【步步高】（新課標）2015屆高考化學大一輪復習講義 第六章 第2講 原電池 化學電源導學案

第2講原電池化學電源[考綱要求]1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學電源的種類及其工作原理?？键c一原電池及其工作原理1.概念和反應(yīng)本質(zhì)原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。2.工作原理以銅鋅原電池為例電極名稱負極正極電極材料鋅片銅片電極反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=Cu反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向由Zn沿導線流向Cu鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負極3.原電池的構(gòu)成條件(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。(2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。(3)三看是否形成閉合回路，形成閉合回路需三個條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液。深度思考1.在下列原電池圖示中依據(jù)電子流向和離子移動方向畫出形成閉合回路的原理。2.判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負極 ()(2)在原電池中，負極材料的活潑性一定比正極材料強 ()(3)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng) ()(4)帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時間長 ()答案(1)√(2)×(3)×(4)√題組一原電池正、負極的判斷1.下列有關(guān)原電池的說法中正確的是 ()A.在內(nèi)電路中，電子由正極流向負極B.在原電池中，相對較活潑的金屬作負極，不活潑的金屬作正極C.原電池工作時，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D.原電池工作時，可能會伴隨著熱能變化答案D解析A項，內(nèi)電路中不存在電子的移動；B項，若是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池，則負極是鋁；C項，若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池，則正極表面析出銅，沒有氣泡產(chǎn)生。2.分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是 ()A.①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B.②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C.③中Fe作負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D.④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑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是負極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負極，A、C錯；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，負極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－=2AlOeq\o\al(－,2)＋4H2O，二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。原電池正、負極判斷方法說明原電池的正極和負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極的思維定勢。題組二原電池工作原理的考查3.下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是 ()答案B解析A項，電極相同不能構(gòu)成原電池；C項，酒精不是電解質(zhì)溶液，不能構(gòu)成原電池；D項，鋅與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)，無電流產(chǎn)生。4.有關(guān)電化學知識的描述正確的是 ()A.CaO＋H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池，把其中的化學能轉(zhuǎn)化為電能B.某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C.原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D.理論上說，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池答案D解析CaO＋H2O=Ca(OH)2不是氧化還原反應(yīng)；KCl和AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生；作電極的不一定是金屬，如石墨棒也可作電極。規(guī)避原電池工作原理的4個易失分點(1)只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能通過設(shè)計成原電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能。(2)電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。(3)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。(4)原電池的負極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)?？键c二原電池原理的應(yīng)用1.用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。2.設(shè)計制作化學電源(1)首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。(2)根據(jù)原電池的反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負極材料和電解質(zhì)溶液。3.比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。4.加快氧化還原反應(yīng)的速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。題組一判斷金屬的活潑性1.有A、B、C、D、E五塊金屬片，進行如下實驗：①A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；②C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導線→C；③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)；⑤用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動性順序是 ()A.A>B>C>D>E B.A>C>D>B>EC.C>A>B>D>E D.B>D>C>A>E答案B解析金屬與稀H2SO4溶液組成原電池，活潑金屬為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H＋在正極電極表面得到電子生成H2，電子運動方向由負極→正極，電流方向則由正極→負極。