1、第二节 化学能与电能 第1课时 化学能转化为电能 一、能源与火力发电一、能源与火力发电 1.1.一次能源和二次能源一次能源和二次能源 分类分类 定义定义 实例实例 一次能一次能 源源 _从自然界取得从自然界取得 的能源的能源 流水、风力、化石能流水、风力、化石能 源、天然铀矿等源、天然铀矿等 二次能二次能 源源 一次能源经过一次能源经过_、 _得到的能源得到的能源 电力、蒸汽等电力、蒸汽等 直接直接 加工加工 转换转换 其中其中_是现代社会中应用最广泛、使用最方便、是现代社会中应用最广泛、使用最方便、 污染最小的二次能源。污染最小的二次能源。 电能电能 【做一做做一做】下列各项中下列各项中,
2、,属于一次能源的是属于一次能源的是_。 煤煤 石油石油 天然气天然气 煤气煤气 电力电力 2.2.火力发电火力发电化学能间接转化为电能化学能间接转化为电能 (1)(1)火力发电的原理火力发电的原理 首先通过化石燃料燃烧首先通过化石燃料燃烧, ,使使_,_,加热加热 水使之水使之_以推动蒸汽轮机以推动蒸汽轮机, ,然后带动发电然后带动发电 机发电。机发电。 化学能转变为热能化学能转变为热能 汽化为蒸汽汽化为蒸汽 (2)(2)能量转换过程能量转换过程 (3)(3)火力发电的弊端火力发电的弊端 化石燃料属于不可再生资源化石燃料属于不可再生资源, ,用化石燃料发电会造用化石燃料发电会造 成资源的浪费。
3、成资源的浪费。 火力发电的过程中火力发电的过程中, ,能量经过多次转化能量经过多次转化, ,利用率低利用率低, , 能量损失大。能量损失大。 化石燃料燃烧会产生大量的有害物质化石燃料燃烧会产生大量的有害物质( (如如SOSO2 2、COCO、 NONO2 2、粉尘等、粉尘等),),污染环境。污染环境。 【情境情境思考思考】 热电厂为火力发电厂热电厂为火力发电厂, ,采用煤炭作为一次能源采用煤炭作为一次能源, ,利用皮利用皮 带传送技术带传送技术, ,向锅炉输送经处理过的煤粉向锅炉输送经处理过的煤粉, ,煤粉燃烧加煤粉燃烧加 热锅炉使锅炉中的水变为水蒸气热锅炉使锅炉中的水变为水蒸气, ,经一次加
4、热之后经一次加热之后, ,水水 蒸气进入高压缸。为了提高热效率蒸气进入高压缸。为了提高热效率, ,应对水蒸气进行应对水蒸气进行 二次加热二次加热, ,水蒸气进入中压缸。通过利用中压缸的蒸水蒸气进入中压缸。通过利用中压缸的蒸 汽去推动汽轮发电机发电。汽去推动汽轮发电机发电。 (1)(1)火力发电过程能量转化效率很高吗火力发电过程能量转化效率很高吗? ? 提示提示: :火力发电是化学能和电能的间接转化火力发电是化学能和电能的间接转化, ,能量主要能量主要 转变为热能和机械能转变为热能和机械能, ,能量转化效率低。能量转化效率低。 (2)(2)火力发电中使化学能转化为电能的关键是什么火力发电中使化学
5、能转化为电能的关键是什么? ? 提示提示: :燃烧燃烧( (氧化还原反应氧化还原反应) )是氧化剂和还原剂之间发是氧化剂和还原剂之间发 生电子转移的过程生电子转移的过程, ,电子转移引起化学键的重新组合电子转移引起化学键的重新组合, , 同时伴随着体系能量的变化。同时伴随着体系能量的变化。 二、原电池二、原电池化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能 1.1.实验探究电流的形成过程实验探究电流的形成过程 装置装置 实验现象实验现象 实验结论实验结论 铜片上铜片上_ 铜与稀硫酸铜与稀硫酸_ 锌片上锌片上_ 锌与稀硫酸锌与稀硫酸_ 铜片上铜片上_, _, 锌锌 片片_,_,电流表指针电流表指针 _
