第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
【新课探究】
学习任务一
课前自主预习
2.负 电解质 闭合 氧化还原
[问题思考] (1)提示:盐桥一般装有含KCl饱和溶液的琼脂。Cl-移向负极区,K+移向正极区,使两个半电池形成闭合回路(通路),使氧化还原反应持续进行,原电池得以不断地产生电流。所以,盐桥的作用:①连接内电路,形成闭合回路;②平衡电荷,使原电池不断产生电流。
(2)提示:不一定。例如,Mg、Al用导线连接放到NaOH溶液中形成的原电池,Al作负极,Mg作正极,但Mg的活动性比Al强。
知识迁移应用
例1 C [解析] ①中Mg作负极,②中Al作负极,③中Cu作负极,④中Fe作负极,A项错误;②中Mg与NaOH溶液不反应,Al与NaOH溶液反应,则Al作负极,Mg作正极,B项错误;③中Fe遇浓硝酸发生钝化,Cu作负极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,实质是Cu与浓硝酸的反应,C项正确;④中Fe作负极,Cu作正极,氧气在正极得电子生成OH-,本质是铁的腐蚀,D项错误。
例2 D [解析] 观察到图甲装置铜电极上产生大量无色气泡,说明图甲中铬为负极,铜为正极,正极上析出氢气,而图乙装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡,说明铜被氧化,应为负极,正极上应是硝酸被还原生成二氧化氮气体。图甲为原电池装置,铜为正极,氢离子得电子生成氢气,电极反应式是2H++2e-H2↑,A正确;图乙装置中铜为负极,铬电极为正极,负极电极反应式为Cu-2e-Cu2+,B正确;图乙装置中铬电极为正极,正极上硝酸被还原生成二氧化氮气体,电极反应式为N+e-+2H+NO2↑+H2O,C正确;图甲中,电子由Cr经导线流向Cu,图乙中电子由Cu经导线流向Cr,D不正确。
学习任务二
课前自主预习
1.还原性 氧化性
2.电解质溶液 定向运动
3.负极 正极
[问题思考] (1)提示:NaOH+HClNaCl+H2O不能设计成原电池反应,因原电池反应为氧化还原反应。
(2)提示:正确。
知识迁移应用
例3 B [解析] Fe与硫酸亚铁不反应,不能构成原电池,A错误;Fe为负极,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液,C为正极,可发生反应2Fe3++Fe3Fe2+,B正确;Mg比Fe活泼,构成原电池时Mg为负极,则Mg与Fe2(SO4)3溶液反应,C错误;Fe与硫酸溶液反应生成硫酸亚铁和氢气,不能发生反应2Fe3++Fe3Fe2+,D错误。
例4 (1)下层(CCl4层)溶液呈紫红色,上层清液中滴加KSCN溶液后,溶液呈红色
(2)
[解析] (1)方案甲的实验目的就是证明Fe3+和I-发生反应,且I-过量时仍有Fe3+的存在,证明反应为可逆反应,故实验现象为下层(CCl4层)溶液呈紫红色,上层清液中滴加KSCN溶液后,溶液呈红色。
(2)根据电子移动方向可知,甲池为负极池,乙池为正极池,则两电极均为石墨棒,甲池中盛有0.1 mol·L-1 KI溶液,乙池中盛有0.1 mol·L-1 FeCl3溶液。
【课堂评价】
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
[解析] (3)原电池基于自发进行的氧化还原反应。
(5)该反应不是氧化还原反应,不能设计成原电池。
2.A [解析] 烧杯a中裸露线头周边溶液蓝色逐渐加深,说明Cu2+浓度增大,发生反应Cu-2e-Cu2+,烧杯a中导线与硫酸铜稀溶液构成负极区,烧杯b中导线与硫酸铜浓溶液构成正极区,发生还原反应,故A错误;若向烧杯a中滴加几滴稀NaOH溶液,NaOH与硫酸铜反应生成沉淀,Cu2+浓度减小,两极电势差变大,有利于负极反应Cu-2e-Cu2+进行,故B正确;当两侧溶液中Cu2+浓度相等时,不存在浓度差,没有电流产生,电流表指针停止偏转,故C正确;盐桥中的阴离子向负极移动,烧杯a为负极区,故D正确。
3.B [解析] 由高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH可知,正极区Fe得到电子生成Fe(OH)3,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应式为Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,A正确;正极区Fe得到电子生成Fe(OH)3,K2FeO4被还原,B错误;Zn为负极,发生失去电子的氧化反应,则负极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,反应过程中OH-浓度减小,pH减小,C正确;C为正极,Zn为负极,盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向负极移动,D正确。(共98张PPT)
第1课时 原电池的工作原理
学习任务一 原电池的工作原理
学习任务二 原电池的设计
学习任务一 原电池的工作原理
【课前自主预习】
1.装置及工作原理(以锌铜原电池为例)
2.构成条件
负
电解质
闭合
氧化还原
［问题思考］
(1)盐桥在原电池装置中的作用是什么？
提示：盐桥一般装有含饱和溶液的琼脂。移向负极区， 移
向正极区，使两个半电池形成闭合回路(通路)，使氧化还原反应持续
进行，原电池得以不断地产生电流。所以，盐桥的作用：①连接内
电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。
(2)在原电池中，负极材料的活动性一定比正极材料强吗？
提示：不一定。例如，、用导线连接放到 溶液中形成的原
电池，作负极，作正极，但的活动性比 强。
【核心知识讲解】
原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 (外电路) 由负极沿导线流向正极
离子流向 (内电路) 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；盐桥(含饱和溶液)中离子流向：移向正极， 移向负极
电池反应 (离子方程式)
两类装置的不 同点 装置甲(单液原电池)还原剂与氧化剂 直接接触，化学能既转化为电能，又转化为热能，能量转化率低,电流、电压均不稳定，造成能量损耗
装置乙(双液原电池)还原剂与氧化剂 不直接接触，化学能仅转化为电能，避免能量损耗，故电流、电压稳定，持续时间长
续表
［注意］ 盐桥原电池中半电池的构成条件：金属电极插入和其对应
的盐溶液。一般不能替换成其他阳离子盐溶液，否则可能影响效果。
盐桥中装有含饱和的或 等溶液的琼脂。
【知识迁移应用】
例1 ［2024·河北保定高二月考］ 分析如图所示的四个原电池装置，
