2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律 1.2.1 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)案 新人教版必修2.doc
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第1課時(shí) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 一、能源與火力發(fā)電 1.一次能源和二次能源 (1)一次能源:直接從自然界取得的能源。如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑺?、潮汐、原煤、石油、天然氣、天然鈾礦等。 (2)二次能源:一次能源經(jīng)過加工,轉(zhuǎn)換得到的能源。如電能、蒸汽能、機(jī)械能等。 2.火力發(fā)電——化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能 (1)火力發(fā)電的原理 首先通過化石燃料燃燒,使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,加熱水使之汽化為蒸汽以推?dòng)蒸汽輪機(jī),然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 (2)能量轉(zhuǎn)換過程 化學(xué)能熱能機(jī)械能電能 (3)火力發(fā)電的弊端 ①化石燃料屬于不可再生資源,用化石燃料發(fā)電會(huì)造成資源的浪費(fèi)。 ②火力發(fā)電的過程中,能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化,利用率低,能量損失大。 ③化石燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)(如SO2、CO、NO2、粉塵等),污染環(huán)境。 火力發(fā)電是通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種間接方式,在其過程中,燃燒是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。 例1 下列敘述不正確的是( ) A.根據(jù)一次能源和二次能源的劃分,氫氣為二次能源 B.電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源 C.火力發(fā)電是將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的過程 D.在火力發(fā)電過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能實(shí)際上是氧化還原反應(yīng)發(fā)生的過程,伴隨著能量的變化 答案 C 解析 氫氣不能從自然界中直接取得,是二次能源,A正確;電能也是二次能源,且使用方便、污染最小,B正確;以煤為燃料,火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過程:(煤)化學(xué)能熱能機(jī)械能電能,故C錯(cuò)誤,D正確。 二、原電池——化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能 1.實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)步驟 解釋或 說明 鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,而銅則不能 鋅與稀硫酸反應(yīng),但氫氣在銅片上產(chǎn)生,導(dǎo)線中有電流 鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,但導(dǎo)線中無電流 乙醇是非電解質(zhì),與鋅、銅都不反應(yīng) 2.原電池的概念 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置; 原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。 3.原電池的構(gòu)成條件 理論上,自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。 具體條件是:(1)具有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。 (2)溶液:兩電極均插入電解質(zhì)溶液中。 (3)導(dǎo)線:兩電極用導(dǎo)線相連,形成閉合回路。 4.原電池的工作原理 (1)分析下圖并填空 原電池總反應(yīng)式:Zn+2H+===Zn2++H2↑; (2)能量轉(zhuǎn)化:化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? 5.原電池工作原理的應(yīng)用 (1)比較金屬活動(dòng)性 原電池中,作負(fù)極的金屬活動(dòng)性一般比作正極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)。 (2)改變化學(xué)反應(yīng)速率 如:在Zn和稀硫酸反應(yīng)時(shí),滴加少量CuSO4溶液,則Zn置換出的銅和鋅構(gòu)成原電池的正負(fù)極,從而加快Zn與稀硫酸反應(yīng)的速率。 (3)設(shè)計(jì)原電池 如:把Fe+2Fe3+===3Fe2+設(shè)計(jì)成原電池,可用Fe作負(fù)極,銅(或石墨)作正極,F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。 例2 如圖所示裝置能夠組成原電池的是________________________________。 其他不能構(gòu)成原電池的說明理由:___________________________________ ________________________________________________________________________。 考點(diǎn) 能源與構(gòu)成的原電池條件 題點(diǎn) 原電池的形成條件與判斷方法 答案 EFG A裝置的兩個(gè)電極的活潑性相同,電子不會(huì)流動(dòng)形成電流;B裝置為非電解質(zhì)溶液,不能發(fā)生氧化還原反應(yīng);C裝置電解質(zhì)溶液在兩個(gè)分開的裝置中,不成形成閉合回路;D裝置無導(dǎo)線連接電極,不能形成閉合回路。它們均不能構(gòu)成原電池 思維啟迪 原電池的判定方法:一看反應(yīng)原理(能否自發(fā)地進(jìn)行氧化還原反應(yīng));二看構(gòu)成條件(兩極一液成回路:兩個(gè)活潑性不同的電極,插入電解質(zhì)溶液中,裝置形成閉合回路)。 