2023-2024学年人教版必修第二册 第六章 第一节 第2课时 化学反应与电能 学案

第2课时化学反应与电能

1.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能

可以转化为电能。

课程2.通过原电池的学习，能辨识简单原电池的构成要素，能分析简单原电池的工作原

标准理。

3.通过原电池的学习，体会研制新型电池的重要性，体会提高燃料燃烧效率，开发

高能清洁燃料的重要性。

「直必备知识•探究突破d------------------------------------------------------------------锁定要点互动探究——

分点突破（一）化学反应与电能

，实验探究

［实验］探究铜一锌原电池的工作原理

实验

IIIIII

序号

ZnCnZn|Cu

实验ZnICu

——

装置--

稀磕酸

稀磕酸稀褴酸

锌片：逐渐溶解;

实验锌片:逐渐溶解,有气泡产生;锌片：逐渐溶解;

铜片：有气泡产生;

现象铜片：没有变化铜片：有气泡产生

电流表：指针发生偏转

国问题探究

1.实验I中锌片、铜片上发生所述现象的原因是什么？实验II中用导线将锌片与铜片

相连后浸入稀H2s04中，为什么铜片上有气泡产生？

提示：实验I中Zn与稀H2s04发生反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t,锌片溶解，表

面有气泡产生；铜与稀H2s。4不反应，铜片没有发生变化。实验n中锌片与铜片用导线相

连后，锌失去电子，生成Z/+进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片；溶液中的H+在铜

片上获得电子生成H2,在铜片表面有气泡产生。

2.实验III中电流表的指针为什么会发生偏转？你能写出两极发生的电极反应吗？

提示：用导线连接的锌片与铜片一同浸入稀H2s04时，Zn比铜活泼，锌失去电子，其

电极反应式为Zn—2屋=Zn2+,电子经导线流向铜片而形成电流，电流表的指针发生偏转;

在铜电极的表面，溶液中的H+获得电子生成H2,其电极反应式为2H++2-=吊t。

3.下列装置哪些能构成原电池？其他不能构成原电池的原因是什么？

提示：D能构成原电池；A不能构成原电池，原因是酒精不是电解质，酒精溶液不导电;

B不能构成原电池，原因是装置不能形成闭合回路；C不能构成原电池，原因是两极金属的

活泼性相同。

4.如图是一个原电池装置。电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有

气泡产生，C为电解质溶液。结合电化学的有关知识，回答下列问题：

(1)如何判断该电池的正、负极？

(2)C中阳离子向哪一极移动？

(3)若A、B、C分别为Fe、Cu和浓硝酸，能否构成原电池？若能，正、负极分别是什

么？

提示：(1)原电池中，负极上金属失去电子，发生氧化反应，逐渐溶解，质量减小，A

极为负极，B极为正极。

(2)原电池中，电解质溶液中阳离子移向正极，即C中阳离子向正极(B极)移动。

(3)能构成原电池。由于常温下Fe遇浓硝酸会钝化，因此Fe作正极，Cu作负极。

久归纳总结

1.火力发电的能量转化

八、、一■工口匕燃料燃烧田花蒸汽轮机上口2拓发电机Ak

(1)过程：化学能-------►热能-------►机械能——►电能。

(2)燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。

2.化学能直接转化为电能——原电池

(1)概念：把化学能转化为电能的装置叫做原电池。

(2)原电池的工作原理

①铜一锌原电池

电极名称：负极〕r电极名称：正极

反应类型：氧化反应反应类型：还原反应

电极反应式：.I电极反应式：

2+

Zn-2e=Zn2H++2e=H2t

+2+

原电池总反应式：Zn+2H=Zn+H2t。

②一般原电池

电子沿导线传递产生电流

——

发生氧化反应（发生还原反应］

但

阙

极

正

阳

阴

，

，

离

离为活泼金属为不活泼金属

子

子且不断溶解［或导电菲金属

移

移

V向

向

《电解质溶液）一

（3）原电池中的三个方向

①电流方向：正极一►负极。

②电子流动方向（导线中）：负极一*正极。

③电解质溶液中阴、阳离子移动方向

阳离子：移向正极；

阴离子：移向负极。

3.原电池的构成条件一“两极一液一线一反应”