其中结论正确的是( )
A.①②中作负极，③④中 作负极
B.②中作负极，电极反应式为
C.③中作负极，电极反应式为
D.④中作正极，电极反应式为
√
[解析] ①中作负极，②中作负极，③中作负极，④中 作负
极，A项错误；
②中与溶液不反应，与 溶液反应，则作负极，作
正极，B项错误;
③中遇浓硝酸发生钝化， 作负极，电极反应式为
，实质是 与浓硝酸的反应，C项正确；
④中作负极，作正极，氧气在正极得电子生成 ，
本质是铁的腐蚀,D项错误。
例2 ［2024·河北石家庄一中高二月考］ 在如图所示装置中，观察
到图甲装置铜电极上产生大量无色气泡，而图乙装置中铜电极上无
气泡产生，铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是
( )
A.图甲装置中电极上电极反应式是
B.图乙装置中电极上电极反应式为
C.图乙装置中 电极上电极反应式为
D.两个装置中，电子均由电极经导线流向 电极
√
[解析] 观察到图甲装置铜电极上产生大量无色气泡，说明图甲中铬为负极，
铜为正极，正极上析出氢气，而图乙装置中铜电极上无气泡产生，铬电极
上产生大量有色气泡，说明铜被氧化，应为负极，正极上应是硝酸被还原
生成二氧化氮气体。
图甲为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气，电极反应式是
， A正确；
图乙装置中铜为负极，铬电极为正极，负极电极反应式为 ，
B正确；
图乙装置中铬电极为正极，正极上硝酸被还原生成二氧化氮气体，电极反应
式为，C正确；
图甲中，电子由 经导线流向，图乙中电子由经导线流向 ，D不正确。
［归纳提升］
判断原电池正、
负极的方法
学习任务二 原电池的设计
【课前自主预习】
从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实
际设计时应注意以下几点：
1.外电路
负极(________较强的物质) 正极(________较强的物质)。
还原性
氧化性
3.闭合回路
负极
正极
2.内电路
将两电极浸入____________中，阴、阳离子作__________。
电解质溶液
定向运动
［问题思考］
(1) 可自发进行，能否设计成原电池反应？
提示： 不能设计成原电池反应，因原电
池反应为氧化还原反应。
(2)稀硫酸原电池中，正极“半电池”可设计为 稀硫酸，
负极“半电池”可设计为 溶液，这一说法是否正确？
提示：正确。
【核心知识讲解】
设计原电池
实例：根据 设计电池。
【知识迁移应用】
例3 根据原电池原理将反应 设计为原电池，下
列组合正确的是( )
选项 正极材料 负极材料 电解质溶液
A C 溶液
B C 溶液
C 溶液
D 溶液
√
[解析] 与硫酸亚铁不反应，不能构成原电池，A错误；
为负极，电解质溶液为 溶液，C为正极，可发生反应
，B正确；
比活泼，构成原电池时 为负极，则与溶液反应，
C错误；
与硫酸溶液反应生成硫酸亚铁和氢气，不能发生反应
，D错误。
例4 某研究性学习小组为证明 为可逆反应
(即反应存在一定的限度)，设计如下两种实验方案。
实验用品：溶液、溶液、
(密度比水大)、溶液、 溶液、试管、烧杯、胶
头滴管、导线、石墨棒、电流表、盐桥等。
按要求回答下列问题。
(1)方案甲：
取溶液，滴加的 溶液，
再继续加入 ，充分振荡，静置、分层，再取上层清液，滴
加 溶液。该方案中能证明该反应为可逆反应的现象是________
___________________________________________________________。
下层层溶液呈紫红色，上层清液中滴加溶液后，溶液呈红色
[解析] 方案甲的实验目的就是证明和发生反应，且 过量时
仍有的存在，证明反应为可逆反应，故实验现象为下层层
溶液呈紫红色，上层清液中滴加 溶液后，溶液呈红色。
(2)方案乙：
利用和 发生的氧化还原反应设计原电池装置，画出装置示意
图(部分已画出，按要求补充完整，标出电解质溶液)。
[答案]
[解析] 根据电子移动方向可知，甲池为负极池，乙池为正极池，则
两电极均为石墨棒，甲池中盛有 溶液，乙池中盛有
溶液。
［归纳总结］
(1)活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和
溶液组成的原电池，作负极，作正极。原电池的正极和负
极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，但负极一定发生
氧化反应。
(2)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线
(即电子不下水，离子不上岸)。
(3)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。
(4)原电池原理的应用
①加快氧化还原反应速率
在锌与稀硫酸反应时加入少量溶液，与 发生置换反应
生成，从而形成微小原电池，加快产生 的速率。
②比较金属的活动性强弱
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置( )
√
(2)太阳能电池在航天器中应用广泛,它不属于原电池( )
√
(3)不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置可以实现 ( )
×
[解析] 原电池基于自发进行的氧化还原反应。
(4)碳棒不能用来作原电池的电极 ( )
×
(5) 是放热反应,可设计成原电池( )
×
[解析] 该反应不是氧化还原反应,不能设计成原电池。
(6)反应 能以原电池的形式来实现( )
√
2.利用如图所示装置可观察到与铜导线
连接的电流表指针明显偏转，烧杯 中裸
露线头周边溶液蓝色逐渐加深。下列说
法错误的是( )
A.烧杯 中导线与硫酸铜浓溶液构成负极区，发生氧化反应
B.若向烧杯中滴加几滴稀溶液，降低溶液中 浓度，则有
利于电极反应进行
C.当两侧溶液中 浓度相等时，电流表指针停止偏转
D.盐桥中的阴离子向烧杯 移动
√
[解析] 烧杯 中裸露线头周边溶液蓝色逐渐加深，说明 浓度增大，发生
反应，烧杯 中导线与硫酸铜稀溶液构成负极区，烧杯 中
导线与硫酸铜浓溶液构成正极区，发生还原反应，故A错误；
若向烧杯 中滴加几滴稀溶液，与硫酸铜反应生成沉淀， 浓
度减小，两极电势差变大，有利于负极反应 进行，故B正确；
当两侧溶液中 浓度相等时，不存在浓度差，
没有电流产生，电流表指针停止偏转，故C正确；
盐桥中的阴离子向负极移动，烧杯 为负极区，
故D正确。
3.［2024·河北唐山高二期中］高铁电池的总反应为
。高铁电
池的模拟实验装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A.该电池放电时正极的电极反应式为
B.被氧化，转移 电子
C.放电过程中负极附近溶液的 减小
