第二章 3原电池的构成及工作原理

原电池的构成及工作原理例1 在下图的8个装置中，属于原电池的是________。

跟踪练习1 下列装置能构成原电池的是( )知识点2：原电池的设计例2 如图Ⅰ所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。

小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。

(1)片刻后可观察到的现象是________。

A．铁圈和银圈左右摇摆不定 B．保持平衡状态不变C．铁圈向下倾斜D．银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是____________________________________________________。

(3)欲使图Ⅱ中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出，可以设计的实验是____________________________________________________________________。

跟踪练习2 某同学根据原电池原理设计了“苹果电池”(如图)，下列有关说法中正确的是( )A．将苹果换成番茄，小灯泡就不亮了B．铁片是此“苹果电池”的正极C．苹果里有电解质溶液D．一段时间后取出Cu片，其质量减少练习检测1．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染。

有同学想变废为宝，该同学的下列想法中你认为不正确．．．的是( )A．把锌皮取下洗净用于实验室制氢气B．碳棒取出洗净用做电极C．把铜帽取下洗净回收利用 D．将废电池中的黑色糊状物直接做化肥使用2．下列有关原电池中能量转化的叙述正确的是( )A．将光能转变为化学能 B．将化学能转变为光能C．将热能转变为电能D．将化学能转变为电能3．下图各装置中，不能．．构成原电池的是(烧杯中所盛液体都是稀硫酸)( )4．下列关于原电池的叙述中错误．．的是( )A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B．原电池是将化学能转化为电能的装置C．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应D．原电池放电时，电流是从正极流向负极5．下列反应中不可能．．．设计成原电池的是( )A ．NaOH ＋HCl===NaCl ＋H 2OB ．2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋C ．Zn ＋2HCl===ZnCl 2＋H 2↑D ．4Al ＋3O 2＋6H 2O===4Al(OH)3↓6．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，则锌片①是负极 ②是正极 ③被氧化 ④被还原 其中正确的是( ) A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④7．银锌电池是广泛用做各种电子仪器的电源，其放电过程可表示为Ag 2O ＋Zn===ZnO ＋2Ag ，此电池放电时，负极上发生反应的物质是( ) A ．Ag B ．ZnO C ．Ag 2O D ．Zn8．某学生将电流计用导线与两个电极相连，再将两个电极分别插入某种电解质溶液中，能观察到有电流产生的是( ) A ．用两个铜片作电极插入稀硫酸中B ．用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中 C ．用锌片、铜片作电极插入番茄中D ．用铜片、铁片作电极插入酒精中9．某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中合理的是( )A ．①②③B ．③④⑤C ．④⑤⑥D ．②③④10．氢气是未来最理想的能源，最近科学家研制出利用太阳能产生激光，在二氧化钛(TiO 2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H 2O=====激光TiO 22H 2↑＋O 2↑。

制得的氢气可用于燃料电池。

请回答下列问题：(1)太阳光分解海水时，实现了______能转变为________能，二氧化钛作________。

生成的氢气用于燃料电池时，实现了________能转变为________能。

分解海水的反应属于________(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A 极：2H 2＋2O 2－===2H 2O ＋4e －；B 极：O 2＋4e －===2O 2－则A 极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。

11．氢气是一种重要的工业气体，现已被用做火箭和燃料电池的燃料。

(1)H 2分子的化学键类型为____________。

(2)氢气是人类未来的理想能源。

请根据下图中信息计算：1 mol 氢气燃烧生成水蒸气时______(填“吸收”或“放出”)的热量为____________。

(3)下图是安装有氢氧燃料电池的人造卫星，电池的反应原理示意图如下：该电池将________能转化为______能，其中氢气为________极反应物，________(填“失去”或“得到”)电子，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。

12．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成反应：2FeCl 3＋Cu===2FeCl 2＋CuCl 2。

(1)画出装置图。

(2)电极材料和电解质溶液各是什么？ (3)写出电极反应式。

13．据报道：锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。

已知锌电池发生的总反应方程式为2Zn ＋O 2===2ZnO ，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述中正确的是( )A ．空气进入负极反应B ．锌为负极，发生氧化反应C ．正极发生氧化反应D ．电解液可能是强酸溶液14．在如图所示的装置中，观察到电流计指针发生偏转，M 棒变粗、N 棒变细，由此判断下表中所列M 、N 、P 物质，其中可以成立的是( )M N P A 锌 铜 稀硫酸溶液 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 铁 铜 硫酸铜溶液15．Ⅰ．如图所示，将锌片浸在稀硫酸中，用一根细铜棒抵住锌片的中部，发现铜棒上有大量气泡产生，一段时间后，被铜棒抵住的部位出现了一个洞口。

