2017-2018学年新人教版必修二 高中化学第二章化学反应与能量2.2化学能与电能
一、选择题
1．有关原电池的下列说法中正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中负极发生还原反应
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池中正极一定是不活泼金属
2．对化学电源的叙述正确的是( )
A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位
C．化学电源均是安全、无污染的
D．化学电源即为可充电电池
3．下列说法中正确的是( )
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部 ②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池 ③锂电池是新一代可充电电池 ④燃料电池作为汽车驱动能源已研制成功
A．②③④ B．①②③④ C．①②③ D．①③④
4．如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，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Cu，B是Zn，C为稀硫酸
C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液
5．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．产生气泡的速度甲比乙慢
6．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：
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
7．按下图装置进行实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示( )
①c(Ag＋) ②c(NO3-) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑥
8．已知空气—锌电池的电极反应为
锌片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；
碳棒：O2＋H2O＋2e－=2OH－，
据此判断，锌片是( )
A．正极并被还原 B．正极并被氧化
C．负极并被还原 D．负极并被氧化
9．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－=CO2＋6H2O
C．随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变
D．放电时溶液中的阴离子向负极移动
10．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是( )
A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B．碳棒取出洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用
二、非选择题
11．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A 不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
（1）装置甲中负极的电极反应式是 。
（2）装置乙中正极的电极反应式是 。
（3）装置丙中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
（4）四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
12．利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2，设计一个原电池。
（1）选用 为负极， 为正极，电解质溶液为 。
（2）写出电极反应式：负极 ，正极 。
（3）在方框中画出装置图：
13．Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 (填“正极”或“负极”)。
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是 。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的 (填字母)。
A．NaOH B．Zn
C．Fe D．NH3·H2O
14．如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：
（1）酸式电池的电极反应：负极 ，正极 ；电池总反应： ；电解质溶液pH的变化 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）碱式电池的电极反应：负极 ，正极 ；电池总反应： ；电解质溶液pH的变化 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
15．氢气是未来最理想的能源。科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O 2H2↑＋O2↑，制得的氢气可用于制作燃料电池。试回答下列问题：
（1）分解海水时，实现了光能转化为 能。生成的氢气用于制作燃料电池时，实现了化学能转化为 能。分解海水的反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质， A极上发生的电极反应为2H2＋2O2－－4e－=2H2O，则A极是电池的 极，电子从该极 (填“流入”或“流出”)。B极电极反应式为 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.在外电路中，电子从负极流向正极，错误；
B.原电池中负极发生氧化反应，错误；
C.随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，正确；
D.原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差，但不一定是不活泼金属，错误。
故答案为：C
【分析】熟练掌握原电池原理、电子流向、离子运动方向等是解题的关键 。
2．【答案】A
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理
【解析】【解答】由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。
故答案为：A
【分析】化学电源是利用氧还原反应原理将化学能转化为电能的装置，据此进行解答即可。
3．【答案】B
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理；化学电源新型电池
【解析】【解答】燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别就在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。
故答案为：B
【分析】根据新型电源的工作原理和电源的分类进行分析各个选项即可。
4．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B中的反应为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，则A中A极变细，B中A极不变。C和D两项中的反应为Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A极变细，D中A极变粗。
