2022年高中化學(xué) 4-1 原電池教案 新人教版選修4

2022年高中化學(xué) 4-1 原電池教案 新人教版選修4課標(biāo)要求1體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過(guò)程。2了解原電池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。課標(biāo)解讀 1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)由化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能的探究。2掌握原電池的工作原理。3能正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。教學(xué)地位本節(jié)內(nèi)容則以必修2第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能所涉及的原電池常識(shí)為基礎(chǔ)，通過(guò)進(jìn)一步分析原電池的組成和探究其中的原理，引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念，恰好很好地全面體現(xiàn)本冊(cè)教材的目標(biāo)特點(diǎn)。是本章重點(diǎn)內(nèi)容之一。新課導(dǎo)入建議某化學(xué)興趣小組為了體驗(yàn)水果電池電流的存在進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。用橘子一個(gè)，鋁片和鋅片各一片，電燈泡一個(gè)，按圖連接好。在實(shí)驗(yàn)前，先用砂紙擦去金屬表面的氧化膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)保持兩金屬插在橘子上不能直接接觸。你知道在上述水果電池中，電流的強(qiáng)弱與兩極的距離有什么關(guān)系嗎？影響電流的因素還可能有哪些呢？【提示】距離越近，電流越大。另外，電流大小還與兩金屬片寬度以及兩電極金屬性相對(duì)強(qiáng)弱等因素有關(guān)。教學(xué)流程設(shè)計(jì)課前預(yù)習(xí)安排：(1)看教材P7172頁(yè)，填寫(xiě)【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的“知識(shí)1，原電池”，并完成【思考交流1】；(2)看教材P72頁(yè)，填寫(xiě)【課前自主導(dǎo)學(xué)】中的“知識(shí)2，原電池的設(shè)計(jì)”，并完成【思考交流2】。步驟1：導(dǎo)入新課、本課時(shí)教材地位分析。步驟2：建議對(duì)【思考交流】1、2多提問(wèn)幾個(gè)學(xué)生，使80%以上的學(xué)生都能掌握該內(nèi)容，以利于下一步對(duì)該重點(diǎn)知識(shí)的探究。步驟6：師生互動(dòng)完成“探究2”，可利用【問(wèn)題導(dǎo)思】中的問(wèn)題由淺入深地進(jìn)行。建議教師除【例2】外，再變換一下命題角度，使用【教師備課資源】中例題，以拓展學(xué)生的思路。步驟5：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成【變式訓(xùn)練1】和【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中的1、2、3題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。步驟4：教師通過(guò)【例1】和教材P7172頁(yè)講解研析對(duì)“探究1”中的注意事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)。步驟3：師生互動(dòng)完成“探究1”，可利用【問(wèn)題導(dǎo)思】設(shè)置的問(wèn)題由淺入深地進(jìn)行。步驟7：教師通過(guò)【例2】和教材P72頁(yè)講解研析“探究2”中的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。步驟8：在老師指導(dǎo)下由學(xué)生自主完成【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中的4題，驗(yàn)證學(xué)生對(duì)探究點(diǎn)的理解掌握情況。步驟9：先讓學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)學(xué)習(xí)的主要知識(shí)，然后對(duì)照【課堂小結(jié)】以明確掌握已學(xué)的內(nèi)容。安排學(xué)生課下完成【課后知能檢測(cè)】。課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件。2.能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式。3.體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化。1.通過(guò)設(shè)計(jì)銅鋅原電池兩種方案的對(duì)比，加深原電池原理的理解。(重點(diǎn)) 2.正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)與電池反應(yīng)方程式。(難點(diǎn)) 3.會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單原電池。(重點(diǎn))原電池1.原理(以銅、鋅原電池為例)原電池是利用氧化還原反應(yīng)原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。裝置舉例2.電極反應(yīng)鋅片負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)電極反應(yīng)式：Zn2e=Zn2銅片正極，發(fā)生還原反應(yīng)電極反應(yīng)式：Cu22e=Cu總電極反應(yīng)式為：Cu2Zn=CuZn23構(gòu)成條件條件兩個(gè)活潑性不同的電極，較活潑的做負(fù)極電解質(zhì)溶液形成閉合回路能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)1(1)原電池的兩電極必須是金屬嗎？(2)Cu與稀H2SO4能否設(shè)計(jì)成原電池？【提示】(1)不一定。如可用石墨做電極。(2)不能。Cu與稀H2SO4不能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。