2024-2025學年新教材高中化學第4章化學反應與電能第1節(jié)第1課時原電池的工作原理課堂達標含解析新人教版選擇性必修第一冊_第1頁
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PAGE3-第1課時原電池的工作原理1.鋅銅原電池裝置如圖所示,下列說法正確的是(B)A.銅片作負極B.鋅電極的反應式:Zn-2e-=Zn2+C.電流從鋅片流向銅片D.鹽橋的作用是傳遞電子解析:A項,Zn易失電子發(fā)生氧化反應而作負極,錯誤;B項,Zn易失電子發(fā)生氧化反應,鋅電極的反應式:Zn-2e-=Zn2+,正確;C項,銅作正極,電流由銅片流向鋅片,錯誤;D項,鹽橋的作用是傳遞離子,電子不能通過溶液,錯誤。2.有A、B、C、D四種金屬。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。將A、D分別投入等濃度鹽酸中,D比A反應猛烈。將銅浸入B的鹽溶液里,無明顯改變。假如把銅浸入C的鹽溶液里,有金屬C析出。據(jù)此推斷它們的活動性由強到弱的依次是(B)A.D>C>A>B B.D>A>B>CC.D>B>A>C D.B>A>D>C解析:將A與B用導線連接起來,浸入電解質(zhì)溶液中,該裝置構(gòu)成了原電池,原電池中較活潑的金屬作負極,負極上金屬失電子生成金屬陽離子進入溶液而被腐蝕,較不活潑的金屬作正極而不易腐蝕,B不易腐蝕,所以金屬活動性A>B;金屬和酸反應,較活潑的金屬與酸反應較猛烈,將A、D分別投入等濃度鹽酸中,D比A反應猛烈,所以金屬活動性D>A;金屬之間的置換反應中,較活潑金屬能置換出較不活潑的金屬,將銅浸入B的鹽溶液里,無明顯改變,所以金屬活動性:B>Cu;假如把銅浸入C的鹽溶液里,有金屬C析出,說明金屬活動性:Cu>C。所以它們的活動性由強到弱的依次是D>A>B>C,故合理選項是B。3.由W、X、Y、Z四種金屬按下列裝置進行試驗。下列說法不正確的是(C)裝置現(xiàn)象金屬W不斷溶解Y的質(zhì)量增加W上有氣體產(chǎn)生A.裝置甲中X作原電池正極B.裝置乙中Y電極上的反應式為Cu2++2e-=CuC.裝置丙中溶液的c(H+)不變D.四種金屬的活動性強弱依次為Z>W>X>Y解析:裝置甲中金屬W不斷溶解,負極失電子漸漸溶解,則W作原電池負極,X為正極,氫離子得到電子生成氫氣,故A正確;Y上銅離子得電子生成Cu,電極反應式為Cu2++2e-=Cu,故B正確;W上氫離子得電子生成氫氣,溶液中氫離子濃度減小,故C錯誤;甲中W為負極,X為正極,則活動性:W>X;乙中X為負極,Y為正極,則活動性:X>Y;丙中Z為負極,W為正極,則活動性:Z>W,所以四種金屬的活動性強弱依次為Z>W>X>Y,故D正確。4.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,并作相應標注。答案:(1)下列三幅圖中,作出隨意一幅即可要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。(2)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,可視察到負極__漸漸溶解__。(3)甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電能的是__甲__,其緣由是乙池的負極__甲中Zn和Cu2+不干脆接觸,避開兩種的質(zhì)干脆反應,從而避開了化學能轉(zhuǎn)化為熱能,提高電池效率。__。解析:(1)依據(jù)圖示裝置中電子流向,左燒杯中電極為負極,右燒杯中電極為正極。由金屬活潑性:Zn>Fe>Cu,以下三種組合:ZnSO4(aq)/Zn(負極)—CuSO4(aq)/Cu(正極)、FeSO4(aq)/Fe(負極)—CuSO4(aq)/Cu(正極)和ZnSO4(aq)/Zn(負極)—FeSO4(aq)/Fe(正極),都能構(gòu)成符合裝置示意圖所要求的原電池。(2)依據(jù)無鹽橋原電池的工作原理,Zn(負極)—CuSO4(aq)—Cu(正極)、Fe(負極)—CuSO4(aq)-Cu(正極),都能構(gòu)成符合題目所要求的原電池。在這樣的原電池中,Cu作正極,負極金屬失去電子被氧化,反應現(xiàn)象是電極漸漸溶解。(3)在原電池甲中,負極不與CuSO4溶液干脆接觸,所發(fā)生的化學反應只有原電池反應,而在原電池乙中,負極與CuSO4溶液干脆接觸,所發(fā)生的化學反應除原電池反應以外,還有非原電池反應,因此,在原電池甲和乙中,甲可更有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電能。5.2019年10月9日下午,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布,將2024年度諾貝爾化學獎授予美國和日本的三位化學家,以表彰他們在鋰離子電池發(fā)展方面作出的貢獻。由于鋰金屬的化學特性特別活潑,使得鋰金屬的加工、保存、運用對環(huán)境要求特別高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著20世紀末微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進入了大規(guī)模的好用階段。某種鋰電池的總反應方程式為Li+MnO2=LiMnO2。(1)該電池的負極材料是什么?發(fā)生什么反應?正極呢?(2)如何書寫正、負極電極反應式?答案:(1)Li氧化反應還原反應(2)Li-e-=Li+MnO2+e-=MnOeq\o\al(-,2)解析:(1)由總反應方程式Li+MnO2=LiMnO2可知,鋰元素在反應后化

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