6、 该装置将该装置将_ 转化为转化为_ 无气泡无气泡 不反应不反应 有气泡有气泡 反应反应 有气泡有气泡 溶解溶解 偏转偏转 化学能化学能 电能电能 【想一想想一想】图图1 1和图和图2 2两装置各有何现象两装置各有何现象? ? 提示提示: :图图1 1现象现象: :锌片逐渐溶解锌片逐渐溶解, ,表面有气泡表面有气泡; ;铜片表面铜片表面 无气泡。图无气泡。图2 2无现象无现象, ,乙醇是非电解质乙醇是非电解质, ,不能形成闭合不能形成闭合 回路。回路。 2.2.原电池的概念原电池的概念 (1)(1)定义定义: :将化学能转变为将化学能转变为_的装置。的装置。 电能电能 (2)(2)工作原理工作
7、原理( (以铜以铜- -锌锌- -稀硫酸原电池为例稀硫酸原电池为例): ): 电极电极 材料材料 电极电极 名称名称 电子转移电子转移 电极反应式电极反应式 反应反应 类型类型 锌锌 负极负极 _ _ _ _ 铜铜 正极正极 _ _ _ _ 总电极离子反应式总电极离子反应式 _ 失电子失电子 ZnZn- -2e2e- -=Zn=Zn2+ 2+ 氧化氧化 反应反应 得电子得电子 2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 还原还原 反应反应 Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+ 2+H +H2 2 【巧判断巧判断】 (1)NaOH+HCl=NaCl+H(1)NaOH+HCl=NaCl+H
8、2 2O O是放热反应是放热反应, ,可以设计成原可以设计成原 电池电池 ( ( ) ) 提示提示: :。该反应不是氧化还原反应。该反应不是氧化还原反应。 (2)(2)构成原电池的两个电极一定是活泼性不同的两种构成原电池的两个电极一定是活泼性不同的两种 金属金属 ( ( ) ) 提示提示: :。金属与金属或金属与能导电的非金属均可。金属与金属或金属与能导电的非金属均可 以形成原电池。以形成原电池。 知识点一知识点一 原电池的构成条件、工作原理及正、负极原电池的构成条件、工作原理及正、负极 的判断的判断 1.1.原电池构成条件“三看”原电池构成条件“三看” (1)(1)一看反应一看反应: :看是
9、否有能自发进行的氧化还原反应发看是否有能自发进行的氧化还原反应发 生生( (一般是活泼性强的金属与电解质溶液的反应一般是活泼性强的金属与电解质溶液的反应) )。 (2)(2)二看两电极二看两电极: :一般是活泼性不同的两电极。一般是活泼性不同的两电极。 (3)(3)三看是否形成闭合回路三看是否形成闭合回路, ,形成闭合回路需三个条件形成闭合回路需三个条件: : 电解质溶液电解质溶液; ;两电极直接接触或有导线连接两电极直接接触或有导线连接; ;两两 电极插入电解质溶液中。电极插入电解质溶液中。 2.2.工作原理工作原理 (1)(1)反应类型反应类型: :负极发生氧化反应负极发生氧化反应, ,正
10、极发生还原反应。正极发生还原反应。 (2)(2)电子的移动方向电子的移动方向: :从负极流出从负极流出, ,经导线流向正极。经导线流向正极。 (3)(3)离子的移动方向离子的移动方向: :阳离子向正极移动阳离子向正极移动, ,阴离子向负极阴离子向负极 移动。移动。 3.3.原电池中正、负极判断的“原电池中正、负极判断的“5”5”方法方法 【规律方法规律方法】有关原电池构成及电极判断的注意事项有关原电池构成及电极判断的注意事项 (1)(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属构成原电池的两电极材料不一定都是金属, ,正极材正极材 料可以为导电的非金属料可以为导电的非金属, ,例如石墨。两极材料可