|两极|一|两种活泼性不同的电极（燃料电池除外）|

I

|一液|一|电解质溶液|

I,

匚绸一|形成闭合回路|

I

|一反应|一|能自发进行的氧化还原反应|

但练习应用

1.下列装置能构成原电池的是（）

FeCuQCuFeCZ什Ag

---------------------j---~Ij---f

稀H2SO4AgNOs溶液稀工SO4乙醇

稀HSO

稀H2SO424

ABCD

解析：CA项，没有形成闭合回路，故不能构成原电池；B项，两个电极均为Cu,不

能构成原电池；C项，Fe、C在稀硫酸中构成以Fe为负极、C为正极的原电池；D项，乙

醇为非电解质，不能构成原电池。

2.如图所示的装置，M为活泼性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，关于此装置的

下列叙述中，不正确的是()

稀硫酸

A.N上有气体放出

B.M为负极，N为正极

C.稀硫酸中SO「移向M极

D.导线中有电流通过，电流方向是由M到N

解析：D原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，溶液中的氢离子在正

极得到电子而被还原为H2,则N为正极；稀硫酸中SO：移向负极，即移向M极，电流方

向与电子流向相反，应由正极(N)流向负极(M)。

3.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下，其中描述

合理的是()

①Zn作正极，Cu作负极

②H+向负极移动

③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu

@Cu极上有比产生

⑤Zn极上发生氧化反应

⑥正极的电极反应式为Zn—2e-^=Zn2+

A.①②③B.③④⑤

C.④⑤⑥D.②③④

解析：B在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，发生氧化反应；Cu作正极，

电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应式为Zn—2e-^=Zn2+,正极反应式为2H++2院

=H2t,在溶液中H+向正极移动，sof向负极移动。

分点突破（二）原电池工作原理的应用

区实强探究

同学甲根据原电池的知识，在苹果上插上两个不同的电极（如图1）,即制作成了苹果水

果电池。

同学乙用柠檬（含酸性物质）制作了一个柠檬水果电池（如图2）。

图2

回问题探究

1.针对图2的电池，若用铁片代替锌片，LED灯能不能发亮？若用银片代替锌片，LED

灯能不能发亮？

提示：若用铁片代替锌片，由于铁能与酸反应，LED灯仍然能发亮；若用银片代替锌

片，由于银、铜均不能与酸反应，无电流产生，LED灯不发亮。

2.现有如图所示装置：

（1）产生H2的位置有什么不同？能量转化形式有什么不同？

提示：装置甲中Zn棒表面产生H2,化学能转化为热能。装置乙中Cu棒表面产生H2,

化学能转化为电能。

（2）产生H2的反应速率哪个快？为什么？

提示：装置乙产生H2的反应速率快。装置甲中，氧化反应和还原反应都在Zn表面进

行，生成的Zi?+排斥H+,使H+越来越难靠近Zn表面得电子。装置乙构成了原电池，氧化

反应和还原反应分别在两个不同区域进行，Zn失去的电子沿导线聚集在Cu棒上，溶液中H

+非常容易靠近Cu表面得电子生成H2,因此反应速率加快。

3.已知反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+,请将该反应设计成原电池，画出原电池装置图

并标出正、负极。

提示：先确定两个电极，负极上物质失电子，元素化合价升高，所以铜作负极，再找活

泼性比铜弱的碳棒或银棒作正极；从反应中可以看出电解质溶液中必须含有银离子，所以可

用硝酸银溶液作电解质溶液。装置图如图:

Ctk[pC

(-)(+)

