6.3.1化学能转化为电能-高一化学讲义（苏教2019）

专题6化学反应与能量变化第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能[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.认识化学能转化为电能的原理及其在生产、生活中的应用。课前预习课前预习知识点01原电池的工作原理1．实验探究实验步骤现象实验结论①将一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能②将一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能③用导线将步骤②中铜片和锌片连接起来。锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡。锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生④在步骤③的导线中间连接一个灵敏电流计锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流计指针发生偏转锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流2．原电池的工作原理（1）原电池的概念将化学能转化成电能的装置称为原电池，在原电池中发生的化学反应是氧化还原反应。（2）工作原理：以Zn－H2SO4－Cu原电池为例电极材料锌铜电极名称负极正极电极反应Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑反应类型氧化反应还原反应外电路电子流向由锌片（负极）沿导线流向铜片（正极）内电路离子移向溶液中H+向正极移动，在铜片上被还原为H2；溶液中SOeq\o\al(2－,4)向负极移动。原电池总反应Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑（3）能量转化过程：原电池在工作时，负极失去电子，电子通过导线流向正极，溶液中氧化性物质得到此电子，发生还原反应，这样氧化反应和还原反应不断发生，负极不断地失电子，失去的电子不断地通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中不断有电子流产生，也就形成了电流，化学能转变为电能。3．原电池的形成条件（1）两个活动性不同的电极。（2）电解质溶液。（3）电极、导线和电解质溶液形成闭合回路。（4）自发进行的氧化还原反应。知识点02原电池工作原理的应用1．加快氧化还原反应速率如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池，加快了反应，使产生H2的速率加快。2．比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B。3．设计原电池已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。例如，利用Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag的氧化还原反应可设计成如图所示的原电池，该原电池的电极反应式为：负极(Cu)：Cu－2e－=Cu2＋(氧化反应)正极(C)：2Ag＋＋2e－=2Ag(还原反应)知识点03钢铁的电化学腐蚀1．钢铁的电化学腐蚀原理（1）电解质溶液：在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量H+、OH和O2等。（2）电极：钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的原电池，其中，负极为Fe，正极为碳。（3）电极反应式：①负极Fe2e=Fe2+，②正极O2+2H2O+4e=4OH。（4）铁锈的形成：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3③Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分Fe2O3·xH2O。2．电化学腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触，发生原电池反应，较活泼金属失去电子而被氧化。知识点总结知识点总结考点1原电池一、生活中电源1、家用干电池2、纽扣电池3、可充电锂电池、汽车电瓶二、原电池的工作原理1、实验探究实验装置实验现象实验结论锌片：逐渐溶解，有气泡产生铜片：没有变化锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应锌片：逐渐溶解，有气泡产生铜片：没有变化锌与稀硫酸反应生成氢气，铜与稀硫酸不反应锌片：逐渐溶解铜片：有气泡产生锌失去电子，变为锌离子进入溶液，氢离子在铜片上得到电子生成氢气锌片：逐渐溶解铜片：有气泡产生电流计：指针发生偏转锌失去电子，变为锌离子，电子经过导线流向铜片，产生电流，氢离子在铜片上得到电子生成氢气，反应过程中产生了电能2、原电池的概念原电池是把化学能转化为电能的装置；3、原电池的反应本质：氧化还原反应。