例3 如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)A極的質(zhì)量減小,B極上有氣泡產(chǎn)生,C為電解質(zhì)溶液,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.B極為原電池的正極 B.A、B、C分別可以為Zn、Cu和稀鹽酸 C.C中陽離子向A極移動(dòng) D.A極發(fā)生氧化反應(yīng) 考點(diǎn) 原電池工作原理及正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) 原電池工作原理 答案 C 解析 原電池中,負(fù)極金屬失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)溶解,質(zhì)量減小,故A極為負(fù)極,B極為正極,A、D項(xiàng)正確;A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸時(shí),可以構(gòu)成原電池,且現(xiàn)象符合題意,B項(xiàng)正確;電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 例4 某原電池的離子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,該原電池正確的組成是( ) 選項(xiàng) 正極 負(fù)極 電解質(zhì)溶液 A Cu Zn HCl B Zn Cu CuSO4 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnCl2 考點(diǎn) 原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 設(shè)計(jì)原電池 答案 C 解析 將Zn+Cu2+===Zn2++Cu拆開兩個(gè)半反應(yīng): 氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng)):Zn-2e-===Zn2+。 還原反應(yīng)(正極反應(yīng)):Cu2++2e-===Cu。 則電池的負(fù)極是Zn,正極是比鋅不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?,電解質(zhì)溶液中含Cu2+。 方法技巧——設(shè)計(jì)原電池的方法 (1)依據(jù):已知一個(gè)氧化還原反應(yīng),首先分析找出氧化劑、還原劑,一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧化),氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。 (2)選擇合適的材料 ①電極材料:電極材料必須導(dǎo)電。負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料,或者在該氧化還原反應(yīng)中,本身失去電子的材料。 ②電解質(zhì)溶液:電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)。 原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其工作原理是 1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”) (1)電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源( ) (2)NaOH+HCl===NaCl+H2O是放熱反應(yīng),可以設(shè)計(jì)成原電池( ) (3)原電池中的陽離子由負(fù)極區(qū)向正極移動(dòng)( ) (4)在Zn|稀硫酸|Cu原電池中,電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅,再由銅通過電解質(zhì)溶液到達(dá)鋅( ) (5)把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴CuCl2溶液,氣泡放出速率加快( ) 考點(diǎn) 原電池工作原理 題點(diǎn) 原電池的綜合應(yīng)用 答案 (1)√ (2) (3)√ (4) (5)√ 2.(2017北京101中學(xué)期中)下列設(shè)備工作時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是( ) A B C D 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃?xì)庠? 硅太陽能電池 考點(diǎn) 能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn) 能量的轉(zhuǎn)化方式 答案 A 解析 A項(xiàng),鋰離子電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故正確;B項(xiàng),太陽能集熱器是把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),燃燒是放熱反應(yīng),是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),硅太陽能電池是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故錯(cuò)誤。 3.(2017湖南郴州適應(yīng)性測試)如圖為某興趣小組制作的番茄電池,下列說法正確的是( ) A.電子由銅通過導(dǎo)線流向鋅 B.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 C.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng) D.電流由鋅通過導(dǎo)線流向銅 考點(diǎn) 原電池工原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) 原電池工作原理 答案 C 解析 A項(xiàng),銅作正極,鋅作負(fù)極,因此電子由鋅流向銅,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),鋅作負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),故正確;D項(xiàng),電子與電流的方向相反,因此電流由銅極流向鋅極,故錯(cuò)誤。 4.下列裝置中四塊相同的Zn片,放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是( ) A.①②③④ B.④②①③ C.③①②④ D.②①③④ 考點(diǎn) 原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 金屬腐蝕快慢的比較 答案 B 解析 ③中的鋅作負(fù)極,腐蝕速率最快;④中的鋅與外界不接觸,腐蝕速率最慢;②中的鋅作正極,腐蝕速率比①中的鋅要慢;因此腐蝕速率由慢到快的順序?yàn)棰堍冖佗郏蔅正確。 5.在銅鋅原電池中(如下圖),以硫酸銅為電解質(zhì)溶液,鋅為________極,電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式為_________________________。 鋅片上觀察到的現(xiàn)象為___________________________________________________; 銅為________極,電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式__________________________________________________; 銅片上觀察到的現(xiàn)象為_____________________________________________________, 原電池總反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。 考點(diǎn) 原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) ??