AgNOs溶液

久归纳总结

1.加快化学反应速率

把某些在水溶液中发生的置换反应，设计成原电池可以加快反应速率。

原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进

I原理I——行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使

反应速率增大

H例।实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时,可滴入

区巴一几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快反应速率

2.比较金属活动性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

n—1___一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反

圈里一应，不活泼金属作正极，发生还原反应

有两种金属A和B,用导线连接后插入稀硫

|实例|——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

（1）设计步骤

①首先将已知的氧化还原反应拆分为两极反应式。

氧化反应：还原剂一〃1^=氧化产物（负极反应式）；

还原反应：氧化剂+讹一=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。

a.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

的其他物质能与负极发生反应（如空气中的氧气）。

b.电极材料的选择：在原电池中，一般选择相对活泼的金属作负极，相对不活泼的金

属或能导电的非金属材料作正极。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。

（2）实例

以Fe+CuSO4=FeSO4+Cu为例

负极反应式：Fe—2e—Fe2+

电极反应

正极反应式：Cu"+2el------Cu

负极：Fe

电极材料正极：Cu或C（比Fe的活动性差的金属

及电解质或导电的非金属）

电解质:CuSCh溶液

装置图

I名师点拨I

能设计成原电池的反应一般是自发的放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转

化为电能。

因练习应用

1.有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下:

稀硫酸稀硫酸

部分电流计指示在导线

a极质量减小；b极有气体产生;d极溶解；

实验中电流从a极流向d

b极质量增加c极无变化c极有气体产生

现象极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是（）

A.d>a>c>bB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

解析：C原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应；电子经导线传递

到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。a极质量减小，

b极质量增加，这说明a电极是负极，b电极是正极，则金属性：a>b；b极有气体产生，c

极无变化，说明金属性：b>c；d极溶解，c极有气体产生，说明d电极是负极，c电极是

正极，则金属性：d>c；电流计指示在导线中电流从a极流向d极，这说明d电极是负极，

a电极是正极，则金属性：d>a；综上所述，四种金属的活动性顺序是d>a>b>c。

2.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCb可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止

血剂等。

(1)写出FeCb溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极,

并写出电极反应式。

正极反应式：______________________________________________________________

负极反应式：______________________________________________________________

解析：依据反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。氧化反应为Cu—2屋=Ci?+,还原反应

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

,J负极

为2Fe3++21=2Fe2+,则设计思路明确：电解质溶液，原电池组成为Cu是负

极，正极材料选用比铜不活泼的钻丝或导电的非金属如石墨棒，电解质溶液可选用

Fe2(SO4)3>FeCb溶液。

答案：(l)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

2Fe3++2e-=2Fe2+Cu_2e=Cu2+

分点突破(三)化学电源

导必备知识

1.一次电池

(I)特点：电池放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锦干电池属

于一次电池。

(2)锌镒干电池的构造如图所示。

①锌筒为负极，电极反应式是Zn—2/=Zn2+。

②石墨棒为正极,最终被还原的物质是二氧化铳。

③NH4cl糊的作用是作电解质溶液。

2.二次电池(充电电池)

(1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池

恢复到放电前的状态。

(2)能量转化：化学能电能。

(3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、银氢电池、锂离子电池等。

3.燃料电池

(1)特点：①反应物由外部提供；②能量转换效率高、清洁、安全；③供电量易于调节。

(2)燃料电池常用的燃料：氢气、甲烷、乙醇等；常用氧化剂：氧氢。

4.常见化学电源电极反应式

负极：Zn—2屋=Zn2*

普通

正极：2MnO2+2NH：+2e^=Mn2O3+2NH3f+H2O

锌锦干电池

2+

总反应：Zn+2MnO2+2NH4=Mn2O3+2NH3t+H2O+Zn

铅负极：Pb⑸+SO：(aq)—2e-^=PbSO4(s)

蓄正极：PbCh(s)+4H+(叫)+SO1(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(1)

