第二节化学能与电能

第1课时化学能转化为电能

2．原电池

_______

(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Cu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)原电池的构成条件

①具有__________的两个电极；

②能自发进行的氧化还原反应；

③电极间____________；

④电解质溶液。

(6)

知识点一 一次能源与二次能源

1．能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依

靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断下列叙述正确的是( )

A ．天然气是二次能源

B ．石油是二次能源

C ．电能是一次能源

D ．水力是一次能源

2．下列叙述不正确的是( )

A ．根据一次能源和二次能源的划分标准，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 ．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程

D ．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随 着能量的变化

知识点二 原电池的构成

3．下列装置能构成原电池的是( )

4．某原电池工作时总的反应为Zn ＋Cu 2＋===Zn 2＋

＋Cu ，该原电池的组成可能是( )

A ．Zn 为正极，Cu 为负极，CuCl 2溶液作电解质溶液

B ．Cu 为正极，Zn 为负极，稀H 2SO 4作电解质溶液

C ．Cu 为正极，Zn 为负极，CuSO 4溶液作电解质溶液

D ．Fe 为正极，Zn 为负极，ZnSO 4溶液作电解质溶液

知识点三 原电池的工作原理

5．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )

A ．2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑

B ．2H 2＋O 2=====点燃2H 2O

C ．Mg 3N 2＋6H 2O===3Mg(OH)2＋2NH 3↑

D ．CH 4＋2O 2―→CO 2＋2H 2O

6．将纯锌片和纯铜片按图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

( )

①两烧杯中铜片表面均无气泡产生

②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

③两烧杯中溶液的c (H ＋)均减小 ④产生气泡的速率甲比乙慢

⑤甲中SO 2－4向Zn 片移动，H ＋向Cu 片移动

⑥乙中电流从Cu 片流向Zn 片

⑦甲乙两烧杯中Cu 片的质量均不变

A ．①②③

B ．③⑤⑦

C ．④⑤⑥

D ．②③④⑤⑦ 知识点四 原电池原理的应用

7．一学生欲通过实验判断X 、Y 、Z 、W 四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论： 当X 、Y 组成原电池时，Y 为负极；当Z 、W 组成原电池时，W 为正极；W 能从含Y 离子的盐溶液中置换出单质Y ，据此可知它们的活泼性顺序是( )

A ．Z ＞W ＞X ＞Y

B ．X ＞Y ＞Z ＞W

C ．X ＞Y ＞W ＞Z

D ．Z ＞W ＞Y ＞X

8．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作为负极，则该金属可

能为( )

A ．铝

B ．铜

C ．锡

D ．硅

练基础落实

1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是( )

A ．发生氧化反应的为负极

B ．正极为电子流入的一极

C ．比较不活泼的金属为负极

D ．电流的方向由正极到负极

2．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )

A ．Zn ＋Ag 2O ＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag

B ．Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O

C ．Zn ＋CuSO 4===Cu ＋ZnSO 4

D ．C ＋CO 2=====高温2CO

3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技

工作者研制出以铝合金、Pt-Fe 合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( ) ①铝合金是正极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应

A ．②③

B ．②④

C ．①②

D ．①④

4．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是( )

5.

如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a 极上有大量气

泡生成，则以下叙述正确的是( )

A ．a 为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸

B ．b 为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液

C ．a 为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸

D ．b 为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 练方法技巧——原电池正、负极及电极反应的判断

6．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行： Cd(OH)2＋2Ni(OH)

2Cd ＋2NiO(OH)＋2H 2O

由此可知，该电池放电时的负极材料是( )

A ．Cd(OH)2

B ．Ni(OH)2

C ．Cd

D ．NiO(OH)

7．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、 污染少等优点，其电池反应为2Zn ＋O 2===2ZnO ，其原料为锌粉、电解液和空气。则下 列叙述正确的是( )

A ．锌为正极，空气进入负极

B ．负极反应为Zn －2e －===Z n 2＋

C ．正极发生氧化反应

练综合拓展8．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，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 H 2SO 4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L

－1

的NaOH 溶液中，如下图所示。

(1)写出甲池中正极的电极反应式：

正极：____________________________________________________________。

(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：

负极：________________________________________________________________。 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，可得到如下哪些正确结论？( )

A ．利用原电池反应判断金属活动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顺序表已过时，已没有实用价值

D ．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析

(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种 做法________(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实 验方案_________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (如可靠，此空可不填)。

充电 放电

第二节化学能与电能

第1课时化学能转化为电能

基础落实

对点训练

1．D

2．C [火力发电的能量转化：化学能→热能→机械能→电能。]

3．B [原电池的构成条件：①两个活泼性不同的电极，②插入电解质溶液，③形成闭合回路。]

4．C [Zn失电子则Zn应为负极；Cu2＋得电子则Cu2＋为电解质溶液中的阳离子。]

5．C [可设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应。]

6．B

7．D [X、Y组成原电池Y为负极，则活泼性：Y＞X；Z、W组成原电池，W为正极，则活泼性：Z＞W，W能从含Y离子的溶液中置换出Y单质，则活泼性：W＞Y，综上，则活泼性顺序为Z＞W＞Y＞X。]

8．C [该金属在金属活动顺序表中应在氢前锌后，故选C。]

课后作业

1．C [原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。]

2．D [D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。]

3．A [分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属Pt-Fe合金作正极，电解液是海水；铝合金作负极发生的是氧化反应，故①④错误，②③正确。] 4．A [由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H 的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气体产生。]

5．C [Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。]

6．C [根据镍镉可充电电池放电的反应原理Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被还原生成Ni(OH)2，即Cd发生氧化反应，是失去电子的物质，NiO(OH)发生还原反应，是得到电子的物质，所以，Cd为负极，NiO(OH)为正极，即电池的负极材料是Cd，C项正确。]

7．B [根据电池反应2Zn＋O2===2ZnO判断，锌为负极，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，所以A不正确，B正确；正极发生还原反应，所以C不正确；电解液若为强酸，将与锌发生化学反应，而不是O2与锌反应，所以D不正确。]

8．(1)2H＋＋2e－===H2↑

(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑

(3)Mg Al (4)AD

(5)不可靠将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极

解析甲同学依据的化学反应原理是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。