D.盐桥中盛有饱和 溶液，此盐桥中氯离子向右移动
√
[解析] 由高铁电池的总反应为
可知，正极区得到电子生成 ，根据得失电
子守恒和电荷守恒配平电极反应式为
，A正确；
正极区得到电子生成，被还原，B错误；
为负极，发生失去电子的氧化反应，则负极反应式为
，反应过程中浓度减小， 减小，
C正确；
C为正极，为负极，盐桥中盛有饱和 溶液，此盐桥中氯离子向负极移
动，D正确。
1.把、、、 四片金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组
成多种原电池。若、相连时，为负极；、相连时， 为负极；
、相连时，为正极；、相连时， 为正极。则这四种金属的活
动性顺序由强到弱为( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 若、相连时，为负极，金属活动性；
、相连时， 为负极，金属活动性；
、相连时，为正极， 为负极，金属活动性；
、相连时，为正极，为负极，金属活动性 ；
则这四种金属的活动性顺序由强到弱为 ，B正确。
2.［2024·山东青岛二中高二月考］根据下图判断，下列说法正确的
是( )
A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是
B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是
C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D.放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的 均增大
√
[解析] 图中装置Ⅰ、Ⅱ都是原电池装置，装置Ⅰ中，为负极， 为正极；
装置Ⅱ中，为负极，为正极。
装置Ⅰ中， 为负极，发生氧化反应，装置Ⅱ中， 为负
极，发生氧化反应，A错误。
装置Ⅰ中， 为正极，发生还原反应，生成 ，
左侧烧杯中溶液碱性增强、增大；装置Ⅱ中，为正极，发生还原反应
，消耗，右侧烧杯中溶液酸性减弱、 增大，
B错误，D正确。
原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，装置Ⅰ中，为
负极，为正极，盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动，装置Ⅱ中， 为负极，
为正极，盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，C错误。
A.负极反应为
B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量
白色沉淀生成
C.若用 溶液代替盐酸，则电池总
反应不变
D.当电路中转移 时，交换膜左侧溶液中减少 离子
3.某原电池装置如图所示，电池总反应为 。下列
说法错误的是( )
√
[解析] 根据电池总反应为 可知，单质银失电子作负极，
氯气在正极上得电子生成氯离子，以此解题。
由分析可知，负极反应为 ，A项正确；
左侧溶液中几乎无银离子，从左向右移动
的阳离子是 ，则放电时，在交换膜右侧
不会生成大量白色沉淀，B项错误；
该原电池中氢离子不参与反应，则用 溶液
代替盐酸，电池总反应不变，C项正确；
当电路中转移 时，交换膜左
侧消耗 ，同时有
通过交换膜进入右侧，左侧溶液中共减少
离子，D项正确。
4.为了探究原电池的电极名称不仅与电极材料有关，还与电解质溶液
有关，某学生进行了如下实验。
编号 电极材料 电解质溶液 电子流向
① (浓)
②
③
④ (浓)
根据以上表格内容回答：
(1)实验①中 作______(填“正极”或“负极”)，发生__________
(填“氧化反应”或“还原反应”)。实验③中 作______(填“正极”或
“负极”)，总反应的离子方程式为
____________________________________________。
负极
氧化反应
正极
编号 电极材料 电解质溶液 电子流向
① (浓)
③
[解析] 实验①中在浓硝酸中发生钝化， 作负极，发生氧化反应；
而实验③中和溶液不反应，和溶液反应，即 作负
极， 作正极，总反应的离子方程式为
。
编号 电极材料 电解质溶液 电子流向
① (浓)
③
(2)实验②中 电极上的电极反应式为__________________。
[解析] 实验②中和分别作负极和正极，正极为 得电子被还原
生成，即电极反应式为 。
编号 电极材料 电解质溶液 电子流向
②
(3)实验④中正极的电极反应式为______________________________。
[解析] 常温下遇到浓硝酸发生钝化，即作负极， 作正极，
在酸性条件下得电子被还原生成 ，电极反应式为
。
编号 电极材料 电解质溶液 电子流向
④ (浓)
5.已知可逆反应： 。
(Ⅰ)如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。
(Ⅱ)若向B中滴加的 溶液，发
现电流表指针与(Ⅰ)中的偏转方向相反。
(1)两次操作中电流表指针为什么会发
生偏转？
______________________________________________________。
两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转
试回答下列问题：
(2)两次操作过程中电流表指针偏转方
向为什么相反？
________________________________
________________________________。
两次操作中，电极相反，电子流向相反，因此电流表指针的偏转方向相反
(3)操作(Ⅰ)中， 棒上的反应为_______________。
(4)操作(Ⅱ)中， 棒上的反应为________________________________
____。
[解析] (Ⅰ)向B中滴入浓盐酸，溶液中 增大，题给可逆反应平衡
正向移动，失去电子变为， 棒上产生电子，并沿外电路流向
棒，得电子变为 。
(Ⅱ)向B中滴加的溶液，将
中和，溶液中 减小，题给
可逆反应平衡逆向移动，电子在棒上
产生，并沿外电路流向棒，
得电子变为，变为 。
练习册
学习任务一 原电池的工作原理
1.［2024·河北沧州高二期中］锌铜原电池工作装置如图所示，下列
叙述不正确的是( )
A.负极电极反应为
B.电池总反应为
C.盐桥中的移向 溶液
D.在外电路中，电子从极沿导线流向 极
√
[解析] 比活泼， 作负极，负极发生氧化反应：
，A项正确；
作正极，电极上发生还原反应：，电池总反应为
，B项正确；
盐桥有保持溶液电中性的作用，
左池阳离子增多，盐桥中的 移向
溶液，C项错误；
失去电子，电子由极经导线
流向 极，D项正确。
2.图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( )