级嘧兊匿\銅原電池 答案 負(fù) 氧化 Zn-2e-===Zn2+ 鋅片溶解 正 還原 Cu2++2e-===Cu 銅極變粗 Zn+Cu2+===Zn2++Cu 解析 CuSO4為電解質(zhì)溶液時(shí),銅鋅原電池的負(fù)極為鋅,電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+,所以鋅片不斷溶解,正極為銅,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-===Cu,所以銅極不斷變粗,原電池總反應(yīng)式為Zn+Cu2+===Zn2++Cu。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一 一次能源和二次能源 1.下列有關(guān)能源的說法錯(cuò)誤的是( ) A.風(fēng)能是人類通過風(fēng)車等工具獲取的能源,但屬于一次能源 B.在即將到來的新能源時(shí)代,核能、太陽能、氫能將成為主要能源 C.月球土壤中含有豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦,它可作為未來核能的重要原料 D.原電池把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,所以由原電池提供的電能是一次能源 考點(diǎn) 能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn) 能源的分類 答案 D 解析 風(fēng)能是直接從自然界中取得的能源,屬于一次能源,A正確;原電池提供的電能是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化而得到的,不是直接獲得的,屬于二次能源,D錯(cuò)誤;隨著時(shí)代的發(fā)展,化石能源逐漸枯竭,所以新能源時(shí)代污染小的核能、太陽能、氫能將成為主要能源,B、C正確。 2.下面是有關(guān)各種形式能量的相互轉(zhuǎn)化途徑的敘述,其中錯(cuò)誤的是( ) A.家庭液化氣灶將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮? B.燈泡將電能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽? C.光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 D.太陽能電池將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 考點(diǎn) 能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn) 能量的轉(zhuǎn)化方式 答案 B 解析 燈泡除了將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽苤猓€轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿绕渌问降哪堋? 題組二 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 3.如圖所示各裝置中,不能構(gòu)成原電池的是(燒杯中所盛液體都是稀硫酸)( ) 考點(diǎn) 能源與構(gòu)成原電池的條件 題點(diǎn) 原電池的形成條件與判斷 答案 D 解析 原電池的形成條件包括活動(dòng)性不同的電極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路、自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。對(duì)圖示各個(gè)裝置進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)只有D不能形成閉合回路,因此不能形成原電池。 4.下列關(guān)于原電池的敘述,正確的是( ) A.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極材料必須是兩種活潑性不同的金屬 B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C.在原電池中,電子流出的一極是負(fù)極,該電極被還原 D.原電池放電時(shí),電流的方向是從負(fù)極到正極 考點(diǎn) 原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) 原電池構(gòu)成和原理的理解 答案 B 解析 構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極可以是兩種活潑性不同的金屬,也可以是導(dǎo)電的非金屬(如石墨棒)和金屬,A錯(cuò)誤;原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,B正確;在原電池中,負(fù)極上發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),正極上發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),所以電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極,C錯(cuò)誤;原電池放電時(shí),電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極,則電流的方向是從正極到負(fù)極,D錯(cuò)誤。 5.(2017湖北部分重點(diǎn)中學(xué)期末聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)興趣小組按下圖裝置實(shí)驗(yàn)后,所記錄內(nèi)容合理的是( ) 實(shí)驗(yàn)記錄 ①Cu為正極,Zn為負(fù)極; ②Zn質(zhì)量減少,Cu質(zhì)量增加; ③SO向Cu極移動(dòng); ④電子流向:由Zn經(jīng)導(dǎo)線流入Cu片; ⑤Zn電極發(fā)生還原反應(yīng); ⑥正極反應(yīng)式:Cu2++2e-===Cu。 A.②③④ B.①②④⑥ C.①②④⑤ D.②③⑤⑥ 考點(diǎn) 原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) 原電池工作原理 答案 B 解析?、賈n比Cu活潑,Zn為負(fù)極,Cu為正極,故正確;②銅為正極,發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e-===Cu,銅極質(zhì)量增大,故正確;③原電池工作時(shí),陰離子向負(fù)極移動(dòng),故錯(cuò)誤;④電子由負(fù)極流向正極,即電子由Zn電極流向Cu電極,故正確;⑤Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng),故錯(cuò)誤;⑥正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)方程式為Cu2++2e-===Cu,故正確。綜上所述,B正確。 6.人造地球衛(wèi)星用到的一種高能電池——銀鋅蓄電池,其電池的電極反應(yīng)式:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。據(jù)此判斷氧化銀是( ) A.負(fù)極,被氧化 B.正極,被還原 C.負(fù)極,被還原 D.正極,被氧化 考點(diǎn) 原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) 正、負(fù)極的判斷 答案 B 解析 電池的電極反應(yīng)式:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,從中可以看出鋅的化合價(jià)升高,所以鋅為負(fù)極,被氧化,而氧化銀中的銀化合價(jià)降低,被還原,故氧化銀為正極,被還原,故B符合題意。 