一、原電池
1．原電池的基本概念
（1）原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
（2）原電池的電極
負(fù)極：電子流出——活動(dòng)性較強(qiáng)——發(fā)生氧化反應(yīng)；
正極：電子流入——活動(dòng)性較弱——發(fā)生還原反應(yīng)。
（3）原電池的構(gòu)成條件
①能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
②具有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極(金屬和金屬或金屬和非金屬)。
③形成閉合回路或在溶液中相互接觸。
2．原電池的工作原理 (以Zn?Cu原電池為例]
（1）一般條件下，較活潑的金屬材料作負(fù)極，失去電子，電子經(jīng)外電路流向正極，再通過溶液中的離子形成的內(nèi)電路構(gòu)成環(huán)路。
①在原電池中，電極可能與電解質(zhì)反應(yīng)，也可能與電解質(zhì)不反應(yīng)；不發(fā)生反應(yīng)的可看作金屬發(fā)生吸氧腐蝕，如圖所示。
②閉合回路的形成也有多種方式，可以是導(dǎo)線連接兩個(gè)電極，也可以是兩電極接觸，如圖所示。
（2）在原電池中，電流流動(dòng)方向與電子流動(dòng)方向相反。
（3）原電池的判定：一看有無外接電源，若有外接電源則為電解池，若無外接電源則可能為原電池；二看電極是否用導(dǎo)線相連并與電解質(zhì)溶液形成閉合電路；三看電極與電解質(zhì)溶液是否能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。
3．原電池電極反應(yīng)式的書寫
（1）準(zhǔn)確判斷原電池的正負(fù)極是書寫電極反應(yīng)的關(guān)鍵。
如果原電池的正負(fù)極判斷失誤，電極反應(yīng)式的書寫一定錯(cuò)誤。判斷正負(fù)極的方法不是絕對(duì)的，例如銅片和鋁片同時(shí)插入濃硝酸溶液中，由于鋁片表明的鈍化，這時(shí)銅失去電子，是負(fù)極，其電極反應(yīng)為：
負(fù)極：Cu?2e? SKIPIF 1 < 0 Cu2+
正極：2 SKIPIF 1 < 0 + 4H+ + 2e? SKIPIF 1 < 0 2H2O + 2NO2↑
再如鎂片和鋁片同時(shí)插入氫氧化鈉溶液中，雖然鎂比鋁活潑，但由于鎂不與氫氧化鈉反應(yīng)，而鋁卻反應(yīng)，失去電子，是負(fù)極，其電極反應(yīng)為：
負(fù)極：2Al + 8OH??6e? SKIPIF 1 < 0 2 SKIPIF 1 < 0 + 2H2O
正極：6H2O+6e? SKIPIF 1 < 0 6OH?+3H2↑
（2）要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性。
在正負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)不是孤立的，它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系，如氫氧燃料電池有酸式和堿式，在酸溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH?，在堿溶液中，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+，像CH4、CH3OH等燃料電池，在堿溶液中碳（C）元素以 SKIPIF 1 < 0 離子形式存在，而不是放出CO2氣體。
（3）要考慮電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目。
在同一個(gè)原電池中，負(fù)極失去電子數(shù)必然等于正極得到的電子數(shù)，所以在書寫電極反應(yīng)時(shí)，一定要考慮電荷守恒。防止由總反應(yīng)方程式改寫成電極反應(yīng)式時(shí)所帶來的失誤，同時(shí)也可避免在有關(guān)計(jì)算中產(chǎn)生誤差。
（4）要利用總的反應(yīng)方程式。
從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池，而兩個(gè)電極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)方程式。所以只要知道總反應(yīng)方程式和其中一個(gè)電極反應(yīng)，便可以寫出另一個(gè)電極反應(yīng)方程式。
注意：介質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)式書寫的影響
①中性溶液反應(yīng)物若是H+得電子或OH?失電子，則H+或OH?均來自于水的電離。
②酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有OH?。
③堿性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有H+。
④水溶液中不能出現(xiàn)O2?。
二、原電池原理的應(yīng)用
原電池原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。
化學(xué)電源：人們利用原電池原理，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池，以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，電池發(fā)揮的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星、飛機(jī)、輪船，小到電腦、電話、手機(jī)以及心臟起搏器等，都離不開各種的電池。
加快反應(yīng)速率：如實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，用純鋅生成氫氣的速率較慢，而用粗鋅可大大加快化學(xué)反應(yīng)速率，這是因?yàn)樵诖咒\中含有雜質(zhì)，雜質(zhì)和鋅形成了無數(shù)個(gè)微小的原電池，加快了反應(yīng)速率。
比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：一般來說，負(fù)極比正極活潑。
防止金屬的腐蝕：金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中，我們把不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)形成的原電池反應(yīng)而引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕：在潮濕的空氣中，鋼鐵表面吸附一層薄薄的水膜，里面溶解了少量的氧氣、二氧化碳，含有少量的H+和OH?形成電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了無數(shù)個(gè)微小的原電池，鐵作負(fù)極，碳作正極，發(fā)生吸氧腐蝕：
負(fù)極：2Fe?4e? SKIPIF 1 < 0 2Fe2+ 正極：O2+4e?+2H2O SKIPIF 1 < 0 4OH?