A.甲中电池总反应的离子方程式为
B.反应 能够发生
C.盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D.乙中有电子通过外电路时，正极有 析出
√
[解析] 由甲可知的活动性强于，由乙可知的活动性
强于 ，即的活动性强于，故不能置换出 ，
B项错误。
3.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A.电池工作时，盐桥中的 向负极移动
B.负极反应式：
C.工作一段时间后，两烧杯中溶液 均
不变
D. 作正极，发生氧化反应
√
[解析] 根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐
桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以 向负极移动，
故A正确；
铁作负极： ，正极反应式为
，故B错误；
左侧烧杯中基本不变，右侧烧杯中消耗，
减小， 增大，故C错误；
电池总反应式为 ，铁作负极，
发生氧化反应，故D错误。
学习任务二 原电池原理的应用
4.现有、、、四种金属，已知： ；
、用导线连接放入稀硫酸中，表面有大量气泡逸出；、
用导线连接放入的硫酸盐溶液中，电极反应为 ,
。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A. B.
C. D.
√
[解析] ，所以还原性：；
、 用导线连接放入稀硫酸中，表面有大量气泡逸出，则为正
极， 为负极，还原性：；
、用导线连接放入 的硫酸盐溶液中，电极反应为
,，则为负极， 为正极，还原性：；
所以金属的还原性： ，A正确。
5.理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学
利用反应“ ”设计了一个化学电池
(如图所示)。该电池在外电路中，电流从极流向 极。下列说法正确
的是( )
A.电极 的电极材料为铜，电极反应式为
B.电极的电极材料可以为 ，也可以是石墨或铁
C.溶液为溶液，放电时向 极移动
D.装置放电时主要将电能转化为化学能
√
[解析] 外电路中，电流从极流向极，则电极 为负极，电极材料为，
负极上 失电子生成铜离子，电极反应式为，故A正确；
电极 为正极，电极材料为不如 活泼的金属或导电的非金属，所以电极
的电极材料可以为 ，也可以是石墨，但不能是铁，故B错误；
电解质溶液为可溶性银盐，所以溶液为 溶液，
放电时向正极移动，即向电极 移动，故C错误；
该装置是原电池，是将化学能转化为电能的装置，故D错误。
6.控制合适的条件，将反应 设计成如图所示
的原电池。下列判断不正确的是( )
A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时，甲中石墨电极上 被还原
C.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态
D.电流表读数为零后，向甲中加入 固体，
乙中的石墨电极为负极
√
[解析] 由题图并结合原电池原理分析可知，得到电子变为 ，被还
原，甲中石墨电极为正极，失去电子变为 ，被氧化，乙中石墨电极为
负极，A、B项正确；
电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；
向甲中加入 固体，对于，
平衡向逆反应方向移动，此时 被氧化， 被还原，
故甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，
D项错误。
7.(12分)两种电化学装置如图所示。已知金属活泼性： 。
回答下列问题：
(1)(2分)从能量的角度分析，装置
B将______能转化为____能。
化学
电
[解析] 由图可知，装置B为原电池，可以把化学能转化为电能。
(2)①(4分)装置A工作时， 电极为______(填“正极”或“负极”)，电极
反应式为__________________。
正极
[解析] 由锰的金属性强于锌可知，电池A工作时，锰作原电池的负
极，失去电子发生氧化反应生成锰离子，锌极为正极，电极反应式
为 。
②(4分)利用装置A进行实验，发现锌片、锰片质量均减轻，说明装
置中除了发生电化学反应，还发生非电化学反应，该反应的离子方
程式为________________________。实验结束时测得电解质溶液质
量增加，电流表中通过电子，则锌溶解了____ 。
6.5
[解析] 利用装置A进行实验，发现锌片、锰片质量均减轻，说明装置中除
了发生电化学反应，还发生非电化学反应，即正极材料与稀硫酸接触反应，
该反应的离子方程式为 。
电流表中通过电子， 失电子发生电化学反应使溶液质量增加
，则发生反应
，溶液质量增加，
，
，则锌溶解了
。
(3)(2分)装置B工作时盐桥中的流向_______(填“”或“ ”)
溶液。
[解析] 装置B是原电池，在原电池中阳离子向正极移动，在装置B中
锌电极为正极，故流向 溶液。
8.已知氧化性: 。
现有如图所示的电化学装置,下列叙述中正确的是( )
A.若为,则 极的电极反应式可能是
B.若为,则可以选或
C.若为,则 极的电极反应式可能是
D.若为 ,则左侧烧杯溶液中阴离子数会减少
√
[解析] 根据装置图可知, 极是负极,失去电子发生氧化反应,极是正极,得到
电子发生还原反应。若 为,由于 极是正极,应得到电子发生还原反应,A
不正确;
若为,则的金属性需要弱于 的金属性,和的金属性均强于的金属
性,则不能选或,可以选择 或等,B不正确;
若为,由于极是负极,则的金属性要强于 ,可以选择,因此负极反应
式可能是,C正确;
若为,由于 极是负极,失去电子,发生氧化反应,盐桥中阴离子会移向左侧
烧杯溶液，因此左侧烧杯溶液中阴离子数会增加,D不正确。
9.［2024·广东十校高二联考］纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方
法和应用范围上与传统电池相比均有很大突破。如图所示为某种纸
电池的结构示意图。电解液为氯化钠溶液，总反应为
，下列有关纸电池的说法不正确的
是( )
A.镁作负极材料，发生氧化反应
B.电池工作时，化学能转化为电能
C.该电池的正极反应式为
D.当发生反应时，流经溶液的电子数为(设 为阿伏伽
德罗常数的值)
√
[解析] 该原电池的总反应为 ，镁失去电子
作负极，发生氧化反应，故A正确；
该装置为原电池，工作时将化学能转化为电能，故B正确；
该原电池的电解液为 溶液，总反应为 ，
氧气在正极得到电子生成，该电池的正极反应式为
，故C正确；
的物质的量为 ，
镁失去电子作负极，电极反应
式为，当
发生反应时，转移
电子，但电子不能流经溶液，故D错误。
10.(19分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反