11、能参与例如石墨。两极材料可能参与 反应反应, ,也可能不参与反应。也可能不参与反应。 (2)(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接两个活泼性不同的金属电极用导线连接, ,共同插入共同插入 电解质溶液中不一定构成原电池电解质溶液中不一定构成原电池, ,必须有一个能自发进必须有一个能自发进 行的氧化还原反应。行的氧化还原反应。 (3)(3)在判断原电池正负极时在判断原电池正负极时, ,既要考虑金属活泼性的强既要考虑金属活泼性的强 弱也要考虑电解质溶液性质。如弱也要考虑电解质溶液性质。如MgMg- -AlAl- -HClHCl溶液构成的溶液构成的 原电池中原电池中, ,负极为负极为Mg;Mg;但是
12、但是MgMg- -AlAl- -NaOHNaOH溶液构成的原电溶液构成的原电 池中池中, ,负极为负极为Al,Al,正极为正极为MgMg。 【思考思考讨论讨论】 (1)(1)在原电池中在原电池中, ,发生氧化反应的一极是正极吗发生氧化反应的一极是正极吗? ? 提示提示: :不是。原电池中不是。原电池中, ,正极得电子正极得电子, ,元素化合价降低元素化合价降低, , 发生还原反应。发生还原反应。 (2)(2)在在CuCu- -ZnZn- -H H2 2SOSO4 4原电池中原电池中,1 mol Zn,1 mol Zn完全反应完全反应, ,流经电流经电 解质溶液的电子数是多少解质溶液的电子数是多
13、少? ? 提示提示: :0 0。电子不经过电解质溶液。电子不经过电解质溶液。 【案例示范案例示范】 【典例典例】(2019(2019临沂高一检测临沂高一检测) )如图所示装置中如图所示装置中, ,观察观察 到电流计指针偏转到电流计指针偏转,M,M棒变粗棒变粗,N,N棒变细棒变细, ,由此判断下表中由此判断下表中 所列所列M M、N N、P P物质物质, ,其中可以成立的是其中可以成立的是( ( ) ) 选项选项 M M N N P P A A 锌锌 铜铜 稀硫酸稀硫酸 B B 铜铜 铁铁 稀盐酸稀盐酸 C C 银银 锌锌 硝酸银溶液硝酸银溶液 D D 锌锌 铁铁 硝酸铁溶液硝酸铁溶液 【解题指
14、南解题指南】解答本题要注意以下两个方面解答本题要注意以下两个方面: : (1)(1)负极参与反应负极参与反应, ,质量一般减少。质量一般减少。 (2)(2)负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应, ,正极质量增加或产生气体。正极质量增加或产生气体。 【解析解析】选选C C。本题通过电极变化来确定电极。本题通过电极变化来确定电极,N,N棒变细棒变细, , 即即N N极上发生氧化反应极上发生氧化反应,N,N棒金属较活泼棒金属较活泼,A,A、D D错误错误, ,由由M M 棒变粗棒变粗, ,可知可知B B错误。错误。 【母题追问母题追问】(1)A(1)A项项P P为硫酸铜溶液符合题意吗为硫酸铜溶液
15、符合题意吗? ? 提示提示: :不符合题意。不符合题意。N N极生成单质铜极生成单质铜, ,质量增加。质量增加。 (2)D(2)D项项P P为硝酸亚铁溶液符合题意吗为硝酸亚铁溶液符合题意吗? ? 提示提示: :不符合题意。不符合题意。N N极生成单质铁极生成单质铁, ,质量增加。质量增加。 【情境情境迁移迁移】 如图是苹果和西红柿形成的原电池如图是苹果和西红柿形成的原电池, ,其发电原理是两种其发电原理是两种 金属片的电化学活性是不一样的金属片的电化学活性是不一样的, ,其中更活泼的那边的其中更活泼的那边的 金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子, ,由于