電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護(hù)的金屬相連接，或者讓金屬與電源的負(fù)極相連接均可防止金屬的腐蝕。
考向一 原電池工作原理
典例1 某學(xué)生用鋅片、銅片、發(fā)光二極管、濾紙、導(dǎo)線等在玻璃片制成如圖所示的原電池，當(dāng)濾紙用醋酸溶液潤(rùn)濕時(shí)，二極管發(fā)光。下列有關(guān)該電池的說法正確的是
A．銅片上的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu
B．外電路中電子由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片
C．電池工作時(shí)電能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
D．該電池工作時(shí)，若有13克鋅被溶解，則銅片上產(chǎn)生標(biāo)況下4.48 L H2
【解析】A項(xiàng)，在該裝置圖中，Zn、Cu及電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池。由于金屬活動(dòng)性：Zn>Cu，所以Zn為負(fù)極，失去電子，Cu為正極，在正極上溶液中的H＋得到電子，生成H2，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，外電路中電子由負(fù)極Zn片經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電池工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該電池工作時(shí)，若有13克鋅被溶解，n(Zn)＝m÷M＝13 g÷65 g/ml＝0.2 ml，則由于在整個(gè)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以銅片上產(chǎn)生標(biāo)況下V(H2)＝nVm＝0.2 ml ×22.4 L/ml＝4.48 L，正確。
【答案】D
1．分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是
A．①②中Mg作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極
B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O+6e?6OH?+3H2↑
C．③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe?3e?Fe3+
D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H++2e?H2↑
判斷原電池正、負(fù)極的五種方法
注意：原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負(fù)極的思維定式。
考向二 鹽橋原電池
典例1 如圖所示為鋅銅原電池。下列敘述中，正確的是
A．鹽橋的作用是傳導(dǎo)離子
B．外電路電子由銅片流向鋅片
C．鋅片上的電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－===Zn
D．外電路中有0.2 ml電子通過時(shí)，銅片表面質(zhì)量增加約3.2 g
【解析】“雙液”原電池中，鹽橋連接左、右兩個(gè)燒杯中的溶液，傳導(dǎo)離子，起到導(dǎo)電作用，A正確。鋅的活潑性強(qiáng)于銅，則鋅片是負(fù)極，銅片是正極；在外電路中，電子由負(fù)極流向正極，則電子由鋅片流向銅片，B錯(cuò)誤。鋅片是負(fù)極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，C錯(cuò)誤。銅片是正極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，電路中通過0.2 ml電子時(shí)，銅片上析出0.1 ml Cu，其質(zhì)量為0.1 ml×64 g·ml－1＝6.4 g，D錯(cuò)誤。
【答案】A
2．控制適合的條件，將反應(yīng)Fe3++AgFe2++Ag+設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池(鹽橋裝有瓊脂—硝酸鉀溶液；靈敏電流計(jì)的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是
A．鹽橋中的K+移向乙燒杯
B．一段時(shí)間后，電流計(jì)指針反向偏轉(zhuǎn)，越過0刻度，向左邊偏轉(zhuǎn)
C．在外電路中，電子從石墨電極流向銀電極
D．電流計(jì)指針居中后，往甲燒杯中加入一定量的鐵粉，電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn)
考向三 判斷金屬的活潑性及反應(yīng)速率
典例1 M、N、P、E四種金屬，已知：①M(fèi)+N2+N+M2+；②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為 E2++2e?E，N?2e?N2+。則這四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是
A．P>M>N>EB．E>N>M>P
C．P>N>M>ED．E>P>M>N
【解析】由①知，金屬活動(dòng)性：M>N；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動(dòng)性：P>M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負(fù)極，故金屬活動(dòng)性：N>E。綜合可知，A正確。
【答案】A
3．等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過量的稀H2SO4中，同時(shí)向a中放入少量的CuSO4溶液，如圖表示產(chǎn)生H2的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系，其中正確的是
考向四 設(shè)計(jì)原電池
典例1 事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________(填序號(hào)，下同)。
a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH>0
b．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔHC>D>E B． A>C>D>B>E C． C>A>B>D>E D． B>D>C>A>E
4．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有大小相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中分別滴入CuSO4濃溶液和FeSO4濃溶液。一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化)