7.(2017武漢高一檢測)如圖將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后放入稀硫酸中,發(fā)生原電池反應(yīng),下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.溶液的pH增大 B.溶液中的Zn2+濃度增大 C.溶液中的SO濃度增大 D.溶液的密度增大 考點(diǎn) 原電池的工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) ??级嘧兊匿\銅原電池 答案 C 解析 A項(xiàng),氫離子濃度降低,溶液的pH增大,正確;B項(xiàng),鋅不斷溶解,溶液中的Zn2+濃度增大,正確;C項(xiàng),由于在反應(yīng)過程中溶液中SO沒有參加反應(yīng),所以溶液中c(SO)不變,錯(cuò)誤;D項(xiàng),原電池放電時(shí),溶液由硫酸溶液逐漸變成硫酸鋅溶液,所以溶液的密度增大,正確。 8.如圖所示裝置,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)A極逐漸變粗,B極逐漸變細(xì),C為電解質(zhì)溶液,則A、B、C應(yīng)是下列各組中的( ) A.A是Zn,B是Cu,C為稀硫酸 B.A是Cu,B是Zn,C為稀硫酸 C.A是Fe,B是Ag,C為稀AgNO3溶液 D.A是Ag,B是Fe,C為稀AgNO3溶液 考點(diǎn) 原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) 多角度判斷正、負(fù)極 答案 D 解析 A極逐漸變粗,說明A極為原電池的正極,溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出;B極逐漸變細(xì),說明B極為原電池的負(fù)極,失去電子后變成離子進(jìn)入溶液中。A和B兩項(xiàng)中的反應(yīng)為Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,則A項(xiàng)A極變細(xì),B項(xiàng)A極不變;C和D兩項(xiàng)中的反應(yīng)為Fe+2AgNO3===2Ag+Fe(NO3)2,其中C項(xiàng)A極變細(xì),D項(xiàng)A極變粗。 題組三 原電池工作原理的應(yīng)用 9.X、Y、Z、W四種金屬片浸在稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示: 則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? ) A.Z>Y>X>W(wǎng) B.Z>X>Y>W(wǎng) C.Z>Y>W(wǎng)>X D.Y>Z>X>W(wǎng) 考點(diǎn) 原電池工作原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 比較金屬活潑性的強(qiáng)弱 答案 A 10.(2018南寧六中5月考試)下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng),你認(rèn)為理論上不可用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是( ) A.2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ B.2H2+O22H2O C.Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑ D.CH4+2O2CO2+2H2O 考點(diǎn) 原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 能否設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)分析 答案 C 解析 只有屬于氧化還原反應(yīng),才能用于設(shè)計(jì)原電池;A、B、D屬于氧化還原反應(yīng),均可以設(shè)計(jì)為原電池。C不屬于氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計(jì)成原電池,故選C。 11.(2018北京四中4月月考)為將反應(yīng)2Al+6H+===2Al3++3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,下列裝置能達(dá)到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)( ) 考點(diǎn) 原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 原電池的設(shè)計(jì) 答案 B 解析 A項(xiàng)為原電池,鋁為負(fù)極,但總反應(yīng)為2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑,不符合;C項(xiàng)為原電池,但硝酸是氧化性酸,則總反應(yīng)為Al+4H++NO===Al3++NO↑+2H2O,不符合;D項(xiàng)裝置中有外接電源,不屬于原電池,不符合。 12.小穎同學(xué)用如圖所示裝置研究原電池原理,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.若將圖1裝置的Zn、Cu直接接觸,Cu片上能看到氣泡產(chǎn)生 B.圖2裝置中SO向Cu片移動(dòng) C.若將圖2中的Zn片改為Mg片,Cu片上產(chǎn)生氣泡的速率加快 D.圖2與圖3中正極生成物的質(zhì)量比為1∶32時(shí),Zn片減輕的質(zhì)量相等 考點(diǎn) 原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 原電池工作原理的探究 答案 B 解析 Zn、Cu直接接觸就能構(gòu)成閉合回路而形成原電池,Cu片上可看到有氣泡產(chǎn)生,A項(xiàng)正確;SO帶負(fù)電荷,應(yīng)該向負(fù)極Zn片移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Mg的失電子能力強(qiáng)于Zn,所以將Zn片改為Mg片后,電子轉(zhuǎn)移速率加快,生成H2的速率也加快,C項(xiàng)正確;假設(shè)圖2中正極產(chǎn)生2 g H2,則轉(zhuǎn)移2 mol電子,消耗負(fù)極65 g Zn,而圖3中正極析出64 g Cu,也轉(zhuǎn)移2 mol電子,消耗負(fù)極65 g Zn,故Zn片減輕的質(zhì)量相等,D項(xiàng)正確。 [綜合強(qiáng)化] 13.(2017南寧高一檢測)某同學(xué)為了探究原電池產(chǎn)生電流的過程,設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)。 (1)打開K,觀察到的現(xiàn)象為__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)關(guān)閉K,觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 此電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)關(guān)閉K,溶液中陽離子向________(填“Zn”或“C”)極移動(dòng),外電路中,電子流動(dòng)方向是________________________________________________________________________。 