故答案为：D
【分析】根据原电池原理分析原电池的电极和电极发生的反应，进行判断电极质量的变化即可。
5．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 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，发生电极反应为2H＋＋2e－=H2↑；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，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。
故答案为：C
【分析】根据原电池原理分析两个烧杯中发生的化学反应以及实验现象，原电池可以加快反应速率等进行判断即可。
6．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。
故答案为：C
【分析】根据原电池原理和实验现象判断电极，结合电极的组成判断金属的活性即可。
7．【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】根据图中装置可判断，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，所以银离子浓度减小，硝酸根浓度不变，①正确、②错误；在负极上金属铁本身失电子，即a棒质量减轻，③正确；正极b棒上析出金属银，即b棒质量增加，④错误；负极上金属铁本身失电子，正极Ag上析出金属银，所以溶液的质量是增加了Fe，但是析出了Ag，在转移电子数相等情况下，析出的金属质量多，所以溶液质量减轻，但不能为零，⑤错误。A正确。
故答案为：A
【分析】根据原电池原理判断原电池的正负极，分析在原电池中发生的化学反应，然后得出随电子物质的量的增加各个物理量的变化即可得出结论。
8．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】根据化合价可知，电极反应中锌的化合价升高，被氧化，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应，则锌为原电池的负极。
故答案为：D
【分析】根据化合价变化判断氧化还原反应，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应。
9．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池
【解析】【解答】 O2＋2H2O＋4e－=4OH－应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的c(OH－)将减小。
故答案为：D
【分析】根据燃料电池中燃料发生氧化反应、氧气发生还原反应，结合原电池原理进行分析即可。
10．【答案】D
【知识点】常见的生活环境的污染及治理
【解析】【解答】虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。
故答案为：D
【分析】根据一次性电池的构成原理结合环境保护等知识点进行分析即可。
11．【答案】（1）A－2e－=A2＋
（2）Cu2＋＋2e－=Cu
（3）变大
（4）D>A>B>C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)金属不断溶解，说明A是负极，B是正极，金属所失去的电子，负极方程式为A－2e－=A2＋；
（2）C的质量增加，说明C是正极，B是负极，因此金属性是B大于C，溶液中的铜离子在正极得到电子，发生还原反应，电极方程式为Cu2＋＋2e－=Cu；
（3）A上有气泡，说明A是正极，D是负极，溶液中的氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，氢离子浓度减小，pH增大；
（4）根据以上分析可知金属性强弱是D>A>B>C。
【分析】根据原电池原理判断原电池的正负极，负极发生氧化反应、正极发生还原反应，据此进行解答即可。
12．【答案】（1）)铜；石墨(或铂等)；FeCl3溶液
（2）Cu－2e－=Cu2＋；2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋
（3）
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】题给反应中Fe3＋得到电子生成Fe2＋(Fe3＋＋e－=Fe2＋)，是氧化剂，所以电解质溶液为FeCl3溶液；在此反应中Cu失去电子生成Cu2＋(Cu－2e－=Cu2＋)，是还原剂，铜作负极，再选择比Cu不活泼的金属或石墨棒作正极。画原电池的装置图时，要标出电解质溶液、电极材料，还要形成闭合回路。
【分析】根据化学方程式中发生氧化反应和还原反应判断原电池的正负极，结合原电池原理判断电解质溶液，然后画出原电池装置即可。
13．【答案】（1）Zn(或锌)；正极
（2）锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；常见化学电源的种类及其工作原理
【解析】【解答】 (1)负极是失电子的一极，Zn失电子由负极经外电路流向正极。
(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2＋置换为单质而除去。
【分析】（1）根据金属活泼性判断正负极，结合原电池原理判断电子的流向；
（2）原电池可加快负极金属的腐蚀，结合除杂要求进行判断加入的试剂即可。
14．【答案】（1）2H2－4e－=4H＋；O2＋4e－＋4H＋=2H2O；2H2＋O2=2H2O；变大
（2）2H2－4e－＋4OH－=4H2O；O2＋4e－＋2H2O=4OH－；2H2＋O2=2H2O；变小
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 (1)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在；酸性条件下与H＋结合生成H2O；负极上，H2失电子变为H＋，H＋进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成H2O的反应，由于有H2O生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。
(2)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH－；负极上，H2失去电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH－)变小，pH变小。
【分析】根据燃料电池的反应原理结合电解质的酸碱性进行分析氢离子和氢氧根离子在原电池中的反应，然后进行解答即可。
15．【答案】（1）化学；电；吸热
（2）负；流出；O2＋4e－=2O2－
【知识点】常见能量的转化及运用；电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】 (1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置，分解海水的反应属于吸热反应。
(2)燃料电池中，负极发生燃料失电子的氧化反应，即2H2＋2O2－－4e－=2H2O，正极发生氧气得电子的还原反应，即O2＋4e－=2O2－，所以B极是正极，A极是负极，电子从负极流向正极，即从A极流出。
【分析】（1）根据能量转化形式进行判断能量的变化；