原電池的設(shè)計(jì)1.用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作負(fù)極，向外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作正極，從外電路得到電子。2將兩極浸在電解質(zhì)溶液中，通過(guò)陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)形成內(nèi)電路。3放電時(shí)負(fù)極上的電子通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向正極，再通過(guò)溶液中離子移動(dòng)形成的內(nèi)電路構(gòu)成閉合回路。2在內(nèi)電路中，陰、陽(yáng)離子分別向哪個(gè)極板移動(dòng)？【提示】陰離子負(fù)極，陽(yáng)離子正極。原電池正、負(fù)極的判斷方法【問(wèn)題導(dǎo)思】原電池中，電子流出的極是正極還是負(fù)極？【提示】負(fù)極。若某電極在反應(yīng)過(guò)程中增重，是原電池的正極還是負(fù)極？【提示】正極。1由組成原電池的兩極材料判斷較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。2根據(jù)電流方向或電子流向判斷外電路中，電流由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極。3根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向判斷在原電池電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。4根據(jù)原電池中兩極發(fā)生的反應(yīng)判斷原電池中，負(fù)極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。若給出一個(gè)總方程式，則可根據(jù)化合價(jià)升降來(lái)判斷。5根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷原電池工作后，某一電極質(zhì)量增加，說(shuō)明溶液中的陽(yáng)離子在該電極上放電，該極為正極，活潑性較弱；反之，如果某一電極質(zhì)量減輕，則該電極溶解，為負(fù)極，活潑性較強(qiáng)。6根據(jù)電極上有氣泡產(chǎn)生判斷原電池工作后，如果某一電極上有氣體產(chǎn)生，通常是因?yàn)樵撾姌O發(fā)生了析出H2的反應(yīng)，說(shuō)明該電極為正極，活動(dòng)性較弱。7根據(jù)某電極(X)附近pH的變化判斷生成H2或吸收O2電極反應(yīng)發(fā)生后，均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大，因而原電池工作后，X極附近的pH增大了，說(shuō)明X極為正極，金屬活動(dòng)性較弱。原電池中，活潑性強(qiáng)的金屬不一定做負(fù)極：如下面的原電池。(1)中Al作負(fù)極。(2)中Cu作負(fù)極。某高二化學(xué)興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。試根據(jù)下表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、石墨稀鹽酸偏向石墨4Mg、AlNaOH偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al(1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極是否相同？(2)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)3中的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。(3)實(shí)驗(yàn)4中Al作正極還是作負(fù)極？為什么？寫(xiě)出Al電極的電極反應(yīng)式。(4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向Al的原因。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)：在原電池中金屬鋁作正極還是作負(fù)極受到哪些因素的影響？【解析】一般情況下，較活潑的金屬作原電池的負(fù)極，根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2的結(jié)果，自然得出1中Al作正極，2中Al作負(fù)極。在NaOH溶液中，Al比Mg活潑，作負(fù)極。在濃硝酸中由于A(yíng)l發(fā)生鈍化，Zn作負(fù)極?！敬鸢浮?1)不同；(2)Al為負(fù)極：Al3e=Al3，石墨為正極：2H2e=H2，2Al6H=2Al33H2；(3)Al作負(fù)極，因?yàn)锳l能與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不能與NaOH溶液反應(yīng)，Al4OH3e=AlO2H2O；(4)實(shí)驗(yàn)5中由于A(yíng)l在濃硝酸中發(fā)生鈍化，所以Zn為負(fù)極；(5)與另一電極材料的活潑性、電解質(zhì)溶液的酸堿性以及電解質(zhì)溶液的氧化性強(qiáng)弱等因素有關(guān)。本題學(xué)生易只考慮活潑性強(qiáng)的作原電池負(fù)極，而易忽略原電池必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。1有如圖所示的兩個(gè)原電池裝置，下列說(shuō)法不正確的是()AA池中負(fù)極的電極反應(yīng)為Mg2e=Mg2BMg在A(yíng)池中為負(fù)極，在B池中為正極CB池中電子的流向：MgAlD原電池工作一段時(shí)間后，A池溶液的pH會(huì)增大【解析】判斷原電池正負(fù)極，除考慮活潑性還要注意電解質(zhì)溶液對(duì)正負(fù)極的影響。對(duì)于稀硫酸來(lái)說(shuō)，鎂是比鋁更活潑的金屬；但對(duì)于氫氧化鈉溶液來(lái)說(shuō)，鋁是比鎂更活潑的金屬，所以A池中鎂是負(fù)極，B池中鋁是負(fù)極，B對(duì)；A池中電極反應(yīng)為Mg2e=Mg2，A對(duì)；B池中電子流向?yàn)锳lMg，C項(xiàng)錯(cuò)。A池中正極2H2e=H2，隨著反應(yīng)進(jìn)行，c(H)減少，pH增大，D對(duì)?！敬鸢浮緾原電池原理的應(yīng)用【問(wèn)題導(dǎo)思】若純鋅與粗鋅(含F(xiàn)e、C等)分別與同濃度的稀H2SO4反應(yīng)制取H2，哪種方法產(chǎn)生H2的速率快？