A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端高B端低
B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端低B端高
C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低B端高
D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低
5．某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是
A．加熱鐵片Ⅰ所在燒杯，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B．用KSCN溶液檢驗(yàn)鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判斷電池的正、負(fù)極
C．鐵片Ⅰ、Ⅲ的腐蝕速率相等
D．“電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未被腐蝕
6．Al-H2O2電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。已知H2O2可以看做弱酸，則電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是
A．電流方向:由MnO2電極流向Al電極
B．負(fù)極附近溶液pH上升
C．正極的電極反應(yīng)式為+H2O+2e-3OH-
D．正極發(fā)生的副反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-
7．普通水泥在固化過程中自由水分子減少并產(chǎn)生Ca(OH)2，溶液呈堿性。根據(jù)這一特點(diǎn)科學(xué)家發(fā)明了電動(dòng)勢(shì)(E)法測(cè)水泥初凝時(shí)間，此法的原理如圖所示，反應(yīng)的總方程式為2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。下列有關(guān)說法正確的是
A．裝置中電流方向由Cu經(jīng)導(dǎo)線到Ag2O
B．測(cè)量原理示意圖中，Ag2O為負(fù)極
C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
D．電池工作時(shí)，OH－向正極移動(dòng)
8．鐵碳微電解技術(shù)是利用原電池原理處理酸性污水的一種工藝，裝置如圖。若上端開口關(guān)閉，可得到強(qiáng)還原性的H·（氫原子）；若上端開口打開，并鼓入空氣，可得到強(qiáng)氧化性的·OH（羥基自由基）。下列說法錯(cuò)誤的是
A．無論是否鼓入空氣，負(fù)極的電極反應(yīng)式均為Fe－2e－===Fe2＋
B．不鼓入空氣時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為H＋＋e－===H·
C．鼓入空氣時(shí)，每生成1 ml·OH有2 ml電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
D．處理含有草酸（H2C2O4）的污水時(shí)，上端開口應(yīng)打開并鼓入空氣
9．根據(jù)下列原電池的裝置圖，回答問題：
（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且做負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將____________(填“升高”“降低”或“基本不變”)。
（2）若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則負(fù)極A極材料為________，正極B極材料為________，溶液C為________________。
（3）用CH4和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：
①則d電極是________(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極的反應(yīng)方程式為_________________________。
②若線路中轉(zhuǎn)移2 ml電子，則上述燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。
1．[新課標(biāo)Ⅰ]利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是
A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能
B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+
C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3
D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)
2．[新課標(biāo)II]Mg?AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是
A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg?2e? SKIPIF 1 < 0 Mg2+
B．正極反應(yīng)式為Ag++e? SKIPIF 1 < 0 Ag
C．電池放電時(shí)Cl?由正極向負(fù)極遷移
D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O SKIPIF 1 < 0 Mg(OH)2+H2↑
3．[海南]某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說法正確的是
A．Zn為電池的負(fù)極
B．正極反應(yīng)式為2FeO42?+ 10H++6e? SKIPIF 1 < 0 Fe2O3+5H2O
C．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變
D．電池工作時(shí) SKIPIF 1 < 0 向負(fù)極遷移
4．[上海]圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示
A．銅棒的質(zhì)量 B．c(Zn2+)
C．c(H+) D．c(SO42?)
5．[天津]鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是
A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電池工作一段時(shí)間后，甲池的c( SKIPIF 1 < 0 )減小
C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加
D．陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡
單液原電池
雙液原電池
裝置圖
電極與電極反應(yīng)
負(fù)極(鋅片) Zn?2e? SKIPIF 1 < 0 Zn2+ (氧化反應(yīng))