在題述原電池中，A-B原電池，A為負極；C-D原電池，C為負極；A-C原電池，A為負極；B-D原電池，D為負極；E先析出，E不活潑。綜上可知，金屬活動性：A>C>D>B>E。2.有A、B、C、D四種金屬，做如下實驗：①將A與B用導線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕；②將A、D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；③將銅浸入B的鹽溶液里，無明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是 ()A.A＞B＞C＞D B.C＞D＞A＞BC.D＞A＞B＞C D.A＞B＞D＞C答案C解析①A與B用導線連接后浸入電解質(zhì)溶液中會構(gòu)成原電池，B不易腐蝕，說明B為原電池的正極，金屬活動性A＞B；②A、D與等物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng)，D比A反應(yīng)劇烈，金屬活動性D＞A；③根據(jù)置換反應(yīng)規(guī)律，Cu不能置換出B，說明金屬活動性B＞Cu；Cu能置換出C，說明金屬活動性Cu＞C。則四種金屬活動性的排列順序是D＞A＞B＞C。比較金屬活潑性的“三種方法”(1)根據(jù)原電池：一般情況下，負極大于正極。(2)根據(jù)電解池：易得電子的金屬陽離子，相應(yīng)金屬的活動性較弱。(3)根據(jù)金屬活動性順序表。題組二設(shè)計原電池3.某原電池總反應(yīng)為Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，下列能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是 ()ABCD電極材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag電解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3答案D解析根據(jù)Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，Cu作負極，含有Fe3＋的溶液作為電解質(zhì)溶液，比Cu活潑性弱的作為正極。4.請運用原電池原理設(shè)計實驗，驗證Cu2＋、Fe3＋氧化性的強弱。請寫出電極反應(yīng)式，負極________________________________________________________________________，正極________________________________________________________________________，并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖，要求用燒杯和鹽橋，并標出外電路電子流向。答案Cu－2e－=Cu2＋2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋“裝置圖”常見失分點提示(1)不注明電極材料名稱或元素符號。(2)不畫出電解質(zhì)溶液(或畫出但不標注)。(3)誤把鹽橋畫成導線。(4)不能連成閉合回路。題組三改變化學反應(yīng)速率5.電工經(jīng)常說的一句口頭禪：“鋁接銅，瞎糊弄”，所以電工操作上規(guī)定不能把銅導線與鋁導線連接在一起使用，說明原因：__________________________________。答案銅、鋁接觸在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加快了鋁的腐蝕，易造成電路斷路6.把適合題意的圖像填在橫線上(用A、B、C、D表示)(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系是________。(2)將過量的兩份鋅粉a、b分別加入定量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系是________(3)將(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他條件不變，則圖像是________。答案(1)A(2)B(3)C解析加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，形成原電池，加快反應(yīng)速率，(1)a中Zn減少，H2體積減小；(2)中由于H2SO4定量，產(chǎn)生H2的體積一樣多；(3)當把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液時，由于CH3COO－＋H＋=CH3COOH，a中c(H＋)減少，反應(yīng)速率減小，但生成H2的體積不變，所以C項正確。改變Zn與H＋反應(yīng)速率的方法(1)加入Cu或CuSO4，形成原電池，加快反應(yīng)速率，加入Cu不影響Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量減少，是否影響產(chǎn)生H2的量，應(yīng)根據(jù)Zn、H＋的相對量多少判斷。(2)加入強堿弱酸鹽，由于弱酸根與H＋反應(yīng)，使c(H＋)減小，反應(yīng)速率減小，但不影響生成H2的量?？键c三化學電源1.堿性鋅錳干電池——一次電池正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－；負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2。2.鋅銀電池——一次電池負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－；總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。3.二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb，正極材料是PbO2。(1)放電時的反應(yīng)①負極反應(yīng)：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4；②正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O；③總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。(2)充電時的反應(yīng)①陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)；②陽極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)；③總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O=Pb＋PbO2＋2H2SO4。4.燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。