（2）根据燃料电池的原电池原理进行分析即可。
1 / 12017-2018学年新人教版必修二 高中化学第二章化学反应与能量2.2化学能与电能
一、选择题
1．有关原电池的下列说法中正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中负极发生还原反应
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池中正极一定是不活泼金属
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.在外电路中，电子从负极流向正极，错误；
B.原电池中负极发生氧化反应，错误；
C.随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，正确；
D.原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差，但不一定是不活泼金属，错误。
故答案为：C
【分析】熟练掌握原电池原理、电子流向、离子运动方向等是解题的关键 。
2．对化学电源的叙述正确的是( )
A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高
B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位
C．化学电源均是安全、无污染的
D．化学电源即为可充电电池
【答案】A
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理
【解析】【解答】由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。
故答案为：A
【分析】化学电源是利用氧还原反应原理将化学能转化为电能的装置，据此进行解答即可。
3．下列说法中正确的是( )
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部 ②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池 ③锂电池是新一代可充电电池 ④燃料电池作为汽车驱动能源已研制成功
A．②③④ B．①②③④ C．①②③ D．①③④
【答案】B
【知识点】常见化学电源的种类及其工作原理；化学电源新型电池
【解析】【解答】燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别就在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。
故答案为：B
【分析】根据新型电源的工作原理和电源的分类进行分析各个选项即可。
4．如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，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Cu，B是Zn，C为稀硫酸
C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B中的反应为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，则A中A极变细，B中A极不变。C和D两项中的反应为Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A极变细，D中A极变粗。
故答案为：D
【分析】根据原电池原理分析原电池的电极和电极发生的反应，进行判断电极质量的变化即可。
5．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．产生气泡的速度甲比乙慢
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 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，发生电极反应为2H＋＋2e－=H2↑；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，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。
故答案为：C
【分析】根据原电池原理分析两个烧杯中发生的化学反应以及实验现象，原电池可以加快反应速率等进行判断即可。
6．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：
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
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。
故答案为：C
【分析】根据原电池原理和实验现象判断电极，结合电极的组成判断金属的活性即可。
7．按下图装置进行实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示( )
①c(Ag＋) ②c(NO3-) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑥
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】根据图中装置可判断，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，所以银离子浓度减小，硝酸根浓度不变，①正确、②错误；在负极上金属铁本身失电子，即a棒质量减轻，③正确；正极b棒上析出金属银，即b棒质量增加，④错误；负极上金属铁本身失电子，正极Ag上析出金属银，所以溶液的质量是增加了Fe，但是析出了Ag，在转移电子数相等情况下，析出的金属质量多，所以溶液质量减轻，但不能为零，⑤错误。A正确。
故答案为：A
【分析】根据原电池原理判断原电池的正负极，分析在原电池中发生的化学反应，然后得出随电子物质的量的增加各个物理量的变化即可得出结论。
8．已知空气—锌电池的电极反应为
锌片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；
碳棒：O2＋H2O＋2e－=2OH－，
据此判断，锌片是( )
A．正极并被还原 B．正极并被氧化
C．负极并被还原 D．负极并被氧化
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】根据化合价可知，电极反应中锌的化合价升高，被氧化，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应，则锌为原电池的负极。
故答案为：D
【分析】根据化合价变化判断氧化还原反应，原电池中较活泼的金属做负极，发生氧化反应。
9．燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－=CO2＋6H2O
C．随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变
D．放电时溶液中的阴离子向负极移动
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池
【解析】【解答】 O2＋2H2O＋4e－=4OH－应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的c(OH－)将减小。
故答案为：D
【分析】根据燃料电池中燃料发生氧化反应、氧气发生还原反应，结合原电池原理进行分析即可。
10．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是( )