正極(銅片) Cu2++2e? SKIPIF 1 < 0 Cu (還原反應(yīng))
電子流向
由鋅片沿導(dǎo)線流向銅片
離子遷移方向
陰離子向負(fù)極遷移；陽離子向正極遷移
電池反應(yīng)方程式
Zn+Cu2+Cu+Zn2+
兩類裝置
的不同點(diǎn)
還原劑Zn與氧化劑Cu2+直接接觸，既有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，又有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，造成能量損耗
Zn與氧化劑Cu2+不直接接觸，僅有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，避免了能量損耗，故電流穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)
裝置
現(xiàn)象
電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)
電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
變式拓展
1．【答案】B
【解析】②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負(fù)極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃硝酸反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯(cuò)；②中電池總反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，負(fù)極反應(yīng)式為2Al+8OH??6e?2+4H2O，兩者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O+6e?6OH?+3H2↑，B正確；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e?4OH?，D錯(cuò)。
2．【答案】D
【解析】該原電池中，Ag失電子作負(fù)極，石墨作正極，鹽橋中K+移向正極(甲燒杯)；一段時(shí)間后，原電池反應(yīng)結(jié)束，電流計(jì)指針指向0；原電池外電路電子由負(fù)極流向正極，所以電子從銀電極流向石墨電極；電流計(jì)指針居中后，往甲燒杯中加入一定量的鐵粉，形成新的原電池，鐵做負(fù)極，銀做正極，故電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。
3．【答案】D
【解析】等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過量的稀H2SO4中，同時(shí)向a中放入少量的CuSO4溶液，發(fā)生：Zn+Cu2+Zn2++Cu，形成原電池，反應(yīng)速率增大，反應(yīng)用時(shí)少于b，但生成的氫氣也少于b，圖像應(yīng)為D。
4．【答案】（1）Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2
（2）2H＋＋2e－===H2↑ 酸性
NHeq \\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeOeq \\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋
（3）溶液變紅 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 陰
2Cl－－2e－===Cl2↑ 濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙
Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2
【解析】（1）設(shè)導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為x，則負(fù)極減少28 g·ml－1·x，正極增重32 g·ml－1·x，28 g·ml－1x＋32 g·ml－1x＝12 g，x＝0.2 ml。
（2）NH4Cl水解，使溶液顯酸性，正極上H＋得電子，負(fù)極上Fe失電子生成Fe2＋。Cl2將Fe2＋氧化為Fe3＋，Cl2過量時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)為：2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeOeq \\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋。
（3）將鹽橋改為銅絲和石墨后甲裝置成為原電池，乙裝置成為電解池。甲中Fe為負(fù)極，Cu為正極，正極電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞溶液后變紅色。乙中石墨（1）為陰極，與銅絲相連的電極為陽極，該電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)。
考點(diǎn)沖關(guān)
1．【答案】B
【解析】一般普通原電池中負(fù)極必須是金屬，正極可以是金屬或非金屬導(dǎo)體，A錯(cuò)誤；原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，B正確；原電池工作時(shí)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)誤；鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鋅片上有6.5 g鋅溶解，正極上有0.2 g氫氣生成，D錯(cuò)誤。
2．【答案】C
【解析】銅鋅原電池中，Cu作正極，溶液中的氫離子在正極上得電子生成氫氣，所以Cu上有氣泡生成，故A正確；原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，LED燈發(fā)光時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為光能，故B正確；檸檬汁顯酸性也能作電解質(zhì)溶液，所以將硫酸換成檸檬汁，仍然構(gòu)成原電池，所以導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，故C錯(cuò)誤；金屬性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正極，所以電路中的電流方向不變，故D正確。
3．【答案】B
【解析】金屬與稀硫酸組成原電池，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H2，電子運(yùn)動(dòng)方向：負(fù)極→正極，電流方向：正極→負(fù)極。在題述原電池中，金屬活動(dòng)性：①A>B，②C>D，③A>C，④D>B，⑤B>E。綜上可知，金屬活動(dòng)性：A>C>D>B>E。
4．【答案】C
