第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能（第一课时）
预习目标：
（1）了解燃煤发电的的一般过程以及燃煤发电的利与弊。
（2）理解原电池的工作原理及构成条件。
预习自测：
1．一次能源与二次能源
（1）一次能源： 的能源。
（2）二次能源：一次能源经过 、 得到的能源。
2．化学能通过燃烧转化为电能
（1）传统的化学能转化为电能的方式是通过 燃料燃烧。
（2）缺点：由于转化环节 ，存在效率 、能源浪费、环境污染严重等问题。
3．原电池
（1）实验原理图
参照课本P41实验
现 象
铜 片
锌 片
电流表
结论：有 产生，装置中 转化为
（2）概念：把 的装置。
（3）工作原理：锌失去电子，作 极，发生的反应为： ，电子通过导线流向铜片，溶液中的 在铜片上得电子生成 ，铜片作 ，发生的反应为： 。
（4）反应本质：原电池反应的本质是 。
（5）构成原电池的条件：
①具有 的两个电极。
②具有 。
③电极间 。
我思我疑：
。
课堂练习：
1．如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（ ）
稀硫酸 稀硫酸 硫酸铜溶液 乙醇溶液
A B C D
2．下列烧杯中盛有的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是（ ）
A B C D
3．把啊a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时， a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A、a>b>c>d B、a>c>d>b C、c>a>d>b D、b>d>c>a
课后作业：
1．原电池中发生的反应属于 ，原电池将 能转化为 能。其中电子流出的一极是原电池的 极，该极发生 反应，电子流入的一极是原电池的 极，该电极发生 反应。原电池中电解质溶液的作用是 。
2．下列各组材料中，不能组成原电池的是（ ）
A B C D
两极材料 Zn片、石墨 Cu片、Ag片 Zn片、Cu片 Fe片、Cu片
插入电极 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸
3．关于右图所示装置的叙述，正确的是（ ）
A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
稀硫酸第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能（第二课时）
预习目标：
（1）了解生活中常用的化学电源和新型化学电池。
预习自测：
( http: / / www.21cnjy.com )
废旧电池为什么不能随处丢弃：
答：
。
( http: / / www.21cnjy.com )
我思我疑：___________________________________________________
____________________________________________________________。
课堂练习：
1．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其主要原因是（ ）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉、铅等重金属离子对水和土壤的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中的石墨电极
2．下列关于充电电池的叙述，不正确的是（ ）
A．充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B．充电电池可以无限制地反复放电、充电
C．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D．较长时间不使用电器时，最好①电器中取出电池，并妥善存放
3．氯铝电池是一种新型的燃料电池。试回答下列问题：
（1）通入Cl2（g）的电极是 （填“正”或“负” ）极。
（2）Al（s）电极是 （填“正”或“负” ）极。
（3）电子从 （填“Al”或“通Cl2” ，下同）电极流向 电极。
课后作业：
1．关于右图所示装置的叙述，错误的是（ ）
A．锌是负极，其质量逐渐减小
B．氢离子在铜表面被还原，产生气泡
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．电子从锌片经导线流向铜片
2．氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：
2H2+4OH－－4e－===4H2O O2+2H2O+4e－===4OH－
据此作出判断，下列说法错误的是（ ）
A．H2在负极发生氧化反应
B．供电时的总反应为：2H2+O2===2H2O
C．产物为无污染的水，属于环境友好电池
D．燃料电池的能量转化率可达100%
3．现有A、B、C、D四种金属片，①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生；②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应；③把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为A→导线→C。根据上述情况，回答下列问题：
（1）在①中，金属片 发生氧化反应；
（2）在②中，金属片 作负极；
（3）如果把B、D用导线同时浸入稀硫酸溶液，则金属片 上有气泡产生；
（4）上述四种金属的活动性顺序是 。课后作业
一、选择题(每小题4分，共44分，每小题有1－2个正确选项)
1．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
解析：手机用电池是可充电电池，A对。铜 ( http: / / www.21cnjy.com )锌原电池，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B错。燃料电池将化学能转化为电能，C对。锌锰干电池，Zn为负极，D对。
答案：B
2．已知空气－锌电池的电极反应：
锌片：Zn－2OH－－2e－===ZnO＋H2O，
石墨：1/2O2＋H2O＋2e－===2OH－
据此推断锌片是( )
A．负极，被氧化 B．负极，被还原
C．正极，被氧化 D．正极，被还原
解析：依据题给的两极电极反应式，可知：锌片上Zn失电子，化合价升高，发生氧化反应，结合原电池的基本原理可确定：锌作负极、被氧化。
答案：A
3．目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是( )
A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应
C．在此循环中发生了反应：2H2O??2H2↑＋O2↑
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
解析：氢氧燃料电池的负极通入H2， ( http: / / www.21cnjy.com )发生氧化反应；正极通入O2，发生还原反应，故B正确。原电池都是将化学能转化为电能的装置，故A正确。推广氢能的关键是寻找合适的催化剂，利用太阳能分解水。
答案：C
4．如图为氢氧燃料电池示意图，按此图的提示，下列叙述不正确的是( )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
解析：燃料电池是一种高效、环境友 ( http: / / www.21cnjy.com )好的具有应用前景的绿色电源，不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在内部的新型发电装置。在燃料电池中，燃料(H2)从负极充入，发生氧化反应，故A、C、D正确。在B中，O2在正极上发生还原反应，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误。