16、产生由于产生 了正电荷了正电荷, ,整个系统需要保持稳定整个系统需要保持稳定, ,所以在组成原电池所以在组成原电池 的情况下的情况下, ,自由电子从回路中保持系统的稳定自由电子从回路中保持系统的稳定, ,理论上理论上 来说电流大小直接和果酸浓度相关。来说电流大小直接和果酸浓度相关。 (1)(1)两金属片有何现象两金属片有何现象? ? 提示提示: :其中较活泼的金属片逐渐溶解其中较活泼的金属片逐渐溶解, ,另一金属片表面另一金属片表面 有气泡冒出。有气泡冒出。 (2)(2)内电路中移向负极参与反应的离子是什么内电路中移向负极参与反应的离子是什么? ? 提示提示: :H H+ +。 【知识知识巩固
17、巩固】 1.1.对于原电池的电极名称对于原电池的电极名称, ,叙述错误的是叙述错误的是 ( ( ) ) A.A.发生氧化反应的一极为负极发生氧化反应的一极为负极 B.B.正极为电子流入的一极正极为电子流入的一极 C.C.比较不活泼的金属为负极比较不活泼的金属为负极 D.D.电流流出的一极为正极电流流出的一极为正极 【解析解析】选选C C。原电池中相对活泼的金属为负极。原电池中相对活泼的金属为负极, ,发生发生 氧化反应氧化反应; ;相对不活泼的金属相对不活泼的金属( (或非金属导体或非金属导体) )为正极为正极, , 发生还原反应。发生还原反应。 2.2.当铜锌原电池产生电流时当铜锌原电池产生
18、电流时, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) ) A.A.阳离子移向阳离子移向ZnZn极极, ,阴离子移向阴离子移向CuCu极极 B.B.电子由电子由CuCu电极流向电极流向ZnZn电极电极 C.C.电流由电流由ZnZn电极流向电极流向CuCu电极电极 D.D.阴离子移向阴离子移向ZnZn电极电极, ,阳离子移向阳离子移向CuCu电极电极 【解析解析】选选D D。外电路中电流由正极流向负极。外电路中电流由正极流向负极。 3.(20193.(2019长沙高一检测长沙高一检测) )某原电池结构如图所示某原电池结构如图所示, , 下列有关该原电池的说法正确的是下列有关该原电池的说法正确的是
19、 世纪金榜导学世纪金榜导学 号号( ( ) ) A.A.电池反应为电池反应为Mg+2HMg+2H+ +=Mg=Mg2+ 2+H +H2 2 B.B.镁棒发生还原反应镁棒发生还原反应 C.C.电子从铜棒经外电路流向镁棒电子从铜棒经外电路流向镁棒 D.D.铜棒为负极铜棒为负极 【解析解析】选选A A。A A项项, ,镁比铜活泼镁比铜活泼, ,镁作负极镁作负极, ,其总电极反其总电极反 应式为应式为Mg+2HMg+2H+ +=Mg=Mg2+ 2+H +H2 2,故正确故正确;B;B项项, ,镁失去电子镁失去电子, , 化合价升高化合价升高, ,被氧化被氧化, ,故错误故错误;C;C项项, ,根据原电
20、池工作原理根据原电池工作原理, , 电子从镁流向铜电子从镁流向铜, ,故错误故错误;D;D项项, ,镁化合价升高镁化合价升高, ,作负极作负极, , 故错误。故错误。 【补偿训练补偿训练】 某原电池总反应离子方程式为某原电池总反应离子方程式为Mg+2HMg+2H+ +=Mg=Mg2+ 2+H +H2 2,能能 实现该反应的原电池是实现该反应的原电池是 ( ( ) ) A.A.正极为铜正极为铜, ,负极为镁负极为镁, ,电解质溶液为稀盐酸电解质溶液为稀盐酸 B.B.正极为铜正极为铜, ,负极为铁负极为铁, ,电解质溶液为稀硫酸电解质溶液为稀硫酸 C.C.正极为石墨正极为石墨, ,负极为镁负极为镁