4、原电池的工作原理原电池工作时,负极上发生失去电子的氧化反应,电子通过导线流向正极,溶液中的氧化性物质在正极得到电子,发生还原反应,氧化反应和还原反应不断发生,负极上的还原性物质不断失去电子,失去的电子不断地通过导线流向正极被氧化性物质得到,闭合回路中不断地有电子和离子的定向移动,就形成了电流,即化学能转化为电能。5、原电池的构成条件理论上,自发进行的氧化还原反应均可构成原电池。具体条件是：①有一个自发的氧化还原反应;②有两个活动性不同的电极(金属与金属或金属与能导电的非金属),一般其中较活泼的金属作负极,发生氧化反应,较不活泼的金属(或能导电的非金属)作正极,发生还原反应;③有电解质溶液(或熔融电解质);④两极用导线相连,形成闭合回路。6、原电池中正负极的判断方法(1)根据电极反应或总反应方程式来判断作还原剂、失电子、化合价升高、发生氧化反应的电极是负极作氧化剂、得电子、化合价降低、发生还原反应的电极是正极(2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断电子流出或电流流入的一极负极；电子流入或电流流出的一极正极(3)根据内电路(电解质溶液中)中离子的迁移方向来判断阳离子向正极移动；阴离子向负极移动(4)根据原电池的两电极材料来判断两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极7、原电池电极反应式的书写方法1、遵循三个守恒(1)得失电子守恒：元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子(2)电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等(3)原子守恒(质量守恒)：电极反应两边同种原子的原子个数相等2、书写方法直观法：针对比较简单的原电池可以采取直观法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失考点2原电池工作原理的应用1、加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率2、比较金属活动性的强弱(1)方法：一般情况下，负极的金属活动性比正极的金属活动性强。(2)常见规律：电极质量较少，作负极较活泼，有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼3、设计原电池(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原(2)选择合适的材料①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极反应制造化学电源各种干电池、蓄电池、燃料电池等【大招总结】1.总反应：氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物;2.负极反应：还原剂ne=氧化产物(氧化反应);3.正极反应：氧化剂+ne=还原产物(还原反应)。4.注意：负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式中。5．原电池反应的分析方法原电池的分析一般采取以下步骤：（1）确定装置中发生的氧化还原反应，并写出化学方程式。如果有多个反应发生，则选择最容易进行的那个反应为电池反应。（2）将化学方程式改写成离子方程式。（3）分析氧化还原反应的电子得失数目，并改写成电极反应式。6．设计原电池的具体方法（1）将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应：氧化反应和还原反应。（2）选择电极材料和电解质溶液：要结合原电池的电极反应特点和两个半反应选择。①电极材料的选择：一般选择较活泼的金属作负极，较不活泼金属或非金属导体作正极。负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的物质反应。②电解质溶液的选择：电解质溶液一般能与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的物质能与负极发生反应。（3）按要求画出原电池装置图，作必要的标注，注意形成闭合回路。7．原电池的工作原理8．判断原电池的方法一看本质：原电池反应是自发进行的氧化还原反应。二看电极：具有两个活泼性不同的电极(燃料电池的电极一般都是惰性电极)。三看溶液：电解质溶液(一般负极材料与电解质溶液反应)。四看回路：电极、电解质溶液构成闭合回路。9．原电池正、负极的判断方法典型例题典型例题【例1】“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+O2+2HA.镁片作为正极B.食盐水作为电解质溶液C.电池工作时镁片逐渐被消耗D.电池工作时实现了化学能向电能的转化【答案】A【解析】A.根据原电池反应式知，Mg元素化合价由0价变为+2价，所以Mg失电子作负极，A错误；B.电解质溶液是食盐水，B正确；C.Mg作负极，电极反应式为Mg−2eD.该装置是将化学能转化为电能的装置，为原电池，D正确；