答案：B
5．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )
A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－
解析：首先写出该燃料电池的总反应式：2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)，然后分析化合价变化，确定氧化反应、还原反应及负正极。因为负极发生氧化反应，故反应式为：2CH3OH(g)＋2H2O(l)－12e－===2CO2(g)＋12H＋(aq)；正极发生还原反应，反应式为：3O2(g)＋12H＋(aq)＋12e－===6H2O (l)。
答案：C
6．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源 ( http: / / www.21cnjy.com )，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，下列说法中不正确的是( )
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
C．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强
D．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
解析：根据总反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2分析化合价变化可知，Zn在负极上失电子，Ag2O在正极上得电子，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极反应为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－。在负极区，OH－被消耗，溶液碱性减弱，溶液中的OH－作定向移动到负极来补充，正极区生成OH－，溶液碱性增强，故D项错误。
答案：D
7．一种新型燃料电池，一极通入空气 ( http: / / www.21cnjy.com )，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，它在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池的说法中，正确的是( )
A．在熔融的电解质中，O2－由负极移向正极
B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O
解析：在熔融的电解质中，O2－应由正 ( http: / / www.21cnjy.com )极移向负极，故A项错误；原电池反应是使氧化还原反应分别在两个电极进行，通丁烷的电极是负极，通空气的电极是正极，电池的总反应是2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，故B、C两项正确，D项错误。
答案：BC
8. 有一新型燃料电池，是用两根金属做电极插入KOH溶液中，然后向X极通入CH4，向Y极通入O2，关于此燃料电池的说法错误的是( )
A．通入CH4的X极是负极，通入O2的Y极是正极
B. 放电一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量不变
C．在标准状况下，通入5.6 LO2，完全反应时有1.0 mol电子转移
D．放电时，通入甲烷一极附近的pH升高
解析：由题意可推知出甲烷－氧气燃料电池的总反应为：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。在通入甲烷一极需消耗KOH，因此pH必降低，KOH的物质的量必减小；由正极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－可知，当消耗O2：＝0.25mol时，转移电
子的物质的量为4×0.25mol＝1.0mol。
答案：BD
9. 碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)
下列说法错误的是( )
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===
Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g
解析：根据总反应式中元素化合价的变化， ( http: / / www.21cnjy.com )可知电池工作时，锌失电子作电源的负极，在正极上MnO2发生得电子的还原反应，因此电池工作时，外电路上电子由电池的负极流向正极，因此A、B两项正确，C项错误。由关系式Zn～2e－可知，D选项正确。
点评：原电池知识是高考的重点之一，本题以锌－锰碱性电池的有关问题为载体，考查学生熟练应用原电池基础知识解决实际问题的能力。解答本题的关键是对原电池基础知识的熟练掌握，并灵活应用。
答案：C
10．我国首创的海洋电池 ( http: / / www.21cnjy.com )以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是( )
A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积
D．该电池通常只需要换铝板就可以继续使用
解析：从电池反应式可知，Al失电子 ( http: / / www.21cnjy.com )为负极，O2为正极上反应的物质；电池工作时电子从铝沿导线流向铂，而电流方向则相反；铂网面积大；反应消耗铝。
答案：B
11．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
下列叙述不正确的是( )
A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．放电时正极反应为：FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
解析：高铁电池放电时为原 ( http: / / www.21cnjy.com )电池，依据原电池工作原理，放电时负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，用总式减去负极反应式即得正极反应式为：FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被还原。
答案：C
二、填空题(共56分)
12．(16分)为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如下图：
回答下列问题：
(1)根据原电池原理填写下表：
装置序号 正极 负极反应式 阳离子移动方向
甲
乙
丙
丁
戊
(2)电极类型除与电极材料的性质有关外，还与________有关。
(3)根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？_____
(填“是”“否”或“不一定”)，请举例说明：___________________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)指出下列电池的放电过程中，电解质溶液酸碱性的变化：甲_______，丙_______，戊_______。(填酸性或碱性增强或减弱)
解析：(1)电池甲：在稀硫酸中，镁比铝活泼，镁为负极，发生氧化反应，铝为正极，H＋在铝极上发生还原反应；
乙电池：铁比铂活泼，铁为负极；
丙电池：在氢氧化钠溶液中，铝与NaOH溶液反应，铝失去电子，发生氧化反应，铝离子与氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子和水；
丁电池：常温下，浓硝酸使铝钝化，铜溶解，铜为负极；
戊电池是燃料电池，甲烷与氧气反应，甲烷发生氧化反应，在碱中生成碳酸盐和水，氧气发生还原反应。所以。在负极区通入甲烷，在正极区通入空气。