放电

电

总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2sO4(aq)=2PbSO心)+2H2O(1)

池

充PbO2电极上发生氧化反应；

电Pb电极上发生还原反应

负极：2H2—4e=二

酸性+-

正极：O2+4H+4e==2用。

氢氧

燃料

总反应：2H2+O2=二2H2O

电池

-

碱性负极：2H2+4OH--4e=4H2O

正极：O2+2H2O+4e-==4OH-

由师点拨I

(1)可充电电池充电时，负极与直流电源负极相连，正极与直流电源正极相连，也就是

“负接负、正接正”。

(2)燃料电池中，燃料(还原性气体等)作负极反应物，发生氧化反应，氧化剂(通常为02)

为正极反应物，发生还原反应，燃料电池在使用过程中，并没有发生燃料与氧化剂之间的直

接燃烧，而是在两极之间发生放电反应，将化学能转化为电能。

(3)从理论上讲，凡是可燃物的燃烧反应都可以设计成原电池，所以燃料电池的燃料除

氏、CO、CH4外，还可以是甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH)等。

因练习应用

1.关于化学电源的叙述，错误的是()

A.化学电源均是根据原电池的工作原理设计的

B.在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参与化学反应

C.银镉电池不能随意丢弃的主要原因是银、镉的资源有限，价格昂贵

D.燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源

解析：C镇镉电池不能随意丢弃的主要原因是镁、镉属于重金属，会对环境造成严重

的污染。

2.下列有关锌镒干电池的说法中正确的是()

A.锌外壳是负极，石墨棒是正极材料

B.在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳

C.电流从锌外壳流到石墨棒上

D.在电池内部，阳离子从石墨棒向锌外壳移动

解析：AA项，在锌镒干电池中，锌外壳是负极，石墨棒是正极，故正确；B项，在

外电路中电子从锌外壳流向石墨棒，故错误；C项，电流的方向与电子的流向相反，应从石

墨棒流向锌外壳，故错误；D项，电池内部，阳离子向正极石墨棒移动，故错误。

3.下列电池工作时，。2在正极得电子的是()

解析：C氢氧燃料电池的总反应式是2H2+O2^=2H2。，因而正极是O2得电子发生还

原反应。

「金关键能力•培养提升>-------------------聚焦应用迁移转化——

原电池工作原理及构成的实验探究(探究与创新)

1.某实验小组自制如图水果电池，探究影响电池效果的因素有哪些，制成记录表格如

表:

序号电极电极间距(cm)水果种类电流表(|1A)