【例2】某科研团队研发出“纸电池”(如图)。一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，厚度仅为0.5毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液，电池总反应式：Zn+2MnO2+H2A.该电池的正极材料为锌B.该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应C.电池的正极反应式为MnD.当有0.1 mol锌溶解时，流经导线的电子数为6.02×【答案】C【解析】A项，该原电池中，锌失电子作负极，错误；B项，该原电池中，锰元素得电子，发生还原反应，二氧化锰作正极，错误；C项，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnOD项，当有0.1 mol锌溶解时，转移的电子数为2×6.02×10【例3】用铜、银和硝酸银溶液设计一个原电池，这个原电池的负极是

，电极反应式为

；正极是

，电极反应式为

。【答案】Cu；Cu−2e−=Cu【解析】按照原电池的原理，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，故负极是铜，正极是银，负极电极反应为Cu−2e−=C【例4】如图所示是一种新型高温可充电电池(电池活性物质为Na和S)，则下列说法中正确的是(    )A.放电时石墨b上发生的反应为2NaB.充电时石墨a与外接电源正极相连C.可将装置中的固体电解质改成NaCl溶液D.放电时，电子由石墨b经固体电解质向石墨a迁移【答案】A【解析】放电时钠在负极上反应，所以石墨a为负极，石墨b为正极，硫得到电子，电极反应为2Na++xS+2e−【例5】根据以下铜锌原电池示意图，回答下列问题：(1)锌为________极，电极反应式为__________；铜为__________极，电极反应式为__________，原电池总离子反应是____________________。(2)若以该电池作为电源，以石墨碳棒为电极电解CuCl2溶液，在电池的工作过程中，Zn极质量变化了3.25 g，则Cu极质量__________(填“增加”、“不变”或“减少”)；电子从电池的锌极沿导线流向电解池的__________(填“阴极”或“阳极”，下同)；在电解池中Cu【答案】（1）负；；正；；

（2）不变；阴极；阴极；3.2

【解析】（1）在原电池中较活泼的金属作负极，失电子发生氧化反应，电子经导线传递到正极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极．Zn比Cu活泼，Zn做负极电极反应式为：，Cu做正极，氢离子在正极上得电子生成氢气，电极反应式为：，正负极相加即为总反应式，故答案为：负；；正；；。（2）由于正极是氢离子得到电子，所以Cu电极质量不变．和电源负极相连的是电解池的阴极，电子从电池的锌极沿导线流向电解池的阴极。在电解池中阳离子移向阴极，即铜离子在阴极得电子形成铜，据电子守恒可以求算形成铜的质量是3.25g65g/mol故答案为：不变；阴极；阴极；3.2强化训练强化训练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成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。下列说法正确的是A．正极反应为B．电池工作一段时间，正极附近溶液pH增大C．该电池中导电的微粒仅有电子D．该电池总反应为【答案】B【详解】A．电解质溶液为酸性环境，故电极反应式：，A错误；B．正极在消耗氢离子，酸性减弱，pH增大，B正确；C．除了电子之外，还有离子，C错误；D．原电池不需要点燃，故该电池总反应为，D错误；故选B。2．下列装置能构成原电池的是A． B． C． D．【答案】C【详解】A．植物油是非电解质，植物油不导电，不能构成原电池，故不选A；

