第18讲化学反应与电能（学生版）

第18讲化学反应与电能我们关心的，不是你是否失败了，而是你对失败能否无怨。——林肯复习目标1．原电池的概念和工作原理。2．能判断原电池中电子、电流及离子的迁移方向。3．能判断电极的名称及书写简单的电极反应式。复习重点难点1．原电池中电子、电流及离子迁移方向的判断。2．电极反应式书写及判断。工作原理能量变化化学能转化为电能形成条件两个电极组合情况①②③④负极较活泼金属金属金属石墨或Pt正极较不活泼金属金属氧化物石墨或Pt石墨或Pt电解质溶液或熔液、固体电解质可能与电极的负极反应也可能不与电极反应电极上有自发的氧化还原反应发生微粒流向外电路电子从负极流向正极内电路溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极多角度判断原电池的正、负极正极较不活泼金属或非金属电极材料较活泼金属负极________反应电极反应类型氧化反应电子流____电子流向电子流出电流流出电流流向电流流入阳离子迁移的电极离子流向阴离子迁移的电极质量增大或不变电极质量质量减少或不变电极有气泡产生电极现象电极变细原电池原理的应用加快化学反应速率实验室用锌和稀硫酸反应制备氢气时，常用粗锌，产生氢气的速率更快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸构成原电池，加快了锌与硫酸反应的速率比较金属的活泼性一般情况下，在原电池中，负极金属的活泼性比正极金属的活泼性强设计原电池首先将氧化还原反应分成两个半反应——氧化反应式、还原反应式根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶用于金属的防护将需要保护的金属连接另一较活泼的金属，要保护的金属作原电池的正极受到保护（2022·江苏学业水平合格考）某同学利用如图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是A．Zn电极是该电池的正极 B．Cu电极表面产生的气体是H2C．电子经导线由Cu电极流入Zn电极 D．该装置可将电能转化为化学能原电池工作原理能量转化将________转化为________反应本质氧化还原反应反应要求自发的放热氧化还原反应构成条件两个电极(导体，也可参加反应)电解质(水溶液、熔融液、固体)闭合回路(外电路：电子，内电路：离子)粒子迁移方向电子：由____极流向____极离子：阴离子流向____极，阳离子流向____极1．原电池中电解质溶液一般能与负极反应，但电极不一定参加化学反应，如氢氧燃料电池中的电极不参加反应。2．原电池中电子在导线中定向移动（由负极流出，流入正极），离子在溶液中定向移动（阴离子移向正极，阴离子移向负极），即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”。3．原电池的正、负极不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。在大部分原电池反应中，金属活泼性较强的作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，如：①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生反应，作负极。②NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。用双线桥标电子转移方向及数目Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑反应分析铁元素发生氧化反应，铜元素发生还原反应原电池装置要求：①标电极材料、名称②电极反应类型③标电子流向④标离子流向⑤写电极反应式电子、离子迁移方向（2022·河南信阳下学期期中）知识源于实践。学习原电池知识后，某学习小组以Zn和Cu为电极材料，制作了如图所示的水果电池(水果果汁中含游离的H＋)：该组电池放电时，下列说法正确的是A．铜a为电池正极，电子经桔子流向铜aB．锌电极失去电子，发生还原反应C．可将桔子换成盛有酒精溶液的装置D．桔子水果放电时，每个水果果汁中的H＋均移向铜片电极、反应现象、溶液变化1．（2022·四川泸州下学期期末）下图摘自某同学关于铜锌原电池的学习笔记，其中全部错误的组合是A．①② B．②④ C．③⑤ D．⑤⑥2．（2021·江苏学业水平合格考）某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)，有关说法正确的是A．Zn为正极B．工作时Cu电极发生氧化反应C．工作时电子经外电路由Cu流向ZnD．工作一段时间后Cu电极质量增加设计新电源步骤一确定一个自发的氧化还原反应的还原剂和氧化剂还原剂做负极反应物，氧化剂做____极反应物，把氧化还原反应分为两个半反应步骤二选择两极材料，正极材料选择不与正极反应物和离子导体发生反应且导电的固体步骤三选择离子导体(电解质溶液)和电子导体(导线)并形成闭合回路根据题给原电池新装置，确定正、负极材料及电极上发生的反应式，判断电子或离子迁移方向。（2023·沭阳学业合格考模拟）锂—海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如下图所示，电池反应为2Li＋2H2O2LiOH＋H2↑。电池工作时，下列说法错误的是A．金属锂作负极B．电子从锂电极经导线流向镍电极C．海水作为电解质溶液D．可将电能转化为化学能1．