①Cu-Al2.0西红柿78.8

②Cu-Fe2.0西红柿70.3

③Al-Al2.0西红柿0

④Cu-Al2.0柠檬45.7

⑤Cu-Al1.0柠檬98.4

回答下列问题：

(1)水果电池中，水果的作用是_____________________________________________

提示：水果电池中，水果的作用是提供电解质溶液。

(2)对比实验①②③得出的结论是。

提示：实验①②③的电极间距相同，水果种类相同，电极材料不同，实验①②③的目的

是探究电极材料对电池效果的影响，对比实验①②③得出结论是在其他条件相同时，电极材

料活泼性差别越大，电池效果越好。

（3）欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论需要对比实验

提示:探究水果种类对电池效果有影响应该保持其他条件一致,实验①④电极材料相同，

电极间距相同，水果种类不同，电流大小不同，故欲得出“水果种类对电池效果有影响”的

结论需要对比实验①④。

2.如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。

若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸,该装置工作时,向（填

“a”或"b”）极移动，经过一段时间后，若导线中转移了0.4mol电子，则产生的气体在标准状

况下的体积为Lo如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，

该同学在烧杯中分别加入等体积的下列液体，你认为可行的是（填字母）。

A.蒸储水B.NaCl溶液

C.Na2cCh溶液D.KNC>3溶液

提示：Zn为负极，原电池工作时，阴离子向负极移动，故SO：向a极移动，Cu为正

极，电极反应式为2H++2e-=H2t,若导线中转移了0.4mol电子，则产生氢气0.2mol,

在标准状况下的体积为0.2molX22.4L-mo「i=4.48L；烧杯中分别加入等体积的下列液体,

蒸偏水可将稀硫酸进行稀释，并且不改变硫酸的总物质的量，可减缓反应速率而又不减少产

生氢气的量，故A正确；NaCl溶液可将稀硫酸进行稀释，并且不改变硫酸的总物质的量，

可减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，故B正确；Na2cCh溶液会与硫酸反应，氢气的

量减少，故C错误；KNC>3溶液电离出NO；,在酸性环境中，NO；具有强氧化性，生成

NO,不产生氢气，故D错误。

保规律方法

1.判断陌生电池的正负极

该类电池一般会告诉相应的反应物、生成物或反应方程式，只要根据元素的常规价态去

判断即可:

元素化合价升高的物质

负极材料，

八发生氧化反应的物质

陌生电池中＜［元素化合价降低的物质

正极材料《

〔小欣化发生还原反应的物质

2.书写陌生电池的电极反应式

第一步：分析物质得失电子情况，据此确定正极、负极上发生反应的物质。

第二步：分析电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。

第三步：写出比较容易书写的电极反应式。

第四步：若有总反应式，可用总反应式减去第三步中的电极反应式，即得另一极的电极

反应式。

3.陌生电池中离子的移动方向

阴离子移向负极(发生氧化反应的电极)、阳离子移向正极(发生还原反应的电极)。

口迁移应用

1.锂(Li)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是(

有机电解质

固体电解质膜

电解质水溶液

A.金属锂作负极，发生氧化反应

B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动

C.正极的电极反应：。2+4^―

D.电池总反应：4Li+O2+2H2O=4LiOH

解析：C锂(Li)-空气电池中，锂为负极，发生氧化反应，A项正确；负极的电极反应

为4Li—4屋=4Li+,生成的Li+向正极移动，B项正确；通入空气的一极为正极，正极的

电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH,C项错误；把正、负极的电极反应相加可得电池总反

应：4Li+O2+2H2O=4LiOH,D项正确。

2.镁氢电池是新型的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的银镉电池，银氢电池的

总反应式：2H2+NiO(OH)充电Ni(OH)2o根据此反应判断，下列叙述不正确的是()

A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大

B.电池放电时，银元素被还原

C.电池充电时，电能转化为化学能

D.电池放电时，H2是负极

解析：A由电池总反应可以得到，放电时，比作负极，发生氧化反应，负极反应：!

H2-e+OH=H2O,此时负极区的pH减小；NiO(OH)中Ni的化合价为+3,Ni(OH)2中

Ni的化合价为+2,放电时，镶元素化合价降低被还原；充电电池充电时是将电能转化为化

学能，而放电时将化学能转化为电能；镶氢电池放电时氢气作负极。

「会学科素养•当堂落实>-------------------及时巩固培养能力---

1.将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的

是()

A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C.两烧杯中溶液的pH均增大

D.产生气泡的速率甲比乙慢

解析：C由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件；铜的

活泼性比锌弱，故铜作正极，发生的电极反应为2H++2屋t；乙不能构成闭合回路，

+2+

不能形成原电池，锌片与稀硫酸直接发生反应：Zn+2H=Zn+H2t,由于两者都消耗

H+,故溶液的pH都增大；由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙的快。

2.“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+2H2O=2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法中，错误的是()