【解析】當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e球作負(fù)極，Cu球作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋，正極：Cu2＋＋2e－===Cu，銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)量減少，杠桿A端低B端高。
5．【答案】A
【解析】溫度不同，反應(yīng)速率不等，兩燒杯中存在電勢(shì)差，能夠產(chǎn)生電流，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；兩燒杯中溶液的濃度不同，發(fā)生離子的定向移動(dòng)，產(chǎn)生電流，鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Fe2＋，與KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，不能判斷電池的正、負(fù)極，故B錯(cuò)誤；鐵片Ⅰ與鐵片Ⅱ未構(gòu)成原電池，鐵片Ⅲ與鐵片Ⅳ構(gòu)成了原電池，腐蝕速率一定不相等，故C錯(cuò)誤；“電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ未構(gòu)成原電池，但鐵片表面均會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕，故D錯(cuò)誤。
6．【答案】B
【解析】本題考查新型電池的工作原理，意在考查考生對(duì)原電池知識(shí)的應(yīng)用能力。由題圖知，該電池工作時(shí)，Al作負(fù)極，MnO2作正極，電子由Al電極通過外電路流向MnO2電極，電流方向和電子移動(dòng)方向相反，故A正確。負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al+4OH--3e- QUOTE +2H2O，故負(fù)極附近溶液pH下降，B錯(cuò)。由于H2O2可以看做弱酸，則在堿性溶液中需寫成，C正確。由于MnO2可以催化H2O2分解生成H2O和O2，生成的O2會(huì)在正極參與放電，故正極發(fā)生的副反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-，D正確。
7．【答案】C
【解析】由電池總反應(yīng)可知，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)，則Cu極是負(fù)極，Ag2O/Ag極是正極，原電池中電流由正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，故電流是由Ag2O/Ag極流向Cu極，A錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析可知，Ag2O/Ag極為正極，B錯(cuò)誤；負(fù)極上Cu失電子被氧化生成Cu2O，電極反應(yīng)式為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，C正確；電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故OH－向Cu電極移動(dòng)，D錯(cuò)誤。
8．【答案】C
【解析】根據(jù)鐵碳微電解裝置示意圖可知，F(xiàn)e為原電池負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，故A正確；由題意可知上端開口關(guān)閉，可得到強(qiáng)還原性的H·，則不鼓入空氣時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為H＋＋e－===H·，故B正確；鼓入空氣時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H＋＋2e－===2·OH，每生成1 ml·OH有1 ml電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，故C錯(cuò)誤；處理含有草酸（H2C2O4）的污水時(shí)，因C2Oeq \\al(2－,4)具有很強(qiáng)的還原性，與氧化劑作用易被氧化為CO2和H2O，則上端開口應(yīng)打開并鼓入空氣生成強(qiáng)氧化性的·OH，以氧化H2C2O4處理污水，故D正確。
9．【答案】（1） 2H＋＋2e－===H2↑ 升高
（2）Cu 石墨(或比銅活潑性弱的金屬) 含F(xiàn)e3＋的溶液
（3）①正極 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ ②11.2
【解析】（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且做負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，A為正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑；氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液pH升高；
（2）將反應(yīng)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成上圖所示的原電池裝置，Cu元素的化合價(jià)由0價(jià)升高到＋2價(jià)，失電子作原電池的負(fù)極，則負(fù)極A極材料為Cu，正極B極材料為石墨，F(xiàn)e3＋在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，溶液C用可溶性鐵鹽，即含F(xiàn)e3＋的溶液。
（3）①根據(jù)甲烷燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖可知，電子流出的電極為負(fù)極，c為負(fù)極，d為正極，在燃料電池中，氧氣在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，甲烷在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以c電極的反應(yīng)方程式為CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。
②根據(jù)正極電極反應(yīng)式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，則線路中轉(zhuǎn)移2 ml電子時(shí)，消耗的O2為0.5 ml，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.5 ml×22.4 L/ml＝11.2 L。
直通高考
1．【答案】B