B．中2个电极相同，不能形成原电池，故不选B；

C．铜、锌活泼性不同，硫酸是电解质，形成闭合电路，构成原电池，故选C；D．没有形成闭合电路，不能形成原电池，故不选D；选C。3．室温下，某兴趣小组设计了如图所示装置，已知左边烧杯中溶液的血红色逐渐褪去，且无气泡产生。下列说法中正确的是①电子由Zn电极经导线流向Pt电极②盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动③正极反应为④总反应为⑤右边电极材料的活动性必须比铁强A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①④⑤【答案】A【分析】该原电池反应为，Zn的化合价升高、发生失去电子的氧化反应，则负极为Zn，电极反应式为，阳离子移动到正极，左边烧杯中发生，则Pt电极为正极，据此分析解答。【详解】①该原电池工作时，电池反应为，Zn电极为负极、Pt电极为正极，电子由Zn电极经导线流向Pt电极，①正确；②盐桥中阳离子移向正极，②正确；③原电池中，Zn电极为负极、Pt电极为正极，负极反应式为，正极反应式为，③错误；④该原电池中，负极反应式为，正极反应式为，所以总反应为，④正确；⑤有强氧化性，能氧化Cu、Fe、Zn等金属，所以右边电极材料可以为Cu或Fe或Zn等金属，⑤错误；故正确的为①②④，答案选A。4．将铜片、锌片和溶液组装成原电池装置如图，当导线中有1mol电子通过时，下列说法不正确的是A．溶液中移向锌电极B．铜片作正极，其电极上的反应式为C．当锌片质量减少65g时，铜片质量增加32gD．电子由锌片通过导线流向铜片【答案】C【分析】将铜片、锌片和CuSO4溶液组装成原电池装置，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn2e=Zn2+，Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e=Cu,据此作答。【详解】A．原电池工作时，阴离子向负极（Zn）移动，故A正确；B．Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e=Cu，铜离子在正极得电子发生还原反应，故B正确；C．锌片质量减少=1mol，铜片质量增加1mol×64g/mol=64g，故C错误；D．原电池工作时，电子从负极（Zn）经外电路流向正极（Cu），故D正确；故选：C。5．燃料电池是一种高效：环境友好的发电装置。下图为氢氧燃料电池示意图，下列有关说法错误的是A．该电池工作时可将化学能转化为电能B．电池工作时，电子从电极b移向电极aC．负极的电极反应式为D．电池总反应的化学方程式为【答案】B【详解】A.该装置为原电池，工作时可以将化学能转化为电能，故A正确；B.氢气在电极a上失电子发生氧化反应，电极a为负极，氧气在电极b上得电子发生还原反应，电极b是正极，电池工作时，电子从电极a移向电极b，故B错误；C.氢气在电极a上失电子发生氧化反应，电极反应式为：，故C正确；D.该电池的负极反应式为：，正极反应式为：，总反应式为：，故D正确；答案选B。6．Fe、Mg与H2SO4反应的实验记录如下：实验现象Fe表面产生大量无色气泡Fe表面产生少量气泡后迅速停止Mg表面迅速产生大量气泡Fe表面有大量气泡，Mg表面有少量气泡关于上述实验的说法不合理的是A．I中产生气体的原因是：Fe+2H＋=Fe2＋+H2↑B．Ⅱ中产生的气体与Ⅰ中相同C．Ⅲ中现象说明Mg在浓H2SO4中没被钝化D．Ⅳ中现象说明Mg的金属性比Fe强【答案】B【详解】A．稀硫酸具有酸性，能够与Fe反应生成氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑，故A正确；B．浓硫酸具有强氧化性，常温下，与铁发生钝化，生成致密的氧化膜覆盖在Fe的表面，Fe表面产生少量气泡后迅速停止，该气体主要为二氧化硫，故B错误；C．Mg与浓硫酸可发生氧化还原反应生成二氧化硫气体，说明Mg在浓H2SO4中没被钝化，故C正确；D．