A.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

解析：A根据电池反应可知，Mg是还原剂，失电子，作电池负极，故选A。

3.日常生活中使用的各种电池就是利用化学反应将化学能转化为电能，各种各样的电

池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关化学电源的叙述中正确的是（）

A.锌镒干电池工作一段时间后石墨棒变细

B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能

C.手机上用的锂离子电池属于二次电池

D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

解析：C锌镒干电池中石墨棒作正极，不参与电极反应，只起到导电作用，故A项错

误；原电池是将化学能直接转变为电能的装置，故B项错误；锂离子电池既能放电又能充

电，属于二次电池，故C项正确；太阳能电池的主要材料是高纯度的硅，故D项错误。

4.下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（）

干电池示意图铅蓄电池示意图氢氧燃料电池示意图

A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池

B.干电池在长时间使用后，锌筒被破坏

C.铅蓄电池工作时，电能转化成化学能

D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

解析：C铅蓄电池工作时化学能转化成电能，充电时电能转化成化学能，C错误。

5.研究人员研制出一种锂-水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和

钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正

确的是（）

A.水既是氧化剂又是溶剂

B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时OFT向正极移动

D.总反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2t

解析：C该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，电解质是LiOH,

故A、B、D项正确；原电池中01T向负极移动，C项错误。

「课时跟踪检测］

基础•巩固练

i.下列装置能形成原电池的是（）

A.①③⑤B.②④⑥

C.①⑤⑥D.②③④

解析：D形成原电池的必要条件：两个活泼性不同的电极；将电极插入电解质溶液或

熔融电解质中；两电极构成闭合回路；能自发进行的氧化还原反应。①⑦没有构成闭合回路,

所以不能形成原电池；②③④装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池；⑤该装置中

电极材料相同，所以不能形成原电池；⑥蔗糖为非电解质，该装置不能自发的进行氧化还原

反应，所以不能形成原电池。

2.已知空气一锌电池的电极反应式如下：

锌电极：Zn+20H^-2e"=ZnO+H20；

石墨电极：\O2+H2O+2e-=2OH~0

可以判断石墨电极是（）

A.负极，发生还原反应B.正极，发生氧化反应

C.负极，发生氧化反应D.正极，发生还原反应

解析：D空气一锌电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的一极

是正极，发生还原反应，由此可知，石墨电极作正极，发生还原反应。

3.如图是Fe和Cu形成的原电池，某兴趣小组做完实验后，在图书卡片上记录如下，其

中正确的是（）

Cus/i_r^Fe

二酸

①Fe为正极，Cu为负极②H+向铁电极移动③电子是由Fe经外电路流向Cu④内

电路电流由铁电极流向铜电极⑤若有1mol电子流过导线，则产生的H2为11.2L⑥负

极的电极反应式为Fe—3e-^=Fe3

A.③④B.③⑤

C.③④⑤D.③④⑥

解析：AFe为负极，Cu为正极，故①错误；H+向正极（铜电极）移动，故②错误；电

子是由Fe经外电路流向Cu,故③正确；内电路电流由铁电极流向铜电极，故④正确；由电

极反应式2H十+2屋=H2t可知，有1mol电子流过导线，产生氢气0.5mol,未告知是否

在标准状况下，不能计算氢气的体积，故⑤错误；负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,

故⑥错误。

4.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其结构如图所示，其放电时的电池反应为PbO2（s）

+Pb（s）+2H2SO4（aq）=2PbSO4（s）+2H2O（1）,根据此反应判断下列叙述中正确的是（）

A.PbCh是负极

B.Pb是负极

C.PbCh得电子，被氧化

D.电池放电时，电解质溶液的酸性增强