種類酸性堿性負極反應(yīng)式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極反應(yīng)式O2＋4e－＋4H＋=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－電池總反應(yīng)式2H2＋O2=2H2O深度思考1.可充電電池充電時電極與外接電源的正、負極如何連接？答案2.(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時，工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的濃度將______，溶液的pH_____________________________________________。(填“減小”、“增大”或“不變”)(2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時，工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的濃度將________，溶液的pH___________________________。(填“減小”、“增大”或“不變”)答案(1)減小減小(2)減小增大題組一化學電源中電極反應(yīng)式的書寫1.Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2=4LiCl＋S＋SO2↑。請回答下列問題：(1)電池的負極材料為__________，發(fā)生的電極反應(yīng)為______________________________。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________。答案(1)鋰Li－e－=Li＋(2)2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2↑解析分析反應(yīng)的化合價變化，可知Li失電子，被氧化，為還原劑，SOCl2得電子，被還原，為氧化劑。(1)負極材料為Li(還原劑)，Li－e－=Li。(2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負極反應(yīng)式得到：2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2↑。2.鋁-空氣海水電池：以鋁板為負極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3負極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________。答案4Al－12e－=4Al3＋3O2＋6H2O＋12e－=12OH－化學電源中電極反應(yīng)式書寫的一般步驟“加減法”書寫電極反應(yīng)式(1)先確定原電池的正、負極，列出正、負極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標出相同數(shù)目電子的得失。(2)注意負極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成OH－，若電解質(zhì)溶液為酸性，則H＋必須寫入正極反應(yīng)式中，O2生成水。(3)正、負極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。題組二“久考不衰”的可逆電池3.一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6mol·L－1的KOH溶液，下列說法正確的是 ()A.充電時陰極發(fā)生氧化反應(yīng)B.充電時將碳電極與電源的正極相連C.放電時碳電極反應(yīng)為H2－2e－=2H＋D.放電時鎳電極反應(yīng)為NiO(OH)＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－答案D解析充電時，陰極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；充電時，碳電極為陰極，與電源的負極相連，B錯誤；放電時碳電極的反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－=2H2O，C錯誤。題組三“一池多變”的燃料電池4.以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法：(1)酸性條件燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O ①燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O ②①－②×2，得燃料電池負極反應(yīng)式：________________________________________。(2)堿性條件燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O ①燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－ ②①－②×2，得燃料電池負極反應(yīng)式：___________________________________________。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導O2－)燃料電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O ①燃料電池正極反應(yīng)式：O2＋4e－=2O2－ ②①－②×2，得燃料電池負極反應(yīng)式：________________________________________。(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電池總反應(yīng)式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O ①正極電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3) ②①－②×2，得燃料電池負極反應(yīng)式：____________________________。答案(1)CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋(2)CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O(3)CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2O(4)CH4＋4COeq\o\al(2－,3)－8e－=5CO2＋2H2O燃料電池電極反應(yīng)式的書寫根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實，我們只要熟記以下四種情況：(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－=2O2－(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。再根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負極反應(yīng)式電池的總反應(yīng)和正、負極反應(yīng)之間有如下關(guān)系：電池的總反應(yīng)式＝電池正極反應(yīng)式＋電池負極反應(yīng)式電池負極反應(yīng)式＝電池的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式，注意在將兩個反應(yīng)式相減時，要約去正極的反應(yīng)物O2?？键c四鹽橋原電池的專題突破1.鹽橋的組成和作用(1)鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。(2)鹽橋的作用：①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。2.單池原電池和鹽橋原電池的對比圖1和圖2兩裝置的相同點：正負極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。