应检测金属的活动性强弱，两人均使用镁片与
铝片作电极，但甲同学将电极放入 的
溶液中，乙同学将电极放入 的
溶液中，如图所示。
(1)(2分)写出甲池中负极的电极反应式：__________________。
[解析] 甲池中自发进行的氧化还原反应为，
镁易失电子作负极、 作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢
离子发生还原反应，负极反应为 。
(2)(4分)写出乙池中负极的电极材料和总反应的
离子方程式。负极材料：___(填化学式)；总反
应的离子方程式：_________________________
______________________。
[解析] 乙池中铝能与氢氧化钠溶液反应，铝失电子作负极，负极反
应为 ，镁作正极，正极发生还原反
应，总反应的离子方程式为
。
(3)(5分)甲池溶液中阳离子移向______(填“铝片”或“镁片”)。乙池外
电路中电子的流动方向是______________。甲池中产生气泡的电极
是______；乙池外电路中电流的方向是______________。
铝片
铝片流向镁片
铝片
镁片流向铝片
[解析] 甲池溶液中作负极、 作正极，阳离子的移动方向是移向铝片；
乙池中 作正极、 作负极，电子从负极经外电路流向正极，外电路中
电子的流动方向是由铝片流向镁片；
甲池中 作正极，氢离子得电子生成氢气，产生气泡的电极是铝片；
外电路中，电流从正极流向负极，乙池外电路中电流的方向是由镁片流向
铝片。
(4)(4分)若甲同学与乙同学均认为“构成原电池
的电极材料如果都是金属，则负极材料的金属
应比正极材料的金属活泼”，则甲会判断出____
金属活动性更强，而乙会判断出___金属活动性
更强。(填化学式)
[解析] 甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活动性强
判断，则甲会判断出活动性更强，而乙会判断出 活动性更强。
(5)(2分)由此实验，可得到如下哪些正确结论？
_____(填字母)。
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已过时，已没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件的影响较大，因此应
具体问题具体分析
AD
[解析] 根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，
A正确；
镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，B错误；
该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序
没有实用价值，C错误；
该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，
电极材料相同、反应条件不同，导致其产物不同，
因此应具体问题具体分析，D正确。
(6)(2分)丙同学依据甲、乙同学的思路，设计如
下实验：
将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，
一组插入稀 溶液中，分别形成了原电池，
在这两个原电池中，负极分别为___(填字母)。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片 D.铜片、铜片
[解析] 将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，铝片发生钝化，
铜片作负极；二者插入稀 溶液中，铝失电子，作负极。
B
快速核答案
新课探究
学习任务一 原电池的工作原理
【课前自主预习】
2.负 电解质 闭合 氧化还原
［问题思考］
（1）提示：盐桥一般装有含饱和溶液的琼脂。移向负极区，
移向正极区，使两个半电池形成闭合回路（通路），使氧化还原
反应持续进行，原电池得以不断地产生电流。所以，盐桥的作用：
①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电
流。 （2）提示：不一定。例如，、用导线连接放到溶
液中形成的原电池，作负极，作正极，但的活动性比强。
【知识迁移应用】
例1 C 例2 D
学习任务二 原电池的设计
【课前自主预习】
1.还原性 氧化性 2.电解质溶液 定向运动 3.负极 正极
［问题思考］
（1）提示：不能设计成原电池反应，因
原电池反应为氧化还原反应。 （2）提示：正确。
【知识迁移应用】
例3 B 例4（1）下层层溶液呈紫红色，上层清液中滴加
溶液后，溶液呈红色
（2）
课堂评价
1.（1）√ （2）√ （3）× （4）× （5）× （6）√
2.A 3.B
练习册
1.C 2.B 3.A 4.A 5.A 6.D
7.（1）化学 电 （2）①正极
② 6.5 （3）
8.C 9.D
10.（1） （2）
（3）铝片 铝片流向
镁片 铝片 镁片流向铝片 （4） （5）AD （6）B第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
1.C [解析] Zn比Cu活泼,Zn作负极,负极发生氧化反应:Zn-2e-Zn2+,A项正确;Cu作正极,电极上发生还原反应:Cu2++2e-Cu,电池总反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu,B项正确;盐桥有保持溶液电中性的作用,左池阳离子增多,盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液,C项错误;Zn失去电子,电子由Zn极经导线流向Cu极,D项正确。
2.B [解析] 由甲可知Cd的活动性强于Co,由乙可知Co的活动性强于Ag,即Cd的活动性强于Ag,故Ag不能置换出Cd,B项错误。
3.A [解析] 根据原电池工作原理,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷,所以Cl-向负极移动,故A正确;铁作负极:Fe-2e-Fe2+,正极反应式为2H++2e-H2↑,故B错误;左侧烧杯中pH基本不变,右侧烧杯中消耗H+,c(H+)减小,pH增大,故C错误;电池总反应式为Fe+2H+
Fe2++H2↑,铁作负极,发生氧化反应,故D错误。
4.A [解析] ①M+N2+N+M2+,所以还原性:M>N;②M、P用导线连接放入稀硫酸中,M表面有大量气泡逸出,则M为正极,P为负极,还原性:P>M;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-E,N-2e-N2+,则N为负极,E为正极,还原性:N>E;所以金属的还原性:P>M>N>E,A正确。