21、, ,电解质溶液为电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液溶液 D.D.正极为银正极为银, ,负极为镁负极为镁, ,电解质溶液为电解质溶液为NaClNaCl溶液溶液 【解析解析】选选A A。由总反应知。由总反应知, ,负极反应为负极反应为MgMg- -2e2e- -=Mg=Mg2+ 2+, , 则负极材料为镁则负极材料为镁, ,正极材料活泼性小于镁正极材料活泼性小于镁, ,如铜、银、如铜、银、 石墨石墨; ;正极反应为正极反应为2H2H+ +2e+2e- -=H H2 2,故电解质溶液为酸故电解质溶液为酸 溶液溶液, ,故选故选A A。 知识点二知识点二 原电池原理的应用原电池原理的应用 1.1
22、.加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应, ,设计成原电池时反应速设计成原电池时反应速 率增大。率增大。 原理原理 原电池中原电池中, ,氧化反应和还原反应分别在两极进氧化反应和还原反应分别在两极进 行行, ,使溶液中离子运动时相互的干扰减小使溶液中离子运动时相互的干扰减小, ,使反使反 应速率增大应速率增大 实例实例 实验室用实验室用ZnZn和稀硫酸反应制取氢气时和稀硫酸反应制取氢气时, ,可滴入可滴入 几滴硫酸铜溶液几滴硫酸铜溶液, ,形成原电池形成原电池, ,加快速率加快速率 2.2.比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱 两种金
23、属分别作原电池的两极时两种金属分别作原电池的两极时, ,一般作负极的金属比一般作负极的金属比 作正极的金属活泼。作正极的金属活泼。 原理原理 一般原电池中一般原电池中, ,活泼金属作负极活泼金属作负极, ,发生氧化反应发生氧化反应, , 不活泼金属作正极不活泼金属作正极, ,发生还原反应发生还原反应 实例实例 有两种金属有两种金属A A和和B,B,用导线连接后插入稀硫酸中用导线连接后插入稀硫酸中, , 观察到观察到A A极溶解极溶解,B,B极上有气泡产生极上有气泡产生, ,由原电池原由原电池原 理可知理可知, ,金属活动性金属活动性ABAB 3.3.设计原电池设计原电池 (1)(1)依据依据:
24、 :已知一个氧化还原反应已知一个氧化还原反应, ,首先分析找出氧化剂、首先分析找出氧化剂、 还原剂还原剂, ,一般还原剂为负极材料一般还原剂为负极材料( (或在负极上被氧化或在负极上被氧化),), 氧化剂为电解质溶液中的阳离子氧化剂为电解质溶液中的阳离子( (或在正极上被还原或在正极上被还原) )。 (2)(2)步骤步骤: :以以Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu为例。为例。 步骤步骤 实例实例 将反应将反应 拆分拆分 为电极为电极 反应反应 负极反应负极反应 FeFe- -2e2e- -=Fe=Fe2+ 2+ 正极反应正极反应 CuCu2+ 2+2e +
25、2e- -=Cu=Cu 步骤步骤 实例实例 选择电极选择电极 材料材料 负极负极: :较活泼金属较活泼金属, ,一一 般为发生氧化反应的般为发生氧化反应的 金属金属 FeFe 正极正极: :活泼性弱于负极活泼性弱于负极 材料的金属或石墨材料的金属或石墨 CuCu或或C C 步骤步骤 实例实例 选择电选择电 解质解质 一般为与负极反应一般为与负极反应 的电解质的电解质 CuSOCuSO4 4溶液溶液 画出装画出装 置图置图 【思考思考讨论讨论】 (1)(1)实验室制取少量实验室制取少量H H2 2时时, ,为什么滴少量为什么滴少量CuSOCuSO4 4溶液溶液? ? 提示提示: :在在ZnZn与