【解析】由生物燃料電池的示意圖可知，左室電極為燃料電池的負(fù)極，MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+，電極反應(yīng)式為MV+?e?= MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應(yīng)生成H+和MV+，反應(yīng)的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+；右室電極為燃料電池的正極，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MV+，電極反應(yīng)式為MV2++e?= MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應(yīng)生成NH3和MV2+，反應(yīng)的方程式為N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，電池工作時(shí)，氫離子通過交換膜由負(fù)極向正極移動(dòng)。
A項(xiàng)、相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法選用酶作催化劑，條件溫和，同時(shí)利用MV+和MV2+的相互轉(zhuǎn)化，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故可提供電能，故A正確；
B項(xiàng)、左室為負(fù)極區(qū)，MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+，電極反應(yīng)式為MV+?e?= MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應(yīng)生成H+和MV+，反應(yīng)的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+，故B錯(cuò)誤；
C項(xiàng)、右室為正極區(qū)，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MV+，電極反應(yīng)式為MV2++e?= MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應(yīng)生成NH3和MV2+，故C正確；
D項(xiàng)、電池工作時(shí)，氫離子（即質(zhì)子）通過交換膜由負(fù)極向正極移動(dòng)，故D正確。故選B。
【點(diǎn)睛】本題考查原池原理的應(yīng)用，注意原電池反應(yīng)的原理和離子流動(dòng)的方向，明確酶的作用是解題的關(guān)鍵。
2．【答案】B
【解析】本題考查原電池原理的應(yīng)用，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)理論知識(shí)解答實(shí)際問題的能力。該電池中Mg作負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Mg2+，A項(xiàng)正確；正極反應(yīng)為AgCl+e? SKIPIF 1 < 0 Ag+Cl?，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池放電時(shí)，Cl?從正極向負(fù)極移動(dòng)，C項(xiàng)正確；在負(fù)極，Mg會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O SKIPIF 1 < 0 Mg(OH)2+H2↑，D項(xiàng)正確。
3．【答案】AD
【解析】A．根據(jù)化合價(jià)升降判斷，Zn化合價(jià)只能上升，故為負(fù)極材料，K2FeO4為正極材料，正確；B．KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極電極方程式為2+6e?+8H2O SKIPIF 1 < 0 2Fe(OH)3+10OH?，錯(cuò)誤；C．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度減小，錯(cuò)誤；D．電池工作時(shí)陰離子OH?向負(fù)極遷移，正確；故選AD。
【名師點(diǎn)睛】原電池原理是建立在氧化還原和電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)上，借助氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，是高考命題重點(diǎn)，題目主要以選擇題為主，主要圍繞原電池的工作原理、電池電極反應(yīng)的書寫與判斷、新型電池的開發(fā)與應(yīng)用等進(jìn)行命題。
4．【答案】C
【解析】該裝置構(gòu)成原電池，Zn是負(fù)極，Cu是正極。A．在正極Cu上溶液中的H+獲得電子變?yōu)闅錃猓珻u棒的質(zhì)量不變，錯(cuò)誤；B．由于Zn是負(fù)極，不斷發(fā)生反應(yīng)Zn?2e? SKIPIF 1 < 0 Zn2+，所以溶液中c(Zn2+)增大，錯(cuò)誤；C．由于反應(yīng)不斷消耗H+，所以溶液的c(H+)逐漸降低，正確；D．不參加反應(yīng)，其濃度不變，錯(cuò)誤。
【名師點(diǎn)睛】原電池原理無論在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和科學(xué)研究領(lǐng)域都有著重要用途，尤其在金屬的腐蝕與防護(hù)、新能源的開發(fā)和利用方面有著不可替代的作用，因此也是歷年高考必考知識(shí)點(diǎn)之一。無論題型如何變化，如果把握原電池的工作原理、電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式問題都會(huì)迎刃而解。在原電池中，一般活潑金屬做負(fù)極、失去電子、發(fā)生氧化反應(yīng)（金屬被氧化）、逐漸溶解（或質(zhì)量減輕）；不活潑金屬（或?qū)щ姷姆墙饘伲┳稣龢O、發(fā)生還原反應(yīng)、有金屬析出（質(zhì)量增加）或有氣體放出；電子從負(fù)極流出經(jīng)過外電路流回正極，電流方向正好相反；溶液中離子濃度變化及移動(dòng)方向由電極反應(yīng)決定。
5．【答案】C
【解析】本題考查電化學(xué)，意在考查考生對(duì)電化學(xué)原理的理解和運(yùn)用能力。鋅電極是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅電極是原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。陽離子交換膜不允許陰離子通過，所以電池工作一段時(shí)間后，甲池的c( SKIPIF 1 < 0 )不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤。乙池發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2++2e? SKIPIF 1 < 0 Cu，溶液中Cu2+逐漸減少，為維持溶液中的電荷平衡，Zn2+會(huì)不斷移向乙池，使溶液質(zhì)量增加，C項(xiàng)正確。陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，D項(xiàng)錯(cuò)誤。在原電池中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，即使在有離子交換膜的情況下，離子的移動(dòng)方向也不會(huì)改變，但要注意某些離子不能透過交換膜。