【提示】粗鋅。將金屬a、b用導(dǎo)線(xiàn)相連插入稀H2SO4中，發(fā)現(xiàn)b上產(chǎn)生氣泡，則a與b相比較，誰(shuí)更活潑？【提示】a1加快氧化還原反應(yīng)的速率例如：在鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。2比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱例如：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入到稀硫酸中，觀(guān)察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極，b是正極，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性a>b。3用于金屬的防護(hù)如要保護(hù)一個(gè)鐵閘，可用導(dǎo)線(xiàn)將其與一鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極，鐵閘作正極。4設(shè)計(jì)化學(xué)電池例如：以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2為依據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。(1)將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別作原電池負(fù)極和正極電極反應(yīng)式。負(fù)極：Cu2e=Cu2正極：2Fe32e=2Fe2(2)確定電極材料若發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接作負(fù)極如為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子，可用惰性電極(如Pt、碳棒)作負(fù)極。正極的電極材料必須不如負(fù)極材料活潑。本例中可用銅棒作負(fù)極。用鉑絲或碳棒作正極：(3)確定電解質(zhì)溶液一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作電解液。(4)構(gòu)成閉合回路。由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置現(xiàn)象金屬A不斷溶解，生成二價(jià)離子C的質(zhì)量增加A上有氣泡產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是_。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式_。(3)裝置丙中溶液的pH_(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是_。【解析】甲、乙、丙均為原電池裝置，依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為正極，活潑性：A>B，乙中C極增重，即析出Cu，則B為負(fù)極，活潑性：B>C，丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性：D>A，隨著H的消耗，pH變大?！敬鸢浮?1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)變大(4)D>A>B>C原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法這是電化學(xué)知識(shí)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，如果題目給定了圖示裝置，先分析正、負(fù)極，再根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)規(guī)律去寫(xiě)電極反應(yīng)式；如果題目給定了總反應(yīng)式，可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素的化合價(jià)變化情況)，再根據(jù)溶液的酸堿性等實(shí)際情況去寫(xiě)電極反應(yīng)式，另一電極反應(yīng)式可直接寫(xiě)或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看做數(shù)學(xué)中的代數(shù)式，用電池反應(yīng)減去已寫(xiě)的電極反應(yīng)式，即得結(jié)果，特別需要指出的是對(duì)于可充電電池的反應(yīng)，需要看清楚“充電、放電”的方向，放電的過(guò)程應(yīng)用原電池原理，充電的過(guò)程應(yīng)用電解原理。(1)寫(xiě)電池反應(yīng)時(shí)，正、負(fù)極電極反應(yīng)式進(jìn)行加和時(shí)，應(yīng)注意電子得失要相等，再加和。(2)利用總反應(yīng)式減去其中一極反應(yīng)式時(shí)也要注意電子守恒。(3)弱電解質(zhì)、氣體或難溶電解質(zhì)均用分子表示，其余用離子符號(hào)表示。(4)注意電解質(zhì)溶液的成分對(duì)正極、負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的影響，正、負(fù)極產(chǎn)物可根據(jù)題意或據(jù)化學(xué)方程式確定，如鉛蓄電池中電解質(zhì)溶液H2SO4中的SO參與電極反應(yīng)生成PbSO4。(5)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)要保證電荷守恒、元素守恒，可以根據(jù)電極反應(yīng)式的需要添加H或OH或H2O。2有A、B、C、D四塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：A、B用導(dǎo)線(xiàn)相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，A為負(fù)極；C、D用導(dǎo)線(xiàn)相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，電流由D導(dǎo)線(xiàn)C；A、C相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；B、D用導(dǎo)線(xiàn)相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是()AABCDBACDBCCABD DBDCA【解析】金屬與稀硫酸溶液組成原電池，活潑金屬為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H在正極表面得到電子生成氫氣，電子運(yùn)動(dòng)方向由負(fù)極到正極。