化学能与电能复习课

＋ － Ag ＋ e ===Ag ； Cu－2e ===Cu ； (2)负极： ________________ 正极： ________________
－
2＋
Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2 总反应式：____________________________________ 。
解析：(1)铁作负极。失 2e－变成 Fe2＋，H＋得 e－变成 H2； (2)Cu 失 2e－变成 Cu2＋，Ag＋得 e－变成 Ag。
4. 在如图所示的装置中，金属 a 的金属活动性比氢要 强，b 为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( ) A. 碳棒上有气体放出，溶液 pH 变大 B. a 是正极，b 是负极 C. 导线中有电子流动，电子从 a 极到 b 极 D. a 极上发生了氧化反应 答案：B
解析：装置(原电池)中，a 是负极，b 是正极；由于金属 a 的活动性比氢强，a 可与稀 H2SO4 发生氧化还原反应，金 属 a 溶解发生氧化反应，b 上有气泡(H2)产生。
例 1. 下列叙述不正确的是 ( ) A. 根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源 B. 电能是现代社会中应用最广泛、 使用最方便、 污染最 小的一种二次能源 C. 火电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D. 在火电过程中， 化学能转化为热能的过程中实际上是 氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 答案：C
电解质溶液
CuCl2
CuSO4
FeCl2
(
2． (2010· 河北正定中学第二学期考试)下列说法正确的是 ) A. 原电池是把电能转化为化学能的装置 B. 原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C. 原电池两极均发生氧化还原反应 D. 原电池中的阳离子向正极移动
答案：D
解析：原电池中氧化反应和还原反应分别在负极、正极 上进行，其中负极材料失电子，电子通过导线流向正极。溶 液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
(2010· 广东高考)铜锌原电池工作时， )
A. B. C. D.
正极反应为：Zn－2e－ ===Zn2＋ ＋ ＋ 电池反应为：Zn＋Cu2 ===Zn2 ＋Cu 在外电路中，电子从负极流向正极 盐桥中的 K＋移向 ZnSO4 溶液
[解析] Zn 是负极， 故 A 错； 电池总反应和没有形成原 电池的氧化还原反应相同，故 B 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 正确；在溶 液中，阳离子向正极移动，故 D 错误。
提供某离子 在正极反应
例3.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
A
Cu
Cu
Zn
Cu
A
H2SO4
B
酒精 A Cu Zn Cu
A
Zn
C
H2SO4
D
H2SO4 H2SO4
变式 3.下图各装置中，溶液均为稀硫酸，不能构成原电 池的是 ( )
答案：D
解析：D 项不能形成闭合回路，不能构成原电池。
跟踪训练 4 有 A、 B、 C、 D 四块金属片，进行如下实验： ① A、 B 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，A 极为 负极； ② C、 D 用导线相连后， 同时浸入稀 H2SO4 溶液中， 电流由 D→ 导线→ C； ③ A、 C 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中， C 极产生大量 气泡； ④ B、 D 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中， D 极发生氧化 反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是 ( ) A． A>B>C>D B． A>C>D>B C． C>A>B>D D． B>D>C>A
2．关于下图所示的装置的叙述中正确的是( A．铜是正极 B．溶液中的 Fe3＋向铜棒移动 C．电子从铜片经导线流向碳棒 D．碳棒上有红色铜生成
)
答案：C
解析： 电池中发生反应的化学反应方程式为 2Fe3 ＋ ＋ Cu===2Fe2＋＋Cu2＋， 在此反应中铜失电子， 作原电池的负极， 电子从铜片经导线流向碳棒，在碳棒上溶液中的 Fe3＋得到电 子生成 Fe2＋，碳棒作正极，溶液中的阳离子向正极移动，即 Fe3＋向碳棒移动。
Cu
发生得电子的还原反应
Zn - 2e- = Zn2+
H2SO4
2H+ + 2e- = H2↑
负极
e-
外电路
正极
阴离子 溶液中 阳离子
内电路
例 2 根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如图 所示原电池，下列说法错误的是( ) A. X 可以是银或石墨 B. Y 是硫酸铜溶液 C. 电子从铜电极经外电路流向 X 电极 D. X 极上的电极反应式为：Ag＋＋e－ ===Ag
变式4.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属 与锌 组成原电池时，锌为负极，此金属是( B ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
注意： 在判断原电池正负极时，不要只根据金属活泼 性的相对强弱， 有时还和电解质溶液有关， 如 MgAl 和 NaOH 溶液构成的原电池中，由于 Mg 不与 NaOH 溶液反应，虽金 属性 Mg>Al，但在该条件下却是 Al 作负极。因此要根据具 体情况来判断正负极。
跟踪训练 3. 如图所示的装置中，属于原电池的是(
)
答案：B
解析： 本题中 A 不属于原电池， 因为两个电极材料相同； C 中无水酒精为非电解质； D 中有外加电源， 不属于原电池。
4.原电池正负极的判断方法
(1)根据组成原电池的两极材料判断： 负极:活泼性较强的金属 正极:活泼性较弱的金属或能导电的非金属 (2)根据电流方向或电子流动方向判断： 外 电流是由正极流向负极 电 路 电子流动方向是由负极流向正极 (3)根据原电池两极发生的变化来判断： 负极：失电子，发生氧化反应 正极：得电子，发生还原反应 (4)根据电极反应现象： 负极：不断溶解，质量减少（传统原电池） （一般做导体） 正极：有气体产生或质量增加或不变
（5） 3．根据原电池里电解质溶液中离子的移动方向
在原电池的电解质溶液中，阳离子移向的极是正极，阴 离子移向的极为负极。 外电路 e负极 正极 4． 根据原电池两极发生的变化判断 原电池的负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子 阴离子 溶液中 阳离子 的还原反应。 内电路 5．根据现象判断
