，活動性：Zn＞Al，Al是原電池的正極 (5)①另一個(gè)電極材料的活動性；②電解質(zhì)溶液 解析　在稀鹽酸中的活動性：Mg＞Al＞Cu。由實(shí)驗(yàn)1和2可知，原電池中電流表指針是偏向正極。在實(shí)驗(yàn)3中電流表指針偏向石墨，由上述規(guī)律可知，Al是負(fù)極，石墨是正極，化學(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3＋，鹽酸中的H＋得到電子被還原為H2。在NaOH溶液中活動性：Al＞Mg，則Al是負(fù)極，Mg是正極。Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中被氧化，即在濃硝酸中活動性：Zn＞Al，Zn是負(fù)極，Al是正極，所以在實(shí)驗(yàn)5中電流表指針偏向鋁。