題中由知A>B；由知C>D；由知A>C；由知D>B。綜合以上信息可知金屬活動(dòng)性ACDB。【答案】B【教師備課資源】鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?1)寫(xiě)出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：_。(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)畫(huà)出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)_；負(fù)極反應(yīng)_?！窘馕觥扛鶕?jù)氧化還原反應(yīng)2Fe3Cu=2Fe2Cu2設(shè)計(jì)原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu失電子，正極選擇比Cu活潑性弱的金屬或石墨棒，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。【答案】(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)裝置圖：Fe3e=Fe2(或2Fe32e=2Fe2)Cu2e=Cu2原電池能量變化構(gòu)成條件電子流動(dòng)方向離子移動(dòng)方向電極判斷依據(jù)電極反應(yīng)類(lèi)型電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1下圖中能組成原電池產(chǎn)生電流的是()【解析】A、D兩項(xiàng)中電極與電解質(zhì)溶液之間不發(fā)生反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池。B項(xiàng)符合原電池的三個(gè)構(gòu)成條件，且Zn能與H2SO4溶液反應(yīng)，兩電極發(fā)生的反應(yīng)分別是Zn2e=Zn2，2H2e=H2。C項(xiàng)中酒精不是電解質(zhì)，故不是原電池。【答案】B2下列說(shuō)法正確的是()A原電池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置B原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C原電池的兩極發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)D形成原電池后，原電池中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)【解析】原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電子流出的一極是負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)；電子流進(jìn)的一極是正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)?！敬鸢浮緿3一個(gè)原電池反應(yīng)的離子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，該原電池的正確組成是()ABCD正極ZnCuCuZn負(fù)極CuZnZnCu電解質(zhì)溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4溶液CuCl2溶液【解析】本題考查原電池的組成?；顫娊饘贋樨?fù)極，且能與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)?！敬鸢浮緾4利用反應(yīng)Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。在下圖方格內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并指出正極材料為_(kāi)，電極反應(yīng)式為_(kāi)；負(fù)極材料為_(kāi)，電極反應(yīng)式為_(kāi)?！窘馕觥恳话銇?lái)說(shuō)，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成相應(yīng)的原電池。具體設(shè)計(jì)時(shí)，先將氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)(即氧化反應(yīng)和還原反應(yīng))，然后根據(jù)構(gòu)成原電池的條件，選擇合適的電極材料及適宜的電解質(zhì)溶液，將兩電極用導(dǎo)線(xiàn)連接插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路，即可成功設(shè)計(jì)原電池。將Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2拆分為：Zn2e=Zn2(氧化反應(yīng))和2Fe32e=2Fe2(還原反應(yīng))；結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知，該電池的負(fù)極應(yīng)用鋅，則正極所用材料活潑性應(yīng)比鋅弱，為保證Fe3在正極得電子，則電解質(zhì)溶液為FeCl3等易溶的鐵鹽溶液。【答案】(實(shí)驗(yàn)裝置圖如下)Pt(或石墨)2Fe32e=2Fe2ZnZn2e=Zn21下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是()【解析】B、C選項(xiàng)均無(wú)化學(xué)反應(yīng)；D選項(xiàng)Zn與稀H2SO4反應(yīng)，但裝置不能形成閉合回路，只有A符合要求?！敬鸢浮緼2根據(jù)原電池的有關(guān)知識(shí)，下列反應(yīng)不能用于原電池的是()A2H2O2點(diǎn)燃,2H2OB2CH3OH3O2點(diǎn)燃,2CO24H2OCZn2HCl=ZnCl2H2DNaOHHCl=NaClH2O【解析】原電池反應(yīng)必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，選項(xiàng)D是非氧化還原反應(yīng)，故它不可以用于原電池反應(yīng)?！