負極：Zn－2e－=Zn2＋正極：Cu2＋＋2e－=Cu總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會有一部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，該裝置中既有化學能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會升高。圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。關(guān)鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。深度思考1.能用金屬代替鹽橋嗎？答案不可以，在電路接通的情況下，這個鹽橋只是整個回路的一部分，隨時要保持電中性，瓊膠作為鹽橋因其中含有兩種離子，可以與溶液中的離子交換，從而達到傳導電流的目的，而且瓊膠本身可以容納離子在其中運動；若用金屬代替鹽橋，電子流向一極后不能直接從另一極得到補充，必然結(jié)果就是向另一極釋放金屬陽離子或者溶液中的金屬陽離子在電子流出的那一極得電子析出金屬，從而降低了整個電池的電勢。所以，只有自由電子是不夠的，應(yīng)該有一個離子的通道即“鹽橋”。2.在有鹽橋的銅鋅原電池中，電解質(zhì)溶液的選擇為什么要與電極材料的陽離子相同？如Zn極對應(yīng)的是硫酸鋅，能不能是氯化銅或者氯化鈉？答案可以，如果該溶液中溶質(zhì)的陽離子對應(yīng)的金屬單質(zhì)比電極強的話沒有問題。因為負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)只是Zn的溶解而已。但是如果比電極弱的話，例如硫酸銅，鋅就會置換出銅，在表面形成原電池，減少供電量。使用鹽橋就是為了避免這種情況，至于電解液要跟電極相同那只是一個做題的技巧，具體問題具體分析就行。題組一根據(jù)裝置明確原理1.根據(jù)右圖，下列判斷中正確的是 ()A.燒杯a中的溶液pH降低B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2答案B解析由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，燒杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高。燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－=Zn2＋。2.如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、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滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化) ()A.杠桿為導體或絕緣體時，均為A端高B端低B.杠桿為導體或絕緣體時，均為A端低B端高C.當杠桿為導體時，A端低B端高D.當杠桿為導體時，A端高B端低答案C解析當杠桿為導體時，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負極，Cu作正極，電極反應(yīng)式分別為負極：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。題組二平衡移動與“鹽橋”作用3.控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是 ()A.反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C.電流表讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)D.電流表讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極答案D解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流表讀數(shù)為零時Fe3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；D項在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移動，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。4.已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋=AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋2OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O＋2I－。設(shè)計如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進行下述操作：Ⅰ.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸Ⅱ.向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試回答下列問題：(1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么相反？試用化學平衡移動原理解釋之。(3)操作Ⅰ過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為____________________________________________；(4)操作Ⅱ過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為____________________。(5)操作Ⅱ過程中，鹽橋中的K＋移向______燒杯溶液(填“A”或“B”)。答案(1)兩次操作中均能形成原電池，化學能轉(zhuǎn)變成電能。(2)操作Ⅰ加酸，c(H＋)增大，AsOeq\o\al(3－,4)得電子，I－失電子，所以C1是負極，C2是正極。操作Ⅱ加堿，c(OH－)增大，AsOeq\o\al(3－,3)失電子，I2得電子，此時，C1是正極，C2是負極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。(3)2I－－2e－=I2(4)AsOeq\o\al(3－,3)＋2OH－－2e－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O(5)A解析由于酸性條件下發(fā)生反應(yīng)AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋=AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O，堿性條件下發(fā)生反應(yīng)AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋2OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O＋2I－都是氧化還原反應(yīng)。而且滿足構(gòu)成原電池的三大要素：①不同環(huán)境中的兩電極(連接)；②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))；③形成閉合回路。當加酸時，c(H＋)增大，C1：2I－－2e－=I2，是負極；C2：AsOeq\o\al(3－,4)＋2H＋＋2e－=AsOeq\o\al(3－,3)＋H2O，是正極。當加堿時，c(OH－)增大，C1：I2＋2e－=2I－，是正極；C2：AsOeq\o\al(3－,3)＋2OH－－2e－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O，是負極。