例4.把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，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，b上有 大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强 到弱的为( B ) A．a > b > c > d B． a > c > d > b C．c > a > b .> d D ．b > d > c > a
解析：风能是直接从自然界中取得的能源，属于一次能 源，原电池提供的电能是由化学能转化而得到的，不是直接 获得的，属于二次能源，A 正确，D 错误；随着时代的发展， 化石能源逐渐枯竭， 所以新能源时代污染小的核能、 太阳能、 氢能将成为主要能源，B、C 正确。
铜锌原电池的工作原理
Zn
发生失电子的氧化反应
[答案] BC
跟踪训练 2．一个由锌片和石墨棒作为电极的原电池，电极 反应分别是：锌片：2Zn＋ 4OH－ － 4e－ ===2ZnO＋ 2H2O － － 石墨：2H2O＋ O2＋4e ===4OH 下列说法不 正确的是( ) ． A. B. C. D. 电子从石墨经外电路流向锌片 锌片是负极，石墨是正极 电极总反应为：2Zn＋ O2===2ZnO 该原电池工作一段时间后石墨附近溶液的 pH 增大
5．写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程 式。
＋ (1)负极： _____________ 正极： ____________________ Fe －2e－===Fe2； 2H＋＋2e－===H2↑ ；
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 总反应式：_________________________________ 。
用双线桥法分析之。
负极：Zn - 2e- = Zn2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
6.原电池原理的应用
(1)比较金属活泼性: 负极:活泼性较强 原电池原理的应用 正极: 活泼性较弱 1．比较金属的活动性强弱 (2)加快氧化还原反应速度:
原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金 因为形成原电池后，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液 属为正极。例如有两种金属 X 和 Y，用导线连接后插入到稀 中的粒子在运动时相互间的干扰减小，化学反应加快。 硫酸中，根据实验现象，判断出正负极，则负极金属的活动 如实验室用Zn与稀硫酸反应制H2时 性要强于正极。 a.用粗 Zn代替纯Zn 2.加快氧化还原反应速率 b.向稀硫酸中滴加 CuSO 4溶液 如实验室用 Zn 和稀 H HCl)反应制 H2，常用 2SO4(或稀 解析： 粗锌，原因是粗锌中的杂质和锌、稀 H2SO4 形成原电池，加 快了锌的腐蚀，使产生 H2 的速率加快。
化学能转化为电能
复习课
一、一次能源和二次能源 1. 一次能源 直接从自然界中取得 _________________________ 的能源，如流水、风力、原 煤、石油、天然气、天然铀矿等。 2．二次能源 加工、转换 得到的能源，如电力、蒸汽等， 一次能源经___________ 电力 是应用最广泛，使用最方便、污染最小的二次 其中________ 能源。
[解析] 由电池反应 2Ag＋＋Cu===2Ag＋Cu2＋可知，铜 作负极，电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋；X 为正极，可以是 比铜不活泼的银或石墨等，电极反应为： Ag＋＋e－ ===Ag； 电解质溶液中需含有 Ag＋，故 B 说法错误。
[答案] B
变式 2（双选） 下列叙述正确的是(
答案：A
解析：由电极反应可知：锌片一极发生氧化反应，为负 极，石墨一极发生还原反应，为正极，电子在外电路中应从 负极(Zn 片)流向正极(石墨)，反应时石墨一极产生 OH－，石 墨附近溶液 c(OH－)增大，pH 增大。
3、构成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属 (或导电的非金属单质)作电 （一个正极，一个负极） 极。 电解质 溶液中(与两个电极接触) ②电极材料均插入________ 闭合 电路。 ③两极相连形成________ 自发的氧化还原反应 ④能发生__________________ 。
(3)设计原电池 如利用反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 设计原电池
Fe C 或Cu
CuSO4
练习：
4.一个原电池的总反应的离子方程式是 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电 池的组成正确的是（ C ）
A B Ag C D
正极 负极
Zn Cu
Cu Zn
Cu Zn
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Cu
H2SO4
解析：氢气不能从自然界中直接取得，是二次能源。电 能也是二次能源，且使用方便、污染最小，A、B 都正确。 燃烧 以煤为原料， 火电的能量转化过程为： (煤)化学能――→热能 蒸汽 发电机 ――→机械能 ――→ 电能。故 C 错误。
变式 1. 下列有关能源的说法错误的是( ) A. 风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一 次能源 B. 在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将 成为主要能源 C. 月球土壤中含有丰富的质量数为 3 的氦，它可作为 未来核能的重要原料 D. 原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提 供的电能是一次能源 答案：D
[答案] B
5.简单原电池电极反应及电池总反应的书写方法： (1)负极反应式：表示负极反应的式子（必是一个氧化反应）
正极反应式：表示正极反应的式子 （必是一个还原反应） (2)两个电极反应式之和即为电池总反应。
以铜锌原电池为例：
原电池的总反应的离子方程式 是：
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2
[解析] 金属与稀 H2SO4 溶液组成原电池，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＋ 在正极表面得到电子生成 H2，电子运动方向由负极→正极， 电流方向则由正极→负极。在题述原电池中，A－B 原电池， A 为负极；C－D 原电池，C 为负极；A－C 原电池，A 为负 极； B－ D 原电池， D 为负极。综上可知，金属活动性： A>C>D>B。