26、稀硫酸反应时加入少量与稀硫酸反应时加入少量CuSOCuSO4 4溶液溶液, ,因为因为ZnZn 与置换出的与置换出的CuCu形成原电池加快了反应的进行。形成原电池加快了反应的进行。 (2)a(2)a和和b b两种金属两种金属, ,用导线连接后插入稀硫酸中用导线连接后插入稀硫酸中, ,观察到观察到 a a极溶解极溶解,b,b极上有气泡产生极上有气泡产生, ,则金属活动性则金属活动性a a和和b b哪种金哪种金 属活动性强属活动性强? ? 提示提示: :a a为负极为负极,b,b为正极为正极,a,a活动性强。活动性强。 【案例示范案例示范】 【典例典例】FeClFeCl3 3可用作印刷电路铜板腐蚀
27、剂。铁及铁的可用作印刷电路铜板腐蚀剂。铁及铁的 化合物应用广泛化合物应用广泛, ,如如FeClFeCl3 3可用作催化剂、印刷电路铜可用作催化剂、印刷电路铜 板腐蚀剂和外伤止血剂等。板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)(1)写出写出FeClFeCl3 3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: : _。 (2)(2)若将若将(1)(1)中的反应设计成原电池中的反应设计成原电池, ,请在方框内画出原请在方框内画出原 电池的装置图电池的装置图, ,标出正、负极标出正、负极, ,并写出电极反应式。并写出电极反应式。 正极反应式正极反应式:_:_ 负极反应式负极反应式:_:_ 【
28、思维建模思维建模】解答解答“设计原电池设计原电池”类试题思维流程如类试题思维流程如 下下: : 【解析解析】依据反应依据反应:2Fe:2Fe3+ 3+Cu=2Fe +Cu=2Fe2+ 2+Cu +Cu2+ 2+。氧化反应 。氧化反应 为为CuCu- -2e2e- -=CuCu2+ 2+, ,还原反应为 还原反应为2Fe2Fe3+ 3+2e +2e- -=2Fe2Fe2+ 2+, ,则设 则设 计思路明确计思路明确: : 原电池组成为原电池组成为CuCu是负极是负极, ,正极材料选用比铜不活泼的铂正极材料选用比铜不活泼的铂, , 或导电的非金属如石墨棒或导电的非金属如石墨棒, ,电解质溶液选用电
29、解质溶液选用FeClFeCl3 3溶液。溶液。 答案答案: :(1)2Fe(1)2Fe3+ 3+Cu=2Fe +Cu=2Fe2+ 2+Cu +Cu2+ 2+ (2)(2)装置图装置图 2Fe2Fe3+ 3+2e +2e- -=2Fe=2Fe2+ 2+ Cu Cu- -2e2e- -=Cu=Cu2+ 2+ 【误区警示误区警示】设计原电池装置的两个易错点设计原电池装置的两个易错点 (1)(1)能设计成原电池的反应一般是自发的放热的氧化还能设计成原电池的反应一般是自发的放热的氧化还 原反应原反应, ,吸热反应不可能将化学能转化为电能。吸热反应不可能将化学能转化为电能。 (2)(2)设计原电池时设计原
30、电池时, ,负极材料确定之后负极材料确定之后, ,正极材料的选择正极材料的选择 范围较广范围较广, ,只要合理都可以。只要合理都可以。 【知识知识巩固巩固】 1.(20191.(2019襄阳高一检测襄阳高一检测) )有有A A、B B、C C、D D四种金属四种金属, ,做如做如 下实验下实验: : 将将A A与与B B用导线连接起来用导线连接起来, ,浸入电解质溶液中浸入电解质溶液中,B,B不易腐不易腐 蚀蚀; ;将将A A、D D分别投入等物质的量浓度的盐酸中分别投入等物质的量浓度的盐酸中,D,D比比A A 反应剧烈反应剧烈; ;将铜浸入将铜浸入B B的盐溶液里的盐溶液里, ,无明显变化无