相關(guān)教案

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)07突破NA教案（Word版附解析）：

這是一份備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)07突破NA教案（Word版附解析），共19頁。教案主要包含了以物質(zhì)的量為核心的轉(zhuǎn)換與計(jì)算，以物質(zhì)的結(jié)構(gòu)為依據(jù)求共價(jià)鍵數(shù)目，反應(yīng)程度對(duì)粒子數(shù)目計(jì)算的影響等內(nèi)容，歡迎下載使用。

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)24原子結(jié)構(gòu)教案（Word版附解析）：

這是一份備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)24原子結(jié)構(gòu)教案（Word版附解析），共17頁。教案主要包含了微粒的組成與結(jié)構(gòu)，核外電子排布等內(nèi)容，歡迎下載使用。

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)34化學(xué)電源教案（Word版附解析）：

這是一份備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)34化學(xué)電源教案（Word版附解析），共19頁。

英語朗讀寶

相關(guān)教案 更多

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)46酸堿中和滴定教案（Word版附解析）

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)46酸堿中和滴定教案（Word版附解析）
備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)48沉淀的溶解平衡及其應(yīng)用教案（Word版附解析）

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)48沉淀的溶解平衡及其應(yīng)用教案（Word版附解析）
備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)56綜合實(shí)驗(yàn)題教案（Word版附解析）

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)56綜合實(shí)驗(yàn)題教案（Word版附解析）
備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)61烴和鹵代烴教案（Word版附解析）

備戰(zhàn)2025年高考化學(xué)考點(diǎn)一遍過考點(diǎn)61烴和鹵代烴教案（Word版附解析）
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部