构成原电池，Fe表面有大量气泡，Mg表面有少量气泡，是因为Mg为负极失去电子，Fe为正极，正极上氢离子得到电子放出氢气，可知Mg的金属性比Fe强，故D正确；故选B。7．已知在同一电池中，正极电势高于负极电势。标准电极常用于测定其它电极的电势，测知电极的电势高于电极的电势，以下说法正确的是A．溶液可用代替B．微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用C．若把体系换作体系，电压表的示数变小D．电极反应为Hg2SO4+2e—=2Hg+SO【答案】D【分析】由Hg—Hg2SO4电极的电势高于Cu电极的电势可知，Hg—Hg2SO4电极为正极，硫酸汞在正极得到电子发生还原反应生成汞和硫酸根离子，铜为负极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+。【详解】A．四氯化碳是非电解质，不能导电，所以装置中的硫酸钾不能用四氯化碳代替，否则不能形成闭合回路，故A错误；B．原电池工作时，电解质溶液中阴、阳离子会定向移动，则微孔瓷片能使离子通过，否则不能形成闭合电路，故B错误；C．锌比铜活泼，若换成更加活泼的ZnZnSO4体系，锌更容易失去电子，锌与汞的活性差异更大，电势差会增大，电压表的示数会变大，故C错误；D．Hg—Hg2SO4电极为正极，硫酸汞在正极得到电子发生还原反应生成汞和硫酸根离子，电极反应式为Hg2SO4+2e—=2Hg+SO，故D正确；故选D。8．某化学兴趣小组的同学设计了锌铜原电池装置如图所示。下列说法错误的是A．电池工作时化学能转化为电能B．电池工作时，铜电极上发生氧化反应C．电池工作一段时间后，锌片质量减小D．该装置能证明金属的活动性：Zn>Cu【答案】B【分析】原电池中发生反应Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故Zn做负极，Cu做正极。【详解】A．原电池为化学能转化为电能的装置，故A正确；B．铜电极上发生Cu2++2e=Cu，为还原反应，故B错误；C．总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故锌片质量减小，故C正确；D．Zn能置换出Cu，故可以证明金属的活泼性Zn>Cu，故D正确；故选B。9．下列关于如图所示电池的说法中不正确的是A．甲烧杯溶液质量基本保持不变B．若换成阴离子交换膜，从甲烧杯移向乙烧杯C．装置中发生的总反应是D．电池工作一段时间，乙烧杯成了混合溶液【答案】B【分析】该装置为原电池，Zn的金属性比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，据此分析。【详解】A．Zn为负极，锌失去电子生成锌离子，同时溶液中的锌离子经过阳离子交换膜进入乙烧杯，结合电荷守恒，甲烧杯溶液质量基本保持不变，故A正确B．若换成阴离子交换膜，乙烧杯放电，从乙烧杯移向甲烧杯，故B错误；C．根据反应原理，装置中发生的总反应是，故C正确；D．为平衡电荷，甲烧杯中的阳离子，即向乙烧杯移动，故乙烧杯成了混合溶液，故D正确；故选B。10．浓度为的盐酸与过量的锌粒反应，若加入适量的下列物质，能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是A．固体 B．溶液C．固体 D．溶液【答案】D【详解】A．因为锌粉过量，产生的氢气的量取决于溶液中的氢离子，，氢离子浓度降低，反应速率减小，同时与锌反应的氢离子总量减少，产生的氢气减少，A项错误；B．，在酸性条件下具有强氧化性，与金属反应不再生成氢气，应该生成NO，B项错误；C．锌粉过量，固体溶解电离出氢离子与锌反应生成氢气，导致生成氢气质量增大，C项错误；D．，新生成的Cu与溶液中的Zn和盐酸构成原电池，原电池的正极反应和负极反应彻底分开进行，所以产生氢气的速率加快，但是锌粉过量，铜离子消耗的锌粉对生成氢气的量不产生影响，D项正确。故选D。11．乙烯直接氧化法制乙醛的总反应方程式为：2CH2=CH2+O22CH3CHO。现有人将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是（