31、明显变化, ,如果如果 把铜浸入把铜浸入C C的盐溶液里的盐溶液里, ,有金属有金属C C析出。据此判断它们的析出。据此判断它们的 活动性由强到弱的顺序是活动性由强到弱的顺序是 ( ( ) ) A.ABCDA.ABCD B.CDABB.CDAB C.DABCC.DABC D.ABDCD.ABDC 【解析解析】选选C C。A A与与B B用导线连接后浸入电解质溶液中用导线连接后浸入电解质溶液中 会构成原电池会构成原电池,B,B不易腐蚀不易腐蚀, ,说明说明B B为原电池的正极为原电池的正极, ,说明说明 金属活动性金属活动性:AB;:AB;A A、D D与等物质的量浓度的盐酸反与等物质的量浓度的
32、盐酸反 应应,D,D比比A A反应剧烈反应剧烈, ,说明金属活动性说明金属活动性:DA;:DA;根据置换反根据置换反 应规律应规律,Cu,Cu不能置换出不能置换出B,B,说明金属活动性说明金属活动性:BCu,Cu:BCu,Cu能置能置 换出换出C,C,说明金属活动性说明金属活动性:CuC:CuC。则四种金属活动性由强。则四种金属活动性由强 到弱的排列顺序是到弱的排列顺序是DABCDABC。 2.2.某原电池的离子方程式是某原电池的离子方程式是Zn+CuZn+Cu2+ 2+=Zn =Zn2+ 2+Cu, +Cu,该原该原 电池正确的组成是电池正确的组成是 世纪金榜导学号世纪金榜导学号( ( )
33、) 选项选项 正极正极 负极负极 电解质溶液电解质溶液 A A CuCu ZnZn HClHCl B B ZnZn CuCu CuSOCuSO4 4 C C CuCu ZnZn CuSOCuSO4 4 D D CuCu ZnZn ZnClZnCl2 2 【解析解析】选选C C。将。将Zn+CuZn+Cu2+ 2+=Zn =Zn2+ 2+Cu +Cu拆开两个半反应拆开两个半反应: : 氧化反应氧化反应( (负极反应负极反应):Zn):Zn- -2e2e- -=Zn=Zn2+ 2+。 。 还原反应还原反应( (正极反应正极反应):Cu):Cu2+ 2+2e +2e- -= Cu= Cu。 则电池的
34、负极是则电池的负极是Zn,Zn,正极是比锌不活泼的金属或导电的正极是比锌不活泼的金属或导电的 非金属非金属, ,电解质溶液中应含电解质溶液中应含CuCu2+ 2+。 。 3.(20193.(2019郑州高一检测郑州高一检测) )公元前三百多年公元前三百多年, ,马其顿王国马其顿王国 皇帝亚历山大带领军队东征时皇帝亚历山大带领军队东征时, ,受到热带痢疾的感染受到热带痢疾的感染, , 大多数士兵得病死亡大多数士兵得病死亡, ,东征被迫终止。但是东征被迫终止。但是, ,皇帝和军皇帝和军 官们却很少染疾。这个迷直到现代才被解开。原来皇官们却很少染疾。这个迷直到现代才被解开。原来皇 帝和军官们的餐具都
35、是用银制造的帝和军官们的餐具都是用银制造的, ,而士兵的餐具都是而士兵的餐具都是 用锡制造的。银在水中能分解出极微量的银离子用锡制造的。银在水中能分解出极微量的银离子, ,这种这种 银离子能吸附水中的微生物银离子能吸附水中的微生物, ,使微生物赖以呼吸的酶使微生物赖以呼吸的酶 失去作用失去作用, ,从而杀死微生物。银离子的杀菌能力十分惊从而杀死微生物。银离子的杀菌能力十分惊 人人, ,十亿分之几毫克的银就能净化十亿分之几毫克的银就能净化1 1千克水。请利用反千克水。请利用反 应“应“Cu+2AgCu+2Ag+ +=2Ag+Cu=2Ag+Cu2+ 2+” ”设计一个化学电池设计一个化学电池( (