（2022·陕西宝鸡陈仓区下学期期末）锌－空气电池具有蓄电量大、循环次数多等优点(已知：锌能与碱溶液发生反应)。下列说法正确的是A．电池放电时，Zn电极逐渐溶解B．石墨为负极C．电子由石墨经导线流向Zn片D．电池放电时，实现了电能向化学能的转化2．（2022·河北邯郸九校下学期期中）潜艇中使用液氨－液氧燃料电池工作原理如图所示，下列说法正确的是A．该装置是将电能转化为化学能B．电解质溶液中的OH－向电极b移动C．电子由a电极经外电路向b电极移动，再经电解质溶液回到a电极D．b极电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O4OH－原电池原理应用加快化学反应速率实验室用锌和稀硫酸反应制备氢气时，常用粗锌，产生氢气的速率更快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸构成原电池，加快了锌与硫酸反应的速率。比较金属的活泼性一般情况下，在原电池中，负极金属的活泼性比正极金属的活泼性强。（2022·扬州学业合格考模拟）将Zn块连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法不正确的是A．该装置设计利用了原电池原理 B．Zn的金属性比Fe的金属性强C．Zn极的电极反应式为Zn－2e－Zn2＋ D．工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn（2022·吉林长春农安县下学期期末）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：实验装置装置一装置二装置三装置四部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极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＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c化学电源名称干电池(一次电池)充电电池(二次电池)燃料电池特点①活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度后，不能再使用(放电之后不能充电)②电解质溶液为胶状，不流动①放电后可再充电使活性物质获得再生②可以多次充电，重复使用①电极本身不包含活性物质，只是一个催化转换元件②工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给(反应物不是储存在电池内部)，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出举例普通的锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池等铅蓄电池、锂电池、镍镉电池等氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等（2022·云南楚红河州开远市、弥勒市下学期期末）下列有关化学电池装置的叙述中，不正确的是图I原电池图II碱性锌锰电池图III铅—硫酸蓄电池图IV银锌纽扣电池A．图I所示装置工作过程中，铁极发生氧化反应B．图II所示电池工作时，锌粉失电子C．图III所示电池放电过程中，电解质溶液中的H＋移向Pb极D．图IV所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag（2022·河南新乡下学期期中）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是A．图Ⅰ所示电池中，电子经石墨电极沿电解质溶液流向锌筒B．图Ⅱ所示电池中，MnO2的作用是作氧化剂C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度始终不变D．图Ⅳ所示电池中，Zn是还原剂，在电池工作过程中被还原1．（2023·江苏学业水平合格考）氢是燃料电池的理想燃料。氢燃料电池的使用推动了氢气制取、储存和利用技术的不断创新。氨在燃料电池中与O2反应生成N2和H2O，氨易于储存，且泄漏时易被察觉，也是燃料电池的理想燃料。氨的下列性质中，与其成为燃料电池的理想燃料不相关的是A．无色 B．有刺激性气味C．易液化 D．在电池中与O2反应的产物无污染2．（2023·南京学业合格考模拟）如图是铜锌电池的示意图。下列说法错误的是A．电子由铜片通过导线流向锌片 B．锌片为负极，且锌片逐渐溶解C．该装置能将化学能转变为电能 D．铜为正极，且铜片上有气泡产生3．（2022·南京合格考模拟）关于下图所示装置的说法错误的是A．该装置能将化学能转化成电能 B．铜片上有气泡C．电子由锌片通过外电路流向铜片 D．锌片发生还原反应4．（2023·江苏扬州学业水平合格考模拟）锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是A．Cu负极 B．反应一段时间后，溶液颜色加深C．Zn棒发生反应：Zn－2e－Zn2＋ D．该装置能实现电能向化学能的转化5．（2022·泰州中学合格考模拟）某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片上制成如下图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是A．