请你解释这两个现象：______________________________、______________________________________。

(用电极反应式表示)Ⅱ．某同学根据离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计了一套原电池装置，从而实现了该反应。

请完成下列各题：(1)该原电池的负极材料为________，电解质溶液可能是________(填溶质的化学式)。

(2)在下面方框中画出该原电池的示意图(正极材料为碳棒)。

16．某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了一系列实验，实验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1 Mg、Al 稀盐酸偏向Al2 Al、Cu 稀盐酸偏向Cu3 Al、石墨稀盐酸偏向石墨4 Mg、Al NaOH溶液偏向Mg5 Al、Zn 浓硝酸偏向Al请根据上表中的实验记录回答下列问题：(1)实验1、2中的Al所作的电极是否相同？__________。

(2)在实验3中，Al作________极，电极反应式为__________________；石墨作________极，电极反应式为____________；电池总反应式为________________________。

(3)实验4中的Al作正极还是负极？________，原因是____________________________。

(4)解释实验5中电流计指针偏向Al的原因：__________________________________。

(5)根据实验结果，总结在原电池中金属铝作正极还是负极受到哪些因素的影响？______________________________。

原电池的构成及工作原理例1解析①②中无两电极，③中两电极的活动性应不同，⑤中无电解质溶液，⑧中不形成闭合回路，只有④⑥⑦满足形成原电池的三个条件，形成了原电池，本题的易错点是⑥⑦，⑥被误认为无导线相连构不成闭合回路，⑦被误认为应插入同一装置中而漏选。

答案④⑥⑦跟踪练习1答案 B知识点2：原电池的设计例2 解析因为铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁圈和银圈直接相连，电子可以顺利传递，所以可以构成原电池，其电极反应式为：负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：Cu2＋＋2e－===Cu铁溶解，铁圈减轻；生成的Cu沉积在银圈上，银圈增重。

答案(1)D(2)加CuSO4溶液后，构成Fe－Ag原电池，Fe溶解，铁圈减轻，Cu2＋在银圈上得电子，沉积在银圈上，银圈增重(3)找一种比铁不活泼的金属(如Cu)或非金属(如石墨)与铁棒用导线相连接(或直接接触)，插入该溶液中构成原电池跟踪练习2 答案 C练习检测1．答案 D2．答案 D3．答案 D4．答案 A5．答案 A6．答案 A7．答案 D8．答案 C9．答案 B10．答案(1)太阳；化学；催化剂；化学；电；吸热(2)负；流出11．答案(1)共价键(或非极性键)(2)放出；245 kJ(3)化学；电；负；失去；氧化12．答案(1)(2)电极材料一极为铜电极，另一极为活动性比铜弱的金属电极或非金属导体(如石墨)，电解质溶液是FeCl3溶液[或Fe2(SO4)3溶液]。

(3)负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。

13．解析由电池反应式：2Zn＋O2===2ZnO可知Zn作负极，发生氧化反应，在正极发生的反应中O2得电子，而不是H＋得电子，故电解液肯定不是强酸。

因此B项是正确的。

答案 B14．解析A、D两项中，M均作负极，锌、铁溶解，M棒变细，所以A、D两项均错误；B项中，铁作负极，铁与盐酸反应，铁棒变细，但铜棒上析出H2，所以铜棒不会变粗，B项错误；C项中，锌作负极失电子变为Zn2＋，锌棒变细，银棒上析出Ag，所以银棒变粗，C项正确。

答案 C15．答案Ⅰ．正极：2H＋＋2e－===H2↑；负极：Zn－2e－===Zn2＋Ⅱ．(1)Cu；FeCl3[或Fe2(SO4)3，或Fe(NO3)3等](2)(或其他合理答案)16．答案(1)不相同(2)负；2Al－6e－===2Al3＋；正；6H＋＋6e－===3H2↑；2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑(3)负极；因为铝能与氢氧化钠溶液反应而镁不能(4)因为铝被浓硝酸钝化，锌与浓硝酸发生氧化还原反应(5)电解质溶液、铝的性质、另一电极材料的活动性强弱。