5.A [解析] 外电路中,电流从a极流向b极,则电极b为负极,电极材料为Cu,负极上Cu失电子生成铜离子,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,故A正确;电极a为正极,电极材料为不如Cu活泼的金属或导电的非金属,所以电极a的电极材料可以为Ag,也可以是石墨,但不能是铁,故B错误;电解质溶液为可溶性银盐,所以c溶液为AgNO3溶液,放电时Ag+向正极移动,即向电极a移动,故C错误;该装置是原电池,是将化学能转化为电能的装置,故D错误。
6.D [解析] 由题图并结合原电池原理分析可知,Fe3+得到电子变为Fe2+,被还原,甲中石墨电极为正极,I-失去电子变为I2,被氧化,乙中石墨电极为负极,A、B项正确;电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态,C项正确;向甲中加入FeCl2固体,对于2Fe3++2I-2Fe2++I2,平衡向逆反应方向移动,此时Fe2+被氧化,I2被还原,故甲中石墨电极为负极,乙中石墨电极为正极,D项错误。
7.(1)化学 电
(2)①正极 2H++2e-H2↑ ②Zn+2H+Zn2++H2↑ 6.5
(3)ZnSO4
[解析] (1)由图可知,装置B为原电池,可以把化学能转化为电能。
(2)①由锰的金属性强于锌可知,电池A工作时,锰作原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成锰离子,锌极为正极,电极反应式为2H++2e-H2↑。②利用装置A进行实验,发现锌片、锰片质量均减轻,说明装置中除了发生电化学反应,还发生非电化学反应,即正极材料与稀硫酸接触反应,该反应的离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑。电流表中通过1 mol电子,Mn失电子发生电化学反应使溶液质量增加55 g·mol-1×0.5 mol-2 g·mol-1×0.5 mol=26.5 g,则发生反应Zn+2H+Zn2++H2↑,溶液质量增加32.8 g-26.5 g=6.3 g,65 g·mol-1×n(Zn)-2 g·mol-1×n(H2)=6.3 g,n(Zn)=n(H2)=0.1 mol,则锌溶解了0.1 mol×65 g·mol-1=6.5 g。
(3)装置B是原电池,在原电池中阳离子向正极移动,在装置B中锌电极为正极,故K+流向ZnSO4溶液。
8.C [解析] 根据装置图可知,X极是负极,失去电子发生氧化反应,Y极是正极,得到电子发生还原反应。若X为Ti,由于Y极是正极,应得到电子发生还原反应,A不正确;若X为Cr,则Y的金属性需要弱于Cr的金属性,Zn和Ti的金属性均强于Cr的金属性,则Y不能选Zn或Ti,可以选择Cu或Pb等,B不正确;若Y为Cu,由于X极是负极,则X的金属性要强于Cu,可以选择Cr,因此负极反应式可能是Cr-3e-Cr3+,C正确;若Y为Pb,由于X极是负极,失去电子,发生氧化反应,盐桥中阴离子会移向左侧烧杯溶液,因此左侧烧杯溶液中阴离子数会增加,D不正确。
9.D [解析] 该原电池的总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2,镁失去电子作负极,发生氧化反应,故A正确;该装置为原电池,工作时将化学能转化为电能,故B正确;该原电池的电解液为NaCl溶液,总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2,氧气在正极得到电子生成OH-,该电池的正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,故C正确;2.4 g Mg的物质的量为=0.1 mol,镁失去电子作负极,电极反应式为Mg-2e-Mg2+,当0.1 mol Mg发生反应时,转移0.2 mol电子,但电子不能流经溶液,故D错误。
10.(1)Mg-2e-Mg2+
(2)Al 2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)铝片 铝片流向镁片 铝片 镁片流向铝片
(4)Mg Al (5)AD (6)B
[解析] 原电池中首先考虑自发进行的氧化还原反应,再分析两极反应:负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应。
(1)甲池中自发进行的氧化还原反应为2H++MgMg2++H2↑,镁易失电子作负极、Al作正极,负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应,负极反应为Mg-2e-Mg2+。
(2)乙池中铝能与氢氧化钠溶液反应,铝失电子作负极,负极反应为Al+4OH--3e-[Al(OH)4]-,镁作正极,正极发生还原反应,总反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(3)甲池溶液中Mg作负极、Al作正极,阳离子的移动方向是移向铝片;乙池中Mg作正极、Al作负极,电子从负极经外电路流向正极,外电路中电子的流动方向是由铝片流向镁片;甲池中Al作正极,氢离子得电子生成氢气,产生气泡的电极是铝片;外电路中,电流从正极流向负极,乙池外电路中电流的方向是由镁片流向铝片。
(4)甲中镁作负极、乙中铝作负极,根据作负极的金属活动性强判断,则甲会判断出Mg活动性更强,而乙会判断出Al活动性更强。
(5)根据甲、乙中电极反应式知,原电池正负极与电解质溶液有关,A正确;镁的金属性大于铝,但失电子难易程度与电解质溶液有关,B错误;该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极,不能说明金属活动性顺序没有实用价值,C错误;该实验说明化学研究对象复杂,反应与条件有关,电极材料相同、反应条件不同,导致其产物不同,因此应具体问题具体分析,D正确。
(6)将铝片和铜片用导线相连,插入浓硝酸中,铝片发生钝化,铜片作负极;二者插入稀NaOH溶液中,铝失电子,作负极。第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
◆ 学习任务一 原电池的工作原理
【课前自主预习】
1.装置及工作原理(以锌铜原电池为例)
2.构成条件
[问题思考]
(1)盐桥在原电池装置中的作用是什么
(2)在原电池中,负极材料的活动性一定比正极材料强吗
【核心知识讲解】
原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)
电极名称 负极 正极
电极材料 Zn Cu
电极反应 Zn-2e-Zn2+ Cu2++2e-Cu
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 (外电路) 由负极沿导线流向正极