(1)當氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時，可逆反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)，電流表指針示數(shù)為零；當電流表指針往相反方向偏轉(zhuǎn)，暗示電路中電子流向相反，說明化學平衡移動方向相反。(2)電子流向的分析方法改變條件，平衡移動；平衡移動，電子轉(zhuǎn)移；電子轉(zhuǎn)移，判斷區(qū)域；根據(jù)區(qū)域，判斷流向；根據(jù)流向，判斷電極。探究高考明確考向全國卷Ⅰ、Ⅱ高考題調(diào)研1.(2013·新課標全國卷Ⅰ，10)銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故，根據(jù)電化學原理可進行如下處理，在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去，下列說法正確的是 ()A.處理過程中銀器一直保持恒重B.銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C.該過程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S=6Ag＋Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl答案B解析原電池原理及應(yīng)用。鋁質(zhì)容器、變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置，鋁作負極，變質(zhì)的銀器作正極。負極反應(yīng)式為Al－3e－=Al3＋，正極反應(yīng)式為Ag2S＋2e－=2Ag＋S2－。Al3＋與S2－在溶液中不能大量共存，能發(fā)生水解相互促進反應(yīng)2Al3＋＋3S2－＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原電池總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6H2O=6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B項正確，C項錯誤；A項，原電池反應(yīng)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，銀器中Ag2S被還原成Ag，質(zhì)量減輕，A項錯誤；D項，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，D項錯誤。2.(2013·新課標全國卷Ⅱ，11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是()A.電池反應(yīng)中有NaCl生成B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子C.正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－=Ni＋2Cl－D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動答案B，正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－=Ni＋2Cl－，故電池反應(yīng)中有NaCl生成；B項，電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價鎳離子；C項，正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為NiCl2＋2e－=Ni＋2Cl－；D項，鈉在負極失電子，被氧化生成Na＋，Na＋通過鈉離子導體在兩電極間移動。3.[2012·新課標全國卷，26(4)]與MnO2-Zn電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)為______________，該電池總反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________。答案FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－解析正極發(fā)生還原反應(yīng)，K2FeO4被還原為Fe3＋，由于是堿性環(huán)境，故生成Fe(OH)3，電極反應(yīng)式為FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－；負極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于是堿性環(huán)境，Zn被氧化生成Zn(OH)2，電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，兩電極反應(yīng)式相加得2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－。各省市高考題調(diào)研1.(2013·江蘇，1)燃料電池能有效提高能源利用率，具有廣泛的應(yīng)用前景。下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料，其中最環(huán)保的是 ()A.甲醇 B.天然氣C.液化石油氣 D.氫氣答案D解析甲醇、天然氣(CH4)、液化石油氣(氣態(tài)烴)燃燒均生成CO2和H2O，CO2會造成溫室效應(yīng)，氫氣燃燒只生成H2O，因此最環(huán)保的是氫氣，D項正確。2.(2013·江蘇，9)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如右。該電池工作時，下列說法正確的是 ()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl－向正極移動答案C解析Mg-H2O2-海水電池，活潑金屬(Mg)作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Mg－2e－=Mg2＋，H2O2在)，A、B項錯誤，C項正確；原電池電解質(zhì)溶液中Cl－向負極移動，D項錯誤。3.(2012·四川理綜，11)一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.檢測時，電解質(zhì)溶液中的H＋向負極移動B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣C.電池反應(yīng)的化學方程式為CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2OD.正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－答案C解析解答本題時審題是關(guān)鍵，反應(yīng)是在酸性電解質(zhì)溶液中進行的。在原電池中，陽離子要往正極移動，故A錯；因電解質(zhì)溶液是酸性的，不可能存在OH－，故正極的反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，轉(zhuǎn)移4mol電子時消耗1molO2，則轉(zhuǎn)移0.4mol電子時消耗2.24LO2，故B、D錯；電池反應(yīng)式即正負極反應(yīng)式之和，將兩極的反應(yīng)式相加可知C正確。4.(2013·安徽理綜，10)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.正極反應(yīng)式：Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2B.放電過程中，Li＋向負極移動C.