解析：B根据电池反应知，放电过程中Pb失去电子，作负极，B项正确；PbCh得电

子被还原，作正极，A、C项错误；由于原电池在放电过程中消耗硫酸，故电解质溶液的酸

性减弱，D项错误。

5.（双选）某新型燃料电池以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，装

置如图所示，下列有关说法正确的是（）

A.通入H2的一极为正极

B.通入N2的一极电极反应式为N2+6e「+8H+=2NH：

C.电池工作过程中左右两边区域溶液pH逐渐减小

D.物质A是NH4cl

-+

解析：BD放电过程中，负极失去电子，电极反应式为H2-2e=2H,则通入H2

的一极为负极，A错误；通入N2的一极为正极，正极得电子发生还原反应，即氮气被还原

生成NH：,电极反应式为N2+6e「+8H+=2NH；,B正确；正极的电极反应式为N?+6e

-+8H+=2NH：,反应中消耗氢离子，则电池工作过程中左边区域溶液pH逐渐升高，负

极反应中生成H+,则右边区域溶液pH逐渐降低，C错误；根据负极和正极的电极反应式

可得到该电池的总反应为N2+3H2+2H+=2NH；,因此物质A为NH4CI,D正确。

6.有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：

①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2s04中，A极为负极；②C、D用导线相连后，

同时浸入稀H2s04中，电流由D-导线-C；③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2s04中，

C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。

据此判断四种金属的活动性顺序为（）

A.A>B>C>DB.A>C>D>B

C.C>A>B>DD.B>D>C>A

解析：B金属与稀H2sO4组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较

不活泼的金属为正极，H+在其表面得到电子生成H2,外电路中电子流动方向由负极一正

极，电流方向则由正极一负极。在题述原电池中，A-B-稀H2s。4原电池，A为负极；C-D-

稀H2so4原电池，C为负极；A-C-稀H2so4原电池，A为负极；B-D-稀H2sCU原电池，D

为负极；综上可知，金属活动性为A>C>D>B。

创新•强化练

7.以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2moi电

子时，下列说法正确的是（）

A.锌片溶解了1mol,铜片上析出Imollh

B.两极上溶解和析出的物质的质量相等

C.锌片溶解了31g,铜片上析出了lgH2

D.锌片溶解了Imol,消耗了ImolH-

解析：A在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点，即两极得失电子数相等。

利用这一特点，我们从电极反应式看：负极Zn—2广=Zi?+；正极2H++2屋=氏t;当

溶解1mol锌时失去2moi电子，铜片上析出1mol氢气得到2moi电子，得失电子守恒，

这样即可推出A正确。

8.如图所示，电流计的指针会偏转，M极变粗，N极变细。符合这种现象的是（）

A.M是铜，N是锌，R是硫酸

B.M是锌，N是铜，R是硫酸铜溶液

C.M是银，N是锌，R是硝酸银溶液

D.M是铁，N是铜，R是硝酸铜溶液

解析：CM极变粗，N极变细，说明M极是正极，N极是负极，电解质溶液中的金

属离子要在正极上被还原，析出金属单质。M极反应式为2H++2e-=H2t,无法析出金

属单质，故A不符合；锌比铜活泼，作负极，M极变细，故B不符合；N极是锌，发生的

电极反应式为Zn—2e-=Zn2+,锌逐渐溶解，N极变细，M极发生的电极反应式为Ag++e

一=Ag,M极变粗，故C符合；铁比铜活泼，作负极，发生的电极反应式为Fe—2屋=Fe2

+,M极变细，故D不符合。

9.流动电池可以通过在电池外部调节电解质溶液，从而维持电池内部电解质溶液浓度

稳定，原理如图所示。下列说法错误的是（）

A.Cu为负极

-

B.PbCh电极的电极反应式为PbO2+4H++SO[+2e=PbSO4+2H2O

C.甲中应补充硫酸

D.当消耗1molPbO2,需分离出2molCuSO4

解析：D由题图可知，Cu反应生成CuSO4,铜元素的化合价升高，发生氧化反应，

为负极，A正确；PbO2得电子生成PbSCU,电极反应式为PbO2+4H++SO「+2e-=PbSO4

+2H2O,B正确；反应过程中不断消耗硫酸，所以甲中应补充硫酸，C正确；当消耗1mol

PbCh,转移2mol电子，同时1mol铜失去2mol电子生成1mol硫酸铜，则需分离出1mol

CuSO4,D错误。

10.燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。

（1）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。