离子流向 (内电路) 阴离子向负极移动,阳离子向正极移动;盐桥(含饱和KCl溶液)中离子流向:K+移向正极,Cl-移向负极
电池反应 (离子方程式) Zn+Cu2+Zn2++Cu
两类装置 的不同点 装置甲(单液原电池):还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,化学能既转化为电能,又转化为热能,能量转化率低,电流、电压均不稳定,造成能量损耗
装置乙(双液原电池):还原剂Zn与氧化剂Cu2+不直接接触,化学能仅转化为电能,避免能量损耗,故电流、电压稳定,持续时间长
[注意] 盐桥原电池中半电池的构成条件:金属电极插入和其对应的盐溶液。一般不能替换成其他阳离子盐溶液,否则可能影响效果。盐桥中装有含饱和的KCl或KNO3等溶液的琼脂。
【知识迁移应用】
例1 [2024·河北保定高二月考] 分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是 ( )
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作负极,电极反应式为Mg-2e-+2OH-Mg(OH)2 ↓
C.③中Cu作负极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+
D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-H2↑
例2 [2024·河北石家庄一中高二月考] 在如图所示装置中,观察到图甲装置铜电极上产生大量无色气泡,而图乙装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是 ( )
A.图甲装置中Cu 电极上电极反应式是2H++2e-H2↑
B.图乙装置中 Cu 电极上电极反应式为Cu-2e-Cu2+
C.图乙装置中 Cr电极上电极反应式为N+e-+2H+NO2↑+H2O
D.两个装置中,电子均由Cr电极经导线流向Cu电极
[归纳提升] 判断原电池正、负极的方法
◆ 学习任务二 原电池的设计
【课前自主预习】
从理论上讲,能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池,实际设计时应注意以下几点:
1.外电路
负极( 较强的物质)正极( 较强的物质)。
2.内电路
将两电极浸入 中,阴、阳离子作 。
3.闭合回路
[问题思考]
(1)NaOH+HClNaCl+H2O可自发进行,能否设计成原电池反应
(2)Zn-Cu-稀硫酸原电池中,正极“半电池”可设计为Cu-稀硫酸,负极“半电池”可设计为Zn-ZnSO4溶液,这一说法是否正确
【核心知识讲解】
设计原电池
实例:根据Cu+2Ag+Cu2++2Ag设计电池。
【知识迁移应用】
例3 根据原电池原理将反应2Fe3++Fe3Fe2+设计为原电池,下列组合正确的是 ( )
选项 正极材料 负极材料 电解质溶液
A Fe C FeSO4溶液
B C Fe Fe2(SO4)3溶液
C Mg Fe Fe2(SO4)3溶液
D Ag Fe H2SO4溶液
例4 某研究性学习小组为证明2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应(即反应存在一定的限度),设计如下两种实验方案。
实验用品:0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、CCl4(密度比水大)、KSCN溶液、1 mol·L-1 FeCl2溶液、试管、烧杯、胶头滴管、导线、石墨棒、电流表、盐桥等。
按要求回答下列问题。
(1)方案甲:
取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,滴加2 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液,再继续加入2 mL CCl4,充分振荡,静置、分层,再取上层清液,滴加KSCN溶液。该方案中能证明该反应为可逆反应的现象是 。
(2)方案乙:
利用Fe3+和I-发生的氧化还原反应设计原电池装置,画出装置示意图(部分已画出,按要求补充完整,标出电解质溶液)。
[归纳总结]
(1)活泼性强的金属不一定作负极,对于某些原电池,如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池,Al作负极,Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,但负极一定发生氧化反应。
(2)电子不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水,离子不上岸)。
(3)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。
(4)原电池原理的应用
①加快氧化还原反应速率
在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液,CuSO4与Zn发生置换反应生成Cu,从而形成Zn-Cu微小原电池,加快产生H2的速率。
②比较金属的活动性强弱
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置 ( )
(2)太阳能电池在航天器中应用广泛,它不属于原电池 ( )
(3)不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池装置可以实现 ( )
(4)碳棒不能用来作原电池的电极 ( )
(5)CaO+H2OCa(OH)2是放热反应,可设计成原电池 ( )
(6)反应Cu+2Ag+2Ag+Cu2+能以原电池的形式来实现 ( )
2.利用如图所示装置可观察到与铜导线连接的电流表指针明显偏转,烧杯a中裸露线头周边溶液蓝色逐渐加深。下列说法错误的是 ( )
A.烧杯b中导线与硫酸铜浓溶液构成负极区,发生氧化反应
B.若向烧杯a中滴加几滴稀NaOH溶液,降低溶液中Cu2+浓度,则有利于电极反应进行
C.当两侧溶液中Cu2+浓度相等时,电流表指针停止偏转
D.盐桥中的阴离子向烧杯a移动
3.[2024·河北唐山高二期中] 高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+
2Fe(OH)3+4KOH。高铁电池的模拟实验装置如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.该电池放电时正极的电极反应式为Fe+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-
B.1 mol K2FeO4被氧化,转移3 mol电子
C.放电过程中负极附近溶液的pH减小