每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD.常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉(zhuǎn)答案D解析正極應(yīng)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；放電時為原電池，陽離子移向正極，B錯誤；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，根據(jù)電子守恒，應(yīng)生成0.05molPb，質(zhì)量為10.35g，C錯誤；常溫下，電解質(zhì)不能熔融形成自由移動的離子，所以不能導電，故指針不偏轉(zhuǎn)，D正確。5.(2012·福建理綜，9)將下圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是 ()A.Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B.電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動C.片刻后甲池中c(SOeq\o\al(2－,4))增大D.片刻后可觀察到濾紙b點變紅色答案A解析將裝置中K閉合，該裝置構(gòu)成原電池，其中Zn電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；電子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到電子，在b上溶液中的OH－失去電子，電子不能直接由a→b，故B錯誤；該裝置工作過程中，甲、乙兩燒杯中的SOeq\o\al(2－,4)的濃度都不改變，只是鹽橋中的Cl－和K＋分別向甲、乙兩燒杯中移動，故C錯誤；在b處溶液中的OH－失去電子，c(OH－)減小，c(H＋)增大，b處濾紙不可能變紅色，故D錯誤。6.(2013·高考試題組合)(1)[2013·廣東理綜，33(2)(3)]能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學能，而原電池可將化學能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導線。①完成原電池甲的裝置示意圖(見右圖)，并作相應(yīng)標注，要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。②以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極__________。③甲乙兩種原電池可更有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電能的是________，其原因是________。④根據(jù)犧牲陽極的陰極保護法原理，為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在上述的材料中應(yīng)選__________作陽極。(2)[2013·北京理綜，26(4)]通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下：①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：___________________________。答案(1)①(或其他合理答案)②電極逐漸溶解，表面有紅色固體析出③甲在甲裝置中，負極不和Cu2＋接觸，避免了Cu2＋直接與負極發(fā)生反應(yīng)而使化學能轉(zhuǎn)化為熱能④鋅片(2)①還原②NO＋O2－－2e－=NO2解析(1)①根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得：a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)組成原電池，Zn作負極，Cu作正極，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)組成原電池，F(xiàn)e作負極，Cu作正極，F(xiàn)e插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。c.注意，畫圖時要注意電極名稱，電極材料，電解質(zhì)溶液名稱(或化學式)，并形成閉合回路。②由于金屬活動性Zn＞Fe＞Cu，鋅片或鐵片作負極，由于Zn或Fe直接與CuSO4溶液接觸，工作一段時間后，負極逐漸溶解，表面有紅色固體析出。③帶有鹽橋的甲原電池中負極沒有和CuSO4溶液直接接觸，二者不會直接發(fā)生置換反應(yīng)，化學能不會轉(zhuǎn)化為熱能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能；而原電池乙中的負極與CuSO4溶液直接接觸，兩者會發(fā)生置換反應(yīng)，部分化學能轉(zhuǎn)化為熱能，化學能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能。④由犧牲陽極的陰極保護法可得，鐵片作正極(陰極)時被保護，作負極(陽極)時被腐蝕，所以應(yīng)選擇比鐵片更活潑的鋅作負極(陽極)才能有效地保護鐵不被腐蝕。(2)由圖示可知原電池發(fā)生反應(yīng)為2NO＋O2=2NO2，NO為還原劑，O2為氧化劑，O2在Pt電極得電子發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋4e－=2O2－。NO在NiO電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)：NO＋O2－－2e－=NO2。7.(2012·高考試題組合)(1)[2012·海南，13(4)]肼—空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負極的反應(yīng)式為_______________________________________________________。(2)[2012·江蘇，20(3)]鋁電池性能優(yōu)越，Al-AgO電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學方程式為__________________。答案(1)N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑(2)2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O解析(1)該燃料電池中N2H4在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑。(2)由鋁電池原理圖可知，Al作負極，AgO/Ag作正極，電池反應(yīng)式為2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O。練出高分1.下列反應(yīng)沒有涉及原電池的是 ()A.生鐵投入稀鹽酸中B.銅片與銀片用導線連接后，同時插入FeCl3溶液中C.純鋅投入硫酸銅溶液中D.含銅的鋁片投入濃硫酸中答案D解析A項生鐵中含碳，投入稀鹽酸中時構(gòu)成原電池；B項構(gòu)成原電池；C項鋅置換出銅后，構(gòu)成鋅銅原電池；D項濃硫酸不導電，不能構(gòu)成原電池。2.原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中不正確的是 ()A.由Al、Cu、稀H2SO4組成的原電池，負極反應(yīng)式為Al－3e－=Al3＋B.由Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，負極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OC.