36、正极材正极材 料用石墨棒料用石墨棒),),回答下列问题回答下列问题: : (1)(1)该电池的负极材料是该电池的负极材料是_,_,发生发生_(_(填填 “氧化”或“还原”“氧化”或“还原”) )反应反应, ,电解质溶液是电解质溶液是_。 (2)(2)正极上出现的现象是正极上出现的现象是_。 (3)(3)若导线上转移电子若导线上转移电子1 mol,1 mol,则生成银则生成银_g_g。 【解析解析】(1)(1)根据电池的总反应根据电池的总反应, ,可知负极一般是失电可知负极一般是失电 子的物质子的物质, ,所以负极材料应该是铜所以负极材料应该是铜, ,发生氧化反应发生氧化反应, ,电解电解 质溶
37、液是一种可溶性的银盐溶液质溶液是一种可溶性的银盐溶液, ,所以是所以是AgNOAgNO3 3溶液。溶液。 (2)(2)正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质, ,所所 以正极上的现象是石墨棒上出现银白色物质。以正极上的现象是石墨棒上出现银白色物质。(3)(3)当导当导 线上转移线上转移1 mol1 mol电子的时候电子的时候, ,正极上会析出正极上会析出1 mol1 mol银单质银单质, , 所以正极上生成的银的质量是所以正极上生成的银的质量是108 g108 g。 答案答案: :(1)Cu(1)Cu 氧化氧化 AgNOAgNO3 3溶液溶液 (2)(
38、2)石墨棒上出现银白色物质石墨棒上出现银白色物质 (3)108(3)108 【补偿训练补偿训练】 (2019(2019宿州高一检测宿州高一检测) )现有如下两个反应现有如下两个反应: : (A)NaOH+HCl=NaCl+H(A)NaOH+HCl=NaCl+H2 2O O (B)Fe+2Fe(B)Fe+2Fe3+ 3+=3Fe =3Fe2+ 2+ (1)(1)根据两反应本质根据两反应本质, ,判断能否设计成原电池判断能否设计成原电池_。 (2)(2)如果不能如果不能, ,说明其原因说明其原因_。 (3)(3)如果可以如果可以, ,则写出正、负极材料、电极反应式、反则写出正、负极材料、电极反应式
39、、反 应类型应类型(“(“氧化反应”或“还原反应”氧化反应”或“还原反应”): ): 正极正极 负极负极 材料材料 电极反应式电极反应式 反应类型反应类型 【解析解析】(1)(1)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成只有自发进行的氧化还原反应才能设计成 原电池原电池,(B),(B)是氧化还原反应且能自发进行。是氧化还原反应且能自发进行。 (2)(A)(2)(A)反应不是氧化还原反应反应不是氧化还原反应, ,没有电子转移。没有电子转移。 (3)(3)根据电池反应式根据电池反应式Fe+2FeFe+2Fe3+ 3+=3Fe =3Fe2+ 2+可知 可知,Fe,Fe失电子失电子 作负极作负极, ,负极
40、材料是负极材料是Fe,Fe,正极材料应是比正极材料应是比FeFe活动性弱的活动性弱的 金属或能导电的非金属金属或能导电的非金属;Fe;Fe3+ 3+得电子 得电子, ,所以此电解质溶液所以此电解质溶液 只能为铁盐溶液。只能为铁盐溶液。 答案答案: :(1)(A)(1)(A)不能不能,(B),(B)可以可以 (2)(A)(2)(A)不是氧化还原反应不是氧化还原反应, , 没有电子转移没有电子转移 (3) (3) 铜、碳棒铜、碳棒 FeFe 2Fe2Fe3+ 3+2e +2e- -=2Fe=2Fe2+ 2+ FeFe- -2e2e- -=Fe=Fe2+ 2+ 还原反应还原反应 氧化反应氧化反应 【课堂回眸课堂回眸】