D.盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向右移动第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理(时间:40分钟 总分:55分)
(选择题每题3分,共24分)
◆ 学习任务一 原电池的工作原理
1.[2024·河北沧州高二期中] 锌铜原电池工作装置如图所示,下列叙述不正确的是 ( )
A.负极电极反应为Zn-2e-Zn2+
B.电池总反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu
C.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
D.在外电路中,电子从Zn极沿导线流向Cu极
2.图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是 ( )
A.甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq)
B.反应2Ag(s)+Cd2+(aq)Cd(s)+2Ag+(aq)能够发生
C.盐桥的作用是形成闭合回路,并使两边溶液保持电中性
D.乙中有1 mol电子通过外电路时,正极有108 g Ag析出
3.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是 ( )
A.电池工作时,盐桥中的Cl-向负极移动
B.负极反应式:2H++2e-H2↑
C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
D.Fe作正极,发生氧化反应
◆ 学习任务二 原电池原理的应用
4.现有M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+N+M2+;②M、P用导线连接放入稀硫酸中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-E,N-2e-N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A.P>M>N>E B.E>N>M>P
C.P>N>M>E D.E>P>M>N
5.理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“Cu+2Ag+2Ag+Cu2+”设计了一个化学电池(如图所示)。该电池在外电路中,电流从a极流向b极。下列说法正确的是 ( )
A.电极b的电极材料为铜,电极反应式为Cu-2e-Cu2+
B.电极a的电极材料可以为Ag,也可以是石墨或铁
C.c溶液为AgNO3溶液,放电时Ag+向b极移动
D.装置放电时主要将电能转化为化学能
6.控制合适的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是 ( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流表读数为零后,向甲中加入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
7.(12分)两种电化学装置如图所示。
已知金属活泼性:Mn>Zn。
回答下列问题:
(1)(2分)从能量的角度分析,装置B将 能转化为 能。
(2)①(4分)装置A工作时,Zn电极为 (填“正极”或“负极”),电极反应式为 。
②(4分)利用装置A进行实验,发现锌片、锰片质量均减轻,说明装置中除了发生电化学反应,还发生非电化学反应,该反应的离子方程式为 。实验结束时测得电解质溶液质量增加32.8 g,电流表中通过1 mol电子,则锌溶解了 g。
(3)(2分)装置B工作时盐桥中的K+流向 (填“MnSO4”或“ZnSO4”)溶液。
8.已知氧化性:Au3+>Ag+>Cu2+>Pb2+>Cr3+>Zn2+>Ti2+。现有如图所示的电化学装置,下列叙述中正确的是 ( )
A.若X为Ti,则Y极的电极反应式可能是Zn-2e-Zn2+
B.若X为Cr,则Y可以选Zn或Ti
C.若Y为Cu,则X极的电极反应式可能是Cr-3e-Cr3+
D.若Y为Pb,则左侧烧杯溶液中阴离子数会减少
9.[2024·广东十校高二联考] 纸电池像纸一样轻薄柔软,在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大突破。如图所示为某种纸电池的结构示意图。电解液为氯化钠溶液,总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2,下列有关纸电池的说法不正确的是 ( )
A.镁作负极材料,发生氧化反应
B.电池工作时,化学能转化为电能
C.该电池的正极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-
D.当2.4 g Mg发生反应时,流经溶液的电子数为0.2NA(设NA为阿伏伽德罗常数的值)
10.(19分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱,两人均使用镁片与铝片作电极,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)(2分)写出甲池中负极的电极反应式: 。
(2)(4分)写出乙池中负极的电极材料和总反应的离子方程式。负极材料: (填化学式);总反应的离子方程式: 。
(3)(5分)甲池溶液中阳离子移向 (填“铝片”或“镁片”)。乙池外电路中电子的流动方向是 。甲池中产生气泡的电极是 ;乙池外电路中电流的方向是 。
(4)(4分)若甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则负极材料的金属应比正极材料的金属活泼”,则甲会判断出 金属活动性更强,而乙会判断出 金属活动性更强。(填化学式)
(5)(2分)由此实验,可得到如下哪些正确结论 (填字母)。
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已过时,已没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件的影响较大,因此应具体问题具体分析
(6)(2分)丙同学依据甲、乙同学的思路,设计如下实验:
将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入稀NaOH溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,负极分别为 (填字母)。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片
C.铝片、铝片 D.铜片、铜片