由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，負極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋D.由Al、Cu、濃硝酸組成的原電池，負極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋答案C解析由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，負極材料是Fe，反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，C錯。3.某航空站安裝了一臺燃料電池，該電池可同時提供電和水蒸氣。所用燃料為氫氣，電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀。已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，正極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，則下列推斷正確的是 ()A.負極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－=2H2OB.該電池可在常溫或高溫時進行工作，對環(huán)境具有較強的適應(yīng)性C.該電池供應(yīng)2mol水蒸氣，同時轉(zhuǎn)移2mol電子D.放電時負極有CO2生成答案D解析由總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負極反應(yīng)式：2H2＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=2H2O＋2CO2，則可判斷負極有CO2生成，A項錯誤，D項正確；該電池使用的電解質(zhì)是熔融的碳酸鉀，4.乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，在一定溫度下供電，電池總反應(yīng)為C2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2O，電池示意圖如圖。下列說法中錯誤的是 ()A.電池工作時，質(zhì)子向電池的正極遷移B.電池工作時，電流由b極沿導線流向a極C.a極上發(fā)生的電極反應(yīng)是C2H5OH＋3H2O＋12e－=2CO2＋12H＋D.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H＋＋O2＋4e－=2H2O答案C解析a極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)是C2H5OH＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋，C錯。5.下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學將反應(yīng)“AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O”設(shè)計成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是 ()A.甲組操作時，電流表(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.甲組操作時，溶液顏色變淺 C.乙組操作時，C2做正極D.乙組操作時，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2＋2e－=2I－答案D解析裝置Ⅰ中的反應(yīng)，AsOeq\o\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq\o\al(3－,3)＋I2＋H2O，當加入適量濃鹽酸時，平衡向右移動，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會沿導線通過，所以甲組操作，電流表(A)指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深。向裝置Ⅱ的B燒杯中加入NaOH溶液，AsOeq\o\al(3－,3)－2e－＋2OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋H2O，電子沿導線到C1棒，I2＋2e－=2I－，所以C2為負極，C1為正極。6.將兩個鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CH4和O2，即可產(chǎn)生電流。下列敘述正確的是 ()①通入CH4的電極為正極②正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－③通入CH4的電極反應(yīng)式為CH4＋2O2＋4e－=CO2＋2H2O④負極的電極反應(yīng)式為CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O⑤放電時溶液中的陽離子向負極移動⑥放電時溶液中的陰離子向負極移動A.①③⑤ B.②④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③答案B解析根據(jù)題意知發(fā)生的反應(yīng)為CH4＋2O2=CO2＋2H2O，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2在KOH溶液中會轉(zhuǎn)化為COeq\o\al(2－,3)。CH4為還原劑，應(yīng)為電源的負極，所以①錯誤；正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故②、④正確，③錯誤；放電時溶液(原電池內(nèi)電路)中的陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，⑤錯誤，⑥正確。7.一種太陽能電池的工作原理如下圖所示，電解質(zhì)為鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]和亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]的混合溶液，下列說法不正確的是 ()A.K＋移向催化劑bB.催化劑a表面發(fā)生的化學反應(yīng)：[Fe(CN)6]4－－e－=[Fe(CN)6]3－C.[Fe(CN)6]3－在催化劑b表面被氧化D.電解池溶液中的[Fe(CN)6]4－和[Fe(CN)6]3－濃度基本保持不變答案C解析根據(jù)電子的流向，左電極為負極，右電極為正極，K＋移向正極，A項正確；負極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]4－－e－=[Fe(CN)6]3－，正極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]3－＋e－=[Fe(CN)6]4－，B、D正確；C項[Fe(CN)6]3－在催化劑b表面被還原，錯誤。8.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是被稱為“21世紀綠色光源”的半導體照明(LED)系統(tǒng)(如圖)。已知發(fā)出白光的LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG，化學式：Y3Al5O12)芯片封裝在一起做成。下列說法中不正確的是 ()A.光伏發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.