(2)通过比较甲、丙电池可知，电极都是铝、镁，由于电解质溶液不同，故电极名称不同，即电极类型与电极材料、电解质溶液都有关。
(3)大多数电池的负极材料参与反应发生氧化反应，燃料电池的负极材料不参与反应，可燃物如氢气、一氧化碳、甲烷、乙醇等在负极区发生氧化反应。
(4)根据溶液中离子参加反应情况判断溶液酸碱性的变化。
答案：(1)
装置序号 正极 负极反应式 阳离子移动方向
甲 Al Mg－2e－===Mg2＋ 铝极
乙 Pt Fe－2e－===Fe2＋ 铂极
丙 Mg Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O 镁极
丁 Al Cu－2e－===Cu2＋ 铝极
戊 石墨 CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O 石墨
(2)电解质溶液的性质
(3)不一定 上述五个原电池中，戊装置的负极材料没有参与反应，其他电池的负极发生了氧化反应
(4)酸性减弱 碱性减弱 碱性减弱
13．(12分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍镉(Ni—Cd)电池，其电池总反应可以表示为：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法正确的是________(填字母序号)。
①以上反应是可逆反应 ②以上反应不是可逆反应 ③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环 ( http: / / www.21cnjy.com )境污染物，有资料表明，一节废镍镉电池可以使1 m2面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为______________________。
(3)另一种常用的电池锂电池(锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7)，由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电能)特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年，它的负极由金属锂制成，电池总反应可表示为Li＋MnO2===LiMnO2。
试回答：锂电池比容量特别大的原因是_____________________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
锂电池中的电解质溶液需用非水溶液配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因：_____________
__________________________________________________。
解析：(1)镍镉电池放电时，应用 ( http: / / www.21cnjy.com )原电池原理，将化学能转化为电能，而充电时利用电解原理，将电能转化为化学能，转化条件不同，不是可逆反应。(2)因为Ni(OH)2和Cd(OH)2溶于酸，产生大量的重金属离子，对土壤污染严重。(3)锂的摩尔质量为7 g·mol－1，较小，单位质量转移电子的物质的量多，放电量大。
答案：(1)B (2)Cd(OH) ( http: / / www.21cnjy.com )2和Ni(OH)2能溶于酸性溶液生成有毒的重金属离子等 (3)锂的摩尔质量小 2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
14．(12分)(1)普通锌锰干电池的结构如图所示。回答下列问题。
①电池中电解质溶液为________。
②正极反应式为________。
③放电时，NH向________(填“正极”或“负极”)移动。
(2)废电池中的锌皮常用于 ( http: / / www.21cnjy.com )实验室制氢气，废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较大的是________，原因是________________________。
若用过量的纯锌粒与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是________(填序号)。
A．微热 B．加入适量氧化铜
C．加入少量硫酸铜溶液 D．加水
E．加入少量氢氧化钡溶液
解析：(1)该电池的工作原理：负极失去电子被氧化，正极上富集电子，阳离子向正极移动。(2)从影响化学反应速率的角度考虑，构成原电池能加快负极失电子。
答案：(1)①NH4Cl(或氯化铵)溶液 ②2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋H2O＋2NH3 ③正极
(2)废锌皮 废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，加快负极失电子速率，相应产生氢气速率较大 AC
15．(16分)市场上出售的“ ( http: / / www.21cnjy.com )热敷袋”的主要成分是铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量铁锈存在。
(1)热敷袋是利用________放出热量。
(2)炭粉的主要作用是__________________________________。
(3)加入氯化钠的主要作用是____________________________。
(4)木屑的作用是______________________________________。
(5)有关的电极反应式和化学方程式是______________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
解析：由铁丝能在氧气中燃烧同时迅速放出大量的热，可推知铁在潮湿的情况下生锈时也会放出热量，只是比燃烧缓慢一些。
日常生活中铁生锈过于缓慢，热量的释放也非常缓慢，难以觉察到。倘若提供适当的条件(如较浓的电解质溶液、导电且不活泼的固体物质)让铁成为原电池的负极材料，铁的氧化速率就会大大加快。木屑的作用是让“热敷袋”产生的热量均匀地向外散失、传递。铁屑、炭粉及NaCl溶液构成原电池，铁作负极，炭粉作正极，将化学能转化为电能，放出热量。
答案：(1)铁被氧化
(2)与铁屑、NaCl溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
(3)NaCl溶于水，形成电解质溶液
(4)使用“热敷袋”时受热均匀
(5)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极 ( http: / / www.21cnjy.com )：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3课后作业
一、选择题(每小题4分，共44分，每小题有1－2个正确选项)
1．下列关于锌、铜和稀硫酸构成的原电池的说法中，正确的是( )
A．锌是负极、铜是正极
B．电子从铜片经导线流向锌片
C．负极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．反应一段时间后，溶液的pH升高
解析：由于锌比铜活泼，在形成的原电池中，锌是负极，铜是正极；电子从锌片经导线流向铜片；负极的反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑；反应一段时间后，由于消耗了H＋，溶液的pH升高。
答案：AD
2.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是( )
①Zn为正极，Cu为负极；
②H＋向负极移动；
③电子是由Zn经外电路流向Cu；
④Cu极上有H2产生；
⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol；
⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①②③ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．②③④
解析：在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故每转移1 mol电子时，产生0.5 mol H2；在溶液中H＋向正极移动，SO向负极移动。故①②⑥错误，③④⑤正确，选B项。
答案：B
3.如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。下列关于此装置的叙述中，不正确的是( )
A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向由M到N
解析：根据题意可知，M为负极，N为正极，且N极上有H2放出，导线中电流应从N到M。
答案：D
4．锌、稀硫酸和铜组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上两极的变化是( )
①锌片溶解32.5g；②锌片增重32.5g；
③铜片上析出1g H2；④铜片上析出1mol H2
A．①和③ B．①和④
C．②和③ D．②和④
解析：由电池总反应Zn＋2H＋===Z ( http: / / www.21cnjy.com )n2＋＋H2↑、正极反应2H＋＋2e－===H2↑、负极反应Zn－2e－===Zn2＋可知，每当1 mol电子通过铜片时，会有0.5 mol(即32.5 g)锌溶解，铜片上析出0.5 mol(即1 g)H2。
答案：A
5．两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是( )
选项 A B C D
电极材料 Zn Fe Cu Al
电极材料 Cu Zn Ag C
电解质溶液 CuCl2溶液 H2SO4溶液 CuSO4 NaOH溶液
解析：
选项 能否 理由
A 能 Zn为负极，Cu为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
B 能 Zn为负极，Fe为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
C 不能 无自发进行的氧化还原反应
D 能 Al为负极，C为正极，自发的氧化还原反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
答案：C
6.如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是( )
选项号 M N P
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
解析：M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。
答案：C
7．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H2SO4中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C；
③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4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>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
解析：金属与稀H2SO4组成原电池 ( http: / / www.21cnjy.com )，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―→正极，电流方向则由正极―→负极。在题述原电池中，A—B—稀H2SO4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H2SO4原电池，D为负极。综上可知，金属活动性为：A>C>D>B。
答案：B
8. 某原电池总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是( )
A. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C. 正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液
解析：由原电池总反应式可知，Fe为负极，电解质溶液应是三价铁盐。C项中Fe为正极，故C错；D项中，电解质溶液为CuSO4溶液，故D错。
答案：CD
9．如图所示，杠杆AB两端分别挂有 ( http: / / www.21cnjy.com )体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)( )
A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低
D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高
解析：根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO ( http: / / www.21cnjy.com )4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，A端下沉。
答案：D
10．下列有关原电池的说法中，正确的是( )
A．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片较活泼，作负极
B铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极
C．镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀
D．将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质
解析：原电池工作时必须依赖 ( http: / / www.21cnjy.com )于一个氧化还原反应。A项是依赖于铝与NaOH溶液的反应，铝是负极；B项是依赖于铜与浓硝酸的反应，铜是负极；由于活泼性Zn>Fe>Sn，故破损后镀锡铁易腐蚀，C项错误；根据电池反应，铁失电子，设计电池时应用铁作负极，石墨作正极，D项错误。
答案：B
11．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( )
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
解析：Zn是负极，故A项 ( http: / / www.21cnjy.com )错误；电池总反应和没有形成原电池时的氧化还原反应相同，故B项正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故C项正确；在溶液中，阳离子向正极移动，故D项错误。
答案：BC
二、填空题(共56分)
12．(9分)如图，A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式为_____________________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为____________________________。
(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为
______________________________________________________。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为__________
(填序号)。