）A．a为负极，发生还原反应B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极bC．电路中每转移0.4mol电子，溶液中就有0.4molH+向负极迁移D．负极反应式为：CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+【答案】D【分析】b电极通入O2，则b电极为正极，a电极为负极；负极电极反应式为2CH2=CH2+2H2O4e=2CH3CHO+4H+，正极电极反应式为O2+4e+4H+==2H2O。【详解】A．由以上分析知，a为负极，发生氧化反应，A不正确；B．电子移动方向：电极a→负载→电极b，B不正确；C．负极电极反应式为2CH2=CH2+2H2O4e=2CH3CHO+4H+，电路中每转移0.4mol电子，溶液中就有0.4molH+向正极迁移，C不正确；D．由以上分析知，负极CH2=CH2、H2O得电子，生成CH3CHO和H+，电极反应式为：CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+，D正确；故选D。12．用下列实验装置进行的实验中，能达到相应实验目的的是ABCD石油分馏形成原电池可制得金属锰制取乙酸乙酯A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A．石油的分馏时温度计应测蒸气温度，插到支管口，故A错误；B．原电池里盛放的是电解质溶液，酒精是非电解质，故B错误；C．利用铝热反应可以制高熔点金属锰，故C正确；D．右侧试管里盛放饱和碳酸钠溶液，故D错误，答案为C。13．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【答案】A【分析】当杠杆是绝缘体的时候，考虑铜、铁能否和电解质溶液发生反应，再根据生成物质判断球的质量增加还是减少；当杠杆是导体时，加入电解质溶液后，形成原电池，铁作负极，被氧化，铁球质量减少。【详解】A．当M为CuSO4、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化；铜是正极，溶液中的铜离子在正极得到电子，发生还原反应析出铜；因此是A端低，B端高；故A正确。B．当M为AgNO3、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化；铜是正极，溶液中的银离子在正极得到电子，发生还原反应析出银；因此是A端低，B端高；故B错误。C．当M为盐酸、杠杆为导体时，形成原电池，铁的金属活泼性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化；铜是正极，溶液中H+得到电子生成H2，铁球质量减少，铜球不变；因此A端低，B端高；故C错误。D．当M为CuSO4、杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A端高，B端低；故D错误。本题选A。14．下列说法正确，且能用原电池原理解释的是()A．合金一定比纯金属耐腐蚀B．如图，在铁棒上产生气泡，碳棒上没有气泡C．在锌与稀硫酸反应时，加入硫酸铜溶液可以加快反应速率D．铝不需要特别处理就具有抗腐蚀能力【答案】C【详解】A．合金不一定比纯金属耐腐蚀，如生铁易生锈，A不符合题意；B．图示是原电池装置，铁作负极，失去电子，碳棒是正极，氢离子在碳棒上得到电子、发生还原反应生成氢气，B不符合题意；C．锌与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，锌、铜与稀硫酸构成原电池，锌是负极，加快反应速率，C符合题意；D．常温下铝表面能形成一层致密的氧化膜，对内部铝起保护作用，从而阻止铝被腐蚀，不能用原电池原理解释，D不符合题意；答案选C。15．节能减排是保护环境的有力手段，利用如图所示的装置处理工业尾气中的硫化氢具有明显优势。下列有关说法错误的是（