上圖中N區(qū)半導體為負極，P區(qū)半導體為正極，電流從a流向bC.YAG中釔顯＋3價D.Ga與N在元素周期表中不處于同一主族答案B解析B項，電流從b流向a，錯誤；C項，根據(jù)元素化合價的代數(shù)和為零可判斷Y的化合價為＋eq\f(2×12－3×5,3)＝＋3價。9.由NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨Ⅰ電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，下列有關(guān)說法正確的是()A.石墨Ⅰ極為正極，石墨Ⅱ極為負極B.Y的化學式可能為NOC.石墨Ⅰ極的電極反應(yīng)式為NO2＋NOeq\o\al(－,3)－e－=N2O5D.石墨Ⅱ極上發(fā)生氧化反應(yīng)答案C解析A項，氧氣在反應(yīng)中被還原，所以石墨Ⅱ是正極，石墨Ⅰ是負極，故不正確；B項，Y是NO2被氧化后的產(chǎn)物，則為N2O5，故不正確；D項，石墨Ⅱ極上發(fā)生的是還原反應(yīng)。10.實驗發(fā)現(xiàn)，298K時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3＋立即被還原成Fe2＋。某夏令營興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是()A.該原電池的正極反應(yīng)是Zn－2e－=Zn2＋B.左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去C.該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D.該電池總反應(yīng)為3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋答案B解析該電池的總反應(yīng)為Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，所以左燒杯Pt為正極，電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－=Fe2＋，右燒杯Zn為負極，電極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋。由于左燒杯中的Fe3＋被還原為Fe2＋，所以左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去。11：實驗序號AB燒杯中的液體靈敏電流表指針是否偏轉(zhuǎn)1ZnZn乙醇無2ZnCu稀硫酸有3ZnZn稀硫酸無4ZnCu苯無5CuC氯化鈉溶液有6MgAl氫氧化鈉溶液有分析上述實驗，回答下列問題：(1)實驗2中電流由________極流向________極(填“A”或“B”)。(2)實驗6中電子由B極流向A極，表明負極是________(填“鎂”或“鋁”)電極。(3)實驗5表明________(填字母序號，下同)。A.銅在潮濕空氣中不會被腐蝕B.銅的腐蝕是自發(fā)進行的(4)分析上表有關(guān)信息，下列說法不正確的是________。A.相對活潑的金屬一定作負極B.失去電子的電極是負極C.燒杯中的液體必須是電解質(zhì)溶液D.原電池中，浸入同一電解質(zhì)溶液中的兩個電極，是活潑性不同的兩種金屬(或其中一種非金屬)答案(1)BA(2)鋁(3)B(4)A解析(1)電流是由正極流向負極，實驗2中，Cu為正極，Zn為負極；(2)電子由負極流向正極，實驗6中電子由B極流向A極，表明負極是B(Al)；(3)實驗5是銅的吸氧腐蝕，說明銅的腐蝕是自發(fā)進行的；(4)判斷原電池負極時，不能簡單地比較金屬的活動性，要看反應(yīng)的具體情況，如Al在強堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負極，Mg作正極；在原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；必須有電解質(zhì)溶液形成閉合回路；活潑性不同的兩種金屬，或一種金屬和一種能導電的非金屬都可以作電極。12.(1)鐵是用途最廣的金屬材料之一，但生鐵易生銹。請討論電化學實驗中有關(guān)鐵的性質(zhì)。①某原電池裝置如圖所示，上圖右側(cè)燒杯中的電極反應(yīng)式為____________，左側(cè)燒杯中的c(Cl－)____________(填“增大”、“減小”或“不變”)。②已知下圖甲、乙兩池的總反應(yīng)式均為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，且在同側(cè)電極(指均在“左電極”或“右電極”)產(chǎn)生H2。請在兩池上標出電極材料(填“Fe”或“C”)。(2)堿性鋅錳干電池的剖面圖如圖所示，已知電池放電后的產(chǎn)物是Zn(OH)2和MnOOH，則其總反應(yīng)式為____________________________，正極反應(yīng)式為________________________。電池中的鋅粉能和KOH發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)類似于鋁粉與KOH的反應(yīng)，其化學方程式是____________________________，因此電池長時間不用會發(fā)生體積的膨脹和漏液。(3)用高鐵(Ⅵ)酸鹽設(shè)計的高鐵(Ⅵ)電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時的總反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。①寫出正極反___________________________________________________。②用高鐵(Ⅵ)電池作電源，以Fe作陽極，以Cu作陰極，對足量KOH溶液進行電解，當電池中有0.2molK2FeO4反應(yīng)時，則在電解池中生成H2________L(標準狀況)。答案(1)①2H＋＋2e－=H2↑增大②甲池中：左—Fe，右—C，乙池中：左—Fe，右—C(2)Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnOOH MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－Zn＋2KOH=K2ZnO2＋H2↑(3)①FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－②6.72解析(1)①原電池反應(yīng)中Fe作負極，石墨棒作正極，右側(cè)燒杯中電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。由于平衡電荷的需要，鹽橋中的Cl－向負極遷移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。②裝置乙是電解裝置，陰極(右側(cè))產(chǎn)生H2，同時根據(jù)電池的總反應(yīng)式可知Fe只能作陽極(左側(cè))。由已知條件知，在裝置甲中，F(xiàn)e作原電池的負極，在左側(cè)，C作原電池的正極，在右側(cè)。(2)根據(jù)圖示可知堿性鋅錳干電池兩極材料分別是Zn和MnO2，放電后的產(chǎn)物為Zn(OH)2和MnOOH，因此易得總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式。(3)以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為橋梁建立K2FeO4和H2的物質(zhì)的量的關(guān)系：2K2FeO4～3H2，由此可知生成H20.3mol，在標準狀況下的體積為6.72L。13.某研究性學習小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設(shè)計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