解析：A中铁与稀H2SO4反应；B中形 ( http: / / www.21cnjy.com )成Sn－H2SO4－Fe原电池，其中Fe作负极，Sn作正极，负极的电极反应是Fe—2e－===Fe2＋，正极的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑；C中形成Zn－H2SO4－Fe原电池，Zn作负极被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。比较A、B、C三种情况可知：B中Fe作负极，被腐蚀得最快，C中的Fe作正极，被腐蚀得最慢。
答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑
(3)Zn Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ B>A>C
13．(8分)(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________
(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为______，正极的电极反应式为___________。
(2)如果烧杯中最初装入的是500mL 2 mol·L－1的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)________________________。
解析：铜片插入稀硫酸中时，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中时，会构成原电池，铜作为原电池正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，锌作为原电池负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，电池总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。当收集到11.2L H2(标准状况)，即0.5 mol H2时，消耗的H2SO4为0.5mol，生成的ZnSO4为0.5mol，c(H2SO4)＝
＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝＝1 mol·L－1。
答案：(1)没有 锌片 2H＋＋2e－===H2↑
(2)c(H2SO4)＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝1 mol·L－1
14．(15分)【实验目的】利用所学知识，设计电池装置。
【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。
【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。
【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。
【实验方案】①Cu—Mg原电池，电解质溶液为橙汁；
②Cu—Fe原电池，电解质溶液为苹果汁；
③Fe—Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。
【实验操作】用导线分别将三种方案中的金 ( http: / / www.21cnjy.com )属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发光二极管两端分别接触三种方案中金属活动性不同的金属夹。观察现象，连接方式如图所示。
【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。
【实验结论】原电池把化学能转变为电能。
回答问题：
(1)连接装置时活泼金属接二极管的________极上，较不活泼金属接二极管的________极上。
(2)在方案①②中铜作电极情况__________________________。
(3)在方案①③中镁作电极情况__________________________。
(4)在方案②③中铁作电极情况__________________________。
(5)在方案③中负极反应为____ ( http: / / www.21cnjy.com )__，正极反应为________，总方程式为__________________________________________________________。
解析：在原电池中较活泼金属作负极(连接二 ( http: / / www.21cnjy.com )极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性：Mg>Fe>Cu，故方案①②中Cu均作正极，①③中Mg均作负极，方案②中铁作负极，方案③中铁作正极。在方案③中负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总电池方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
答案：(1)负 正 (2)Cu均作正极 (3)镁均作负极
(4)方案②中铁作负极，方案③中铁作正极
(5)Mg－2e－===Mg2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
15．(12分)有甲、乙两位同学均想 ( http: / / www.21cnjy.com )利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲中正极的电极反应式_____________________________。
(2)乙中负极为________，总反应的离子方程式：
______________________________________________________。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池 ( http: / / www.21cnjy.com )的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。(填写元素符号)
(4)由此实验得出的下列结论中，正确的有________。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
解析：甲同学依据的化学反应原理 ( http: / / www.21cnjy.com )是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)Mg Al
(4)AD
16．(12分)利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：
(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)实验用品：电极________、________、稀硫酸、________(填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。
(3)实验装置：
(4)原电池设计及注意的问题。
①按如图所示连接好实验仪器，注意观察( ( http: / / www.21cnjy.com )耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为________。
②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的______
极，电极反应是________________；另一极应该接电流计的________极，电极发生了________反应(“氧化”或“还原”)。
解析：由实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知组成该原电池的负极应为Fe，正极可选用活动性比Fe弱的金属或导电的非金属。
答案：(2)铁钉或铁条 铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等) 烧杯、导线
(4)①电能 ②负 Fe－2e－===Fe2＋ 正 还原