电池工作时将电能转化成化学能 B．锌片为电池的正极C．外电路中电子由锌片经导线流向铜片 D．铜板上的电极反应：Cu2＋＋2e－Cu第18讲化学反应与电能1．（2022·宿迁合格考模拟）某原电池结构如下图所示，下列有关该原电池的说法正确的是A．电池总反应为Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑ B．镁棒发生还原反应C．电子从铜棒经外电路流向镁棒 D．铜棒为负极2．（2022·江苏合格考模拟）采用铝—空气电池的新能源汽车一次性加注铝电极可行驶1600km，铝空气电池是由铝合金电极、空气电极、中性或碱性水溶液构成的。下列有关说法正确的是A．空气电极是负极B．电子由铝合金电极经电解质溶液流向空气电极C．负极的反应式：O2＋2H2O＋4e－4OH－D．电池工作时铝合金电极不断被消耗3．（2022·苏州学业合格考模拟）氢氧燃料电池是一种新能源。下图为氢氧燃料电池示意图。下列说法错误的是A．该装置能将化学能转化成电能 B．A极是负极，B极是正极C．电子由B极通过导线流向A极 D．该电池的总反应是2H2＋O22H2O4．（2023·淮安学业合格考模拟）某原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是A．石墨棒为正极 B．铁皮的质量反应前后不变C．硫酸反应前后不变 D．电子从石墨棒经导线流向铁片5．（2023·江苏盐城学业水平合格考模拟）某原电池的工作原理如图所示，总反应为Zn＋2NHeq\o\al(＋,4)Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是A．石墨为电池的负极B．电池工作时Zn逐渐被消耗C．电子由石墨电极经外电路流向Zn电极D．反应2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－2NH3↑＋H2↑在负极上发生6．（2023·江苏徐州铜山区学业水平合格考模拟）图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是A．铜片作正极 B．锌片的质量逐渐增加C．电子从铜片流向锌片 D．铜片表面上没有气泡7．（2022·泰州中学合格考模拟）新型液氨—液氧燃料电池示意图如下图，下列有关说法不正确的是A．该装置将化学能转化为电能 B．氨气在电极1上发生氧化反应C．电子由电极2经负载流向电极1 D．电极2的反应式：O2＋4e－＋2H2O4OH－8．（2023·盐城学业合格考模拟）下图是一种锂电池放电的装置图，其中LiPF6是电解质、SO(CH3)2是溶剂，电池反应为4Li＋FeS2Fe＋2Li2S。下列说法正确的是A．Li＋向a极迁移 B．a极是正极C．b极发生氧化反应 D．电池工作时，化学能转化为电能9．（2023·湖北学业合格考B卷）下列对Zn—Cu原电池(如图所示)的描述错误的是A．Cu为正极，电子沿导线从Zn流向CuB．负极发生氧化反应，其反应式为：Zn－2e－Zn2＋C．SO2－向Cu极移动D．若有1mol电子流经导线，则可产生0.5mol气体10．（2022·泰州中学合格考模拟）我国首创的海洋电池以铝板、铂网为电极，以海水作为电解质溶液，电池总反应：4Al＋3O2＋6H2O4Al(OH)3，下列有关该电池说法正确的是A．该电池工作时将电能转化为化学能B．通常一段时间后该电池只需要换铝板就可继续使用C．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－4OH－D．铝板发生还原反应11．（2022·江苏无锡下学期期末）北京冬奥会上首次使用的氢燃料电池汽车，其电池工作原理如图，下列说法正确的是A．气体a为O2 B．气体b发生了还原反应C．该装置实现了电能向化学能的转化 D．正极室的电极反应式为H2－2e－2H＋12．（）A．铝片作正极 B．电子由石墨沿导线流向Al片C．铝片质量不断减少 D．实现了电能向化学能转化13．（2022·无锡学业合格考模拟）对如图所示原电池装置，下列说法正确的是A．碳棒是正极B．该装置能将电能转化为化学能C．外电路中电子由碳棒流向铁片D．该装置的总反应为2Fe＋3Cu2＋2Fe3＋＋3Cu14．（2022·盐城合格考模拟）美国NASA曾开发一种铁—空气二次电池。该电池放电时，其原理如下图所示，电池反应为2Fe＋O2＋2H2O2Fe(OH)2。有关该电池放电时的说法正确的是A．a极质量不变 B．b极为电池负极C．电子由a极经负载流向b极 D．由电能转变为化学能15．（2023·镇江学业合格考模拟）某校同学设计的原电池装置如下图所示。该电池工作时，下列说法正确的是A．金属铁作负极 B．海水作为电解质溶液C．将电能转变为化学能 D．电子由铁电极经导线流向镁电极16．（2022·扬州合格考模拟）钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里，其表面吸附一层薄薄的水膜，构成了若干微小原电池(如下图所示)。下列有关说法正确的是A．O2在正极参加反应，生成OH－ B．钢铁生锈过程中电能转化为化学能C．负极的电极反应式为Fe－3e－Fe3＋ D．为减缓铁制品生锈，可将其与铜相连17．（2022·启东合格考模拟）某镁燃料电池以镁片、石墨作为电极，电池反应为Mg＋H2O2＋H2SO4MgSO4＋2H2O。电池工作时，下列说法正确的是A．镁片的质量减小 B．镁片是电池的正极C．电子由石墨棒经导线流向镁片 D．该装置将电能转化