考點(diǎn) 原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 原電池的綜合探究實(shí)驗(yàn) 答案 (1)鋅棒上附著有紅色固體 (2)碳棒上附著有紅色固體 Zn-2e-===Zn2+ (3)C Zn→C(或負(fù)極→正極) 解析 (1)打開K,鋅與硫酸銅接觸,置換出銅,所以可以看到鋅棒上附著有紅色固體。(2)關(guān)閉K,形成原電池,鋅作負(fù)極,碳作正極,溶液中的銅離子在碳棒上得到電子生成銅,看到碳棒上附著有紅色固體;負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-===Zn2+。(3)關(guān)閉K,溶液中的陽離子向正極移動(dòng),即向碳棒移動(dòng),電子從鋅出來經(jīng)過導(dǎo)線流向碳。 14.(2017咸寧高一檢測)理論上講,任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。請(qǐng)利用反應(yīng)“Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+”設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電池(正極材料用碳棒),回答下列問題: (1)該電池的負(fù)極材料是________,發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),電解質(zhì)溶液是____________。 (2)正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________________________________________________。 (3)若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1mol,則生成銀______g。 考點(diǎn) 原電池原理的應(yīng)用 題點(diǎn) 原電池的設(shè)計(jì) 答案 (1)Cu 氧化 AgNO3溶液 (2)碳棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì) (3)108 解析 (1)根據(jù)電池的總反應(yīng),可知負(fù)極一般是失電子的物質(zhì),所以負(fù)極材料應(yīng)該是銅,發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液是一種可溶性的銀鹽溶液,所以是AgNO3溶液。(2)正極上是溶液中的銀離子得到電子變成銀單質(zhì),所以正極上的現(xiàn)象是碳棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì)。(3)當(dāng)導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移1 mol電子的時(shí)候,正極上會(huì)析出1 mol銀單質(zhì),所以正極上生成的銀的質(zhì)量是108 g。 15.某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用,在常溫下,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下。 編號(hào) 電極材料 電解質(zhì)溶液 電流表指針偏轉(zhuǎn)方向 1 Al、Mg 稀鹽酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀鹽酸 偏向石墨 4 Al、Mg 氫氧化鈉溶液 偏向Mg 5 Al、Zn 濃硝酸 偏向Al 試根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題: (1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)是否相同(填“是”或“否”)?____________。 (2)由實(shí)驗(yàn)3完成下列填空: ①鋁為________極,電極反應(yīng)式:_________________________________________; ②石墨為________極,電極反應(yīng)式:______________________________________; ③電池總反應(yīng)式:_____________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)4中鋁作負(fù)極還是正極?________,理由是____________________________。 寫出鋁電極的電極反應(yīng)式:_______________________________________________。 (4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流表指針偏向鋁的原因:______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素:___________________ _____________________________________________________。 考點(diǎn) 原電池工作原理和正負(fù)極的判斷 題點(diǎn) 多角度判斷正、負(fù)極 答案 (1)否 (2)①負(fù) 2Al-6e-===2Al3+?、谡? 6H++6e-===3H2↑?、?Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ (3)負(fù)極 在NaOH溶液中,活動(dòng)性:Al>Mg Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O (4)Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化,Zn在濃硝酸中發(fā)生反應(yīng),被氧化,即在濃硝酸中,活動(dòng)性:Zn>Al,Al是原電池的正極 (5)①另一個(gè)電極材料的活動(dòng)性;②電解質(zhì)溶液 解析 在稀鹽酸中的活動(dòng)性:Mg>Al>Cu。由實(shí)驗(yàn)1和2可知,原電池中電流表指針是偏向正極。在實(shí)驗(yàn)3中電流表指針偏向石墨,由上述規(guī)律可知,Al是負(fù)極,石墨是正極,化學(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3+,鹽酸中的H+得到電子被還原為H2。在NaOH溶液中活動(dòng)性:Al>Mg,則Al是負(fù)極,Mg是正極。Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化,Zn在濃硝酸中被氧化,即在濃硝酸中活動(dòng)性:Zn>Al,Zn是負(fù)極,Al是正極,所以在實(shí)驗(yàn)5中電流表指針偏向鋁。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律 1.2.1 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)案 新人教版必修2 2018 2019 學(xué)年 高中化學(xué) 物質(zhì) 結(jié)構(gòu) 元素周期律 1.2 化學(xué)能 轉(zhuǎn)化 電能 新人
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