A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B．碳棒取出洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用
【答案】D
【知识点】常见的生活环境的污染及治理
【解析】【解答】虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。
故答案为：D
【分析】根据一次性电池的构成原理结合环境保护等知识点进行分析即可。
二、非选择题
11．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A 不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
（1）装置甲中负极的电极反应式是 。
（2）装置乙中正极的电极反应式是 。
（3）装置丙中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
（4）四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
【答案】（1）A－2e－=A2＋
（2）Cu2＋＋2e－=Cu
（3）变大
（4）D>A>B>C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)金属不断溶解，说明A是负极，B是正极，金属所失去的电子，负极方程式为A－2e－=A2＋；
（2）C的质量增加，说明C是正极，B是负极，因此金属性是B大于C，溶液中的铜离子在正极得到电子，发生还原反应，电极方程式为Cu2＋＋2e－=Cu；
（3）A上有气泡，说明A是正极，D是负极，溶液中的氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，氢离子浓度减小，pH增大；
（4）根据以上分析可知金属性强弱是D>A>B>C。
【分析】根据原电池原理判断原电池的正负极，负极发生氧化反应、正极发生还原反应，据此进行解答即可。
12．利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2，设计一个原电池。
（1）选用 为负极， 为正极，电解质溶液为 。
（2）写出电极反应式：负极 ，正极 。
（3）在方框中画出装置图：
【答案】（1）)铜；石墨(或铂等)；FeCl3溶液
（2）Cu－2e－=Cu2＋；2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋
（3）
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】题给反应中Fe3＋得到电子生成Fe2＋(Fe3＋＋e－=Fe2＋)，是氧化剂，所以电解质溶液为FeCl3溶液；在此反应中Cu失去电子生成Cu2＋(Cu－2e－=Cu2＋)，是还原剂，铜作负极，再选择比Cu不活泼的金属或石墨棒作正极。画原电池的装置图时，要标出电解质溶液、电极材料，还要形成闭合回路。
【分析】根据化学方程式中发生氧化反应和还原反应判断原电池的正负极，结合原电池原理判断电解质溶液，然后画出原电池装置即可。
13．Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 (填“正极”或“负极”)。
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是 。欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的 (填字母)。
A．NaOH B．Zn
C．Fe D．NH3·H2O
【答案】（1）Zn(或锌)；正极
（2）锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；常见化学电源的种类及其工作原理
【解析】【解答】 (1)负极是失电子的一极，Zn失电子由负极经外电路流向正极。
(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2＋置换为单质而除去。
【分析】（1）根据金属活泼性判断正负极，结合原电池原理判断电子的流向；
（2）原电池可加快负极金属的腐蚀，结合除杂要求进行判断加入的试剂即可。
14．如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：
（1）酸式电池的电极反应：负极 ，正极 ；电池总反应： ；电解质溶液pH的变化 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）碱式电池的电极反应：负极 ，正极 ；电池总反应： ；电解质溶液pH的变化 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】（1）2H2－4e－=4H＋；O2＋4e－＋4H＋=2H2O；2H2＋O2=2H2O；变大
（2）2H2－4e－＋4OH－=4H2O；O2＋4e－＋2H2O=4OH－；2H2＋O2=2H2O；变小
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 (1)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在；酸性条件下与H＋结合生成H2O；负极上，H2失电子变为H＋，H＋进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成H2O的反应，由于有H2O生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。
(2)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH－；负极上，H2失去电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH－)变小，pH变小。
【分析】根据燃料电池的反应原理结合电解质的酸碱性进行分析氢离子和氢氧根离子在原电池中的反应，然后进行解答即可。
15．氢气是未来最理想的能源。科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O 2H2↑＋O2↑，制得的氢气可用于制作燃料电池。试回答下列问题：
（1）分解海水时，实现了光能转化为 能。生成的氢气用于制作燃料电池时，实现了化学能转化为 能。分解海水的反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质， A极上发生的电极反应为2H2＋2O2－－4e－=2H2O，则A极是电池的 极，电子从该极 (填“流入”或“流出”)。B极电极反应式为 。
【答案】（1）化学；电；吸热
（2）负；流出；O2＋4e－=2O2－
【知识点】常见能量的转化及运用；电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】 (1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置，分解海水的反应属于吸热反应。
(2)燃料电池中，负极发生燃料失电子的氧化反应，即2H2＋2O2－－4e－=2H2O，正极发生氧气得电子的还原反应，即O2＋4e－=2O2－，所以B极是正极，A极是负极，电子从负极流向正极，即从A极流出。
【分析】（1）根据能量转化形式进行判断能量的变化；
（2）根据燃料电池的原电池原理进行分析即可。
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