）A．该装置可将化学能转化为电能B．在Fe3+存在的条件下可获得硫单质C．该装置工作时，H+从甲电极移动到乙电极D．甲电极上的电极反应式为H2S+2H2O6e=SO2+6H+【答案】B【分析】由装置分析可知，右侧为原电池，乙电极为正极，电极反应式为O2+4e+4H+=2H2O，甲电极为负极，电极反应式为H2S+2H2O6e=SO2+6H+，左侧发生的反应为2H2O+2Fe3++SO2=2Fe2+++4H+，据此分析解答。【详解】A．该装置右侧为原电池，可将化学能转化为电能，A正确；B．根据上述分析，在Fe3+存在的条件下会得到，不会得到S单质，B错误；C．该装置工作时，甲电极为负极，乙电极为正极，阳离子向正极移动，故H+从甲电极移动到乙电极，C正确；D．由上述分析，甲电极为负极，电极反应式为H2S+2H2O6e=SO2+6H+，D正确；答案选B。16．将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，并在中间串联一个电流表，装置如图所示。(1)镁片是该电池的极。(2)电子在该电池中的移动方向是从片经导线流向片。(3)铝片上的电极反应式是，该电极上发生了(填“氧化”或“还原”)反应。(4)若将此装置中的NaOH溶液换成稀硫酸，则电池的负极材料是。【答案】正铝镁Al3e+4OH=AlO+2H2O氧化镁【分析】将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，铝能自发和NaOH溶液发生氧化还原反应：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，所以铝为负极，镁为正极。【详解】(1)由以上分析可知，镁片是该电池的正极。(2)在原电池中，电子从负极移向正极，所以电子在该电池中的移动方向是从铝片经导线流向镁片。(3)铝片是负极，电极反应式是Al3e+4OH=AlO+2H2O，该电极上发生了氧化反应。(4)若将此装置中的NaOH溶液换成稀硫酸，镁和铝都能和稀硫酸反应，由于镁比铝活泼，所以镁做负极，电池的负极材料是镁。17．I．某实验小组同学欲探究二氧化硫的性质，并比较碳和硅的非金属性，设计了如图所示的A、B、C实验装置(各装置气密性良好)。已知酸性：H2SO3＞H2CO3。(1)实验一：制备SO2烧瓶中发生反应的化学方程式是。(2)实验二：研究SO2的性质：将A与B相连，待产生SO2后，可见B1中溴水逐渐褪色。B1中溴水褪色的原因是(用化学方程式表示)。(3)实验三：比较碳、硅的非金属性①C2中试剂是。②能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是。II．学习小组又设计了如下装置，检验SO2在无氧干扰时，是否与氯化钡反应生成沉淀。(所配制的溶液均使用无氧蒸馏水)(4)加入碳酸钠粉末的目的是。(5)当淀粉－碘溶液蓝色褪去时，氯化钡溶液中没有沉淀出现，说明，此时滴加双氧水，出现了白色沉淀。(6)结合实验目的分析装置中选用澄清石灰水而不用氢氧化钠溶液的是。(7)看图回答下列问题：①若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是，电流表指针(填偏转或不偏转)，两极反应式为：正极；负极。②若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为(填Mg或Al)，总反应方程式。【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(2)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4(3)过量酸性高锰酸钾溶液C2中溶液未全部褪色，C3中溶液变浑浊(4)产生二氧化碳，排除装置中的氧气(5)氯化钡溶液与二氧化硫不反应(6)澄清石灰水的作用是检验二氧化碳是否已排尽装置中的空气，若用NaOH则现象不明显(7)镁逐渐溶解，铝上有气泡冒出偏转2H++2e=H2Mg2e=Mg2+Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2【分析】I.装置A利用铜与浓硫酸反应生成二氧化硫，反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，SO2有还原性，能与溴水反应而使它褪色，为了比较碳和硅的非金属性，需要排除SO2的影响，则C2装有过量酸性高锰酸钾溶液，既能除去也能检验是否除尽；II.SO2溶于水生成H2SO3，由于弱酸不能制取强酸，则与BaCl2溶液不反应；(1)在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，其反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；(2)SO2具有还原性，溴水有氧化性，两者发生氧化还原反应，反应方程式为：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4；(3)①为比较碳、硅的非金属性，需完全除去SO2，则C2中试剂是过量酸性高锰酸钾溶液；②若碳的非金属性比硅强，则最高价氧化物对应的水化物酸性：H2CO3>H2SiO3，向Na2SiO3溶液中通入CO2，有难溶于水的硅酸产生，即C3中溶液变浑浊，同时为排除是SO2的影响，C2中溶液未全部褪色，说明已完全除去SO2，故观察到的现象是：C2中溶液未全部褪色，C3中溶液变浑浊；(4)碳酸钠粉末与硫酸反应产生CO2，排尽装置内的氧气，防止硫酸和亚硫酸钠反应产生的SO2被氧化成SO3，即的目的是产生二氧化碳，排除装置中的氧气；(5)淀粉碘溶液蓝色褪去，说明SO2已通过氯化钡溶液，而氯化钡溶液中没有沉淀出现，说明氯化钡溶液与二氧化硫不反应；(6)澄清石灰水的作用是检验二氧化碳是否已排尽装置中的空气，若用NaOH则现象不明显；(7)①若烧杯中的溶液为硫酸溶液，则形成原电池，镁做负极，铝做正极，镁逐渐溶解，铝上有气泡冒出，导线中有电流通过，电流表指针偏转。铝做正极，是溶液中的氢离子得到电子氢气，电极反应为:2H++2e=H2；镁做负极，镁失去电子生成镁离子，电极反应为Mg2e=Mg2+；②若溶液中氢氧化钠溶液，只有铝与氢氧化钠反应，则铝做负极，镁做正极，总反应为铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。18．I．填空。(1)下列反应中，能量变化符合图1的有(填序号，下同)，符合图2的有。①煅烧石灰石

②木炭燃烧

③炸药爆炸

④酸碱中和

⑤碳与二氧化碳高温反应II．如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。已知