敬鸢浮緿3100 mL濃度為2 mol/L的鹽酸跟過(guò)量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的量，可采用的方法是()A加入適量的6 mol/L的鹽酸B加入數(shù)滴氯化銅溶液C加入適量蒸餾水D加入適量的氯化鈉溶液【解析】增大氫離子濃度能加快反應(yīng)速率，但由于是跟過(guò)量的鋅片反應(yīng)，所以再加入適量的6 mol/L的鹽酸會(huì)增加生成氫氣的量，故A錯(cuò)誤；加入數(shù)滴氯化銅溶液，鋅置換出銅以后，就會(huì)構(gòu)成原電池，從而加快反應(yīng)速率，故B正確；加入適量蒸餾水或加入適量的氯化鈉溶液都會(huì)減小氫離子濃度，從而減慢了反應(yīng)速率。【答案】B4X、Y、Z、M、N代表五種金屬，有以下化學(xué)反應(yīng)：(1)水溶液中XY2=X2Y；(2)Z2H2O(冷水)=Z(OH)2H2；(3)M、N為電極，與N鹽溶液組成原電池，電極反應(yīng)為M2e=M2；(4)Y可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化。則這五種金屬的活動(dòng)性由弱到強(qiáng)的順序是()AM<N<Y<X<ZBN<M<X<Y<ZCN<M<Y<X<Z DX<Z<N<M<Y【解析】由反應(yīng)(1)可知活動(dòng)性Y<X；由反應(yīng)(2)得，Z是非?；顫姷慕饘?；(3)中M發(fā)生氧化反應(yīng)，則M極為原電池的負(fù)極，活動(dòng)性較強(qiáng)，M>N；由(4)可得，M<Y。綜合上述分析可得這五種金屬的活動(dòng)性由弱到強(qiáng)的順序是N<M<Y<X<Z?！敬鸢浮緾5下圖是鋅、銅和稀硫酸形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書(shū)卡片上記錄如下：卡片；No.28時(shí)間：xx.03.20實(shí)驗(yàn)后的記錄：Zn為正極，Cu為負(fù)極H向負(fù)極移動(dòng)電子流動(dòng)方向?yàn)閆nCuCu極有H2產(chǎn)生若有1 mol電子流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)，則產(chǎn)生的H2為0.5 mol正極反應(yīng)式：Zn2e=Zn2卡片上的描述合理的是()A. BC D【解析】構(gòu)成原電池的正極是Cu，負(fù)極是Zn，故錯(cuò)誤；電子從負(fù)極Zn流出，流向正極Cu，H向正極移動(dòng)，在Cu上得電子：2H2e=H2，故錯(cuò)誤，正確；此原電池負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是Zn2e=Zn2，錯(cuò)誤；總反應(yīng)方程式：Zn2H=Zn2H2，當(dāng)有1 mol電子通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生H2為0.5 mol，故正確?！敬鸢浮緽6控制合適的條件，將反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()甲乙A反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3被還原C電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負(fù)極【解析】反應(yīng)開(kāi)始后，乙中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為2I2e=I2，為氧化反應(yīng)，A說(shuō)法正確。甲中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為2Fe32e=2Fe2，F(xiàn)e3被還原，B正確。電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C正確。電流計(jì)讀數(shù)為零(反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài))后，在甲中溶入FeCl2固體，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，I2被還原，乙中的石墨電極為正極，D錯(cuò)誤。故選D。【答案】D7用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線(xiàn)和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()在外電路中，電流由銅電極流向銀電極；正極反應(yīng)為：Age=Ag；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作；將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同。ABC D【解析】Cu作負(fù)極，Ag作正極。負(fù)極：Cu2e=Cu2；正極：Age=Ag。在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，所以錯(cuò)。沒(méi)有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，錯(cuò)。無(wú)論是否為原電池，反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同，均為氧化還原反應(yīng)，對(duì)。【答案】C8.如圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此裝置的下列說(shuō)法正確的是()A外電路的電流方向?yàn)椋篨外電路YB若兩電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為ZnC若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性為X>YDX極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)【解析】由圖可知電子的流動(dòng)方向是X外電路Y，則電流的方向就為Y外電路X；X為原電池的負(fù)極，Y為正極，X的活動(dòng)性比Y強(qiáng)；X極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，Y極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)?！敬鸢浮緾9在如圖所示裝置中，觀(guān)察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液【解析】本題通過(guò)電極變化來(lái)確定電極，N棒變細(xì)，即N極上發(fā)生氧化反應(yīng)，N棒金屬較活潑，排除A、D，由M棒變粗，可知B不正確。【答案】C10如圖所示，X為單質(zhì)硅，Y為金屬鐵，a為NaOH溶液，組裝成一個(gè)原電池，下列說(shuō)法正確的是()AX為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Si4e=Si4BX為正極，電極反應(yīng)為：4H2O4e=4OH2H2CX為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Si6OH4e=SiO3H2ODY為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2【解析】硅、鐵、NaOH溶液組成原電池時(shí)，Si為負(fù)極：Si4e6OH=SiO3H2O；鐵為正極：4H2O4e=4OH2H2，總反應(yīng)式：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2?！敬鸢浮緾11(1)下列裝置屬于原電池的是_。(2)在選出的原電池中，_是負(fù)極，發(fā)生_反應(yīng)，_是正極，該極的現(xiàn)象是_。(3)此原電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。【解析】(1)構(gòu)成原電池的條件：兩個(gè)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)行的氧化還原反應(yīng)。根據(jù)此條件知，屬于原電池。(2)(3)在中，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，表面有氣泡冒出，反應(yīng)實(shí)質(zhì)為FeH2SO4=FeSO4H2?！敬鸢浮?1)(2)Fe氧化CuCu表面有氣泡產(chǎn)生(3)FeH2SO4=FeSO4H212依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_；(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)。(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。【解析】由氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)可知，可以選用CuAgAgNO3(aq)構(gòu)成簡(jiǎn)易的原電池。因此題圖中電極X的材料是Cu，電解質(zhì)溶液Y是AgNO3(aq)，正極為Ag，正極上發(fā)生的反應(yīng)為Age=Ag。負(fù)極為Cu，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2e=Cu2。在外電路，電子由負(fù)極流向正極，即從X(Cu)電極流向Ag電極?！敬鸢浮?1)CuAgNO3(2)正Age=AgCu2e=Cu2(3)X(Cu)Ag13現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：(A)NaOHHCl=NaClH2O(B)Cu2Ag=2AgCu2(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計(jì)成原電池_。(2)如果不能，說(shuō)明其原因_。(3)如果可以，則寫(xiě)出正、負(fù)極材料及其電極反應(yīng)式和反應(yīng)類(lèi)型(“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)：負(fù)極：_，_，_；正極：_，_，_；若導(dǎo)線(xiàn)上轉(zhuǎn)移電子1 mol，則正極質(zhì)量增加_g，電解質(zhì)溶液：_?！窘馕觥?1)只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，(B)是氧化還原反應(yīng)且能自發(fā)進(jìn)行。(3)根據(jù)電池反應(yīng)式Cu2Ag=2AgCu2可知，Cu失電子作負(fù)極，負(fù)極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅還不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?；Ag得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液?！敬鸢浮?1)(A)不能，(B)可以(2)(A)為非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移(3)CuCu2e=Cu2氧化反應(yīng)碳棒、Ag、Pt、Au(任選一)2Ag2e=2Ag還原反應(yīng)108AgNO3溶液14某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱，他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：方案：有人提出將大小相等的鐵片和銅片分別同時(shí)放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀(guān)察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動(dòng)性。該原理的離子方程式為_(kāi)。方案：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱。試在下面的方框內(nèi)畫(huà)出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。方案：結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu活動(dòng)性相對(duì)強(qiáng)弱的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案(與方案、不能雷同)：_，用離子方程式表示其反應(yīng)原理：_?！窘馕觥勘容^或驗(yàn)證金屬活動(dòng)性相對(duì)強(qiáng)弱的方案有很多，可以利用金屬與酸反應(yīng)的難易來(lái)判斷或驗(yàn)證；也可以利用原電池原理(負(fù)極是較活潑的金屬)，也可以利用金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)來(lái)完成?！敬鸢浮糠桨福篎e2H=Fe2H2方案：2H2e=H2Fe2e=Fe2方案：把鐵片插入CuSO4溶液中，一段時(shí)間后，觀(guān)察鐵片表面是否生成紅色物質(zhì)(合理即可)FeCu2=CuFe2