資源簡介

第05講 原電池的工作原理
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目標導航
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課程標準 課標解讀
1．了解原電池的工作原理。 2．能寫出電極反應式和電池反應方程式。 3．學會設計簡單原電池裝置。 1．能運用電極反應式和定量計算等手段說明原電池的組成及其變化，能分析原電池中能量轉化與物質性質關系。 2．能從不同角度認識原電池反應，能運用對立統一思想和定性定量結合的方式揭示原電池原理的本質特征；能對具體物質的性質和化學變化做出解釋或預測，能運用原電池原理分析說明生產、生活實際中的化學變化。 3．能對復雜的化學問題情境中的關鍵要素進行分析并能解釋原電池原理或解決復雜的化學問題。
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知識精講
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知識點01 銅鋅原電池實驗探究
1．實驗裝置
2．實驗現象
檢流計指針 電極表面變化情況
Ⅰ 發生______ 鋅片質量______，銅片質量______
Ⅱ 發生______ 鋅片質量______，銅片質量______
3．電極材料及電極反應
負極 正極
電極材料 ______ ______
電極反應 __________________ ____________
反應類型 ______反應 ______反應
電池反應 __________________
電子流向 由______極通過導線流向______極
離子移向 陽離子移向______極，陰離子移向______極
鹽橋作用 構成閉合回路，使離子通過，傳導電流
【特別提醒】外電路中由電子的定向移動產生電流，而電解質溶液內部只有離子的定向移動，沒有電子的移動。
【即學即練1】（2021·忻州高二檢測）在盛有稀H2SO4的燒杯中放入有導線連接的鋅片和銅片。下列敘述正確的是（ ）。
A．稀硫酸濃度逐漸增大 B．電子通過導線由銅片流向鋅片
C．正極有O2逸出 D．銅片上有H2逸出
知識點02 原電池的工作原理
1．原電池
（1）定義：能把______轉化為______的裝置。
（2）電極名稱及電極反應
①負極：電子______的一極，發生______反應；
②正極：電子______的一極，發生______反應。
（3）原電池的構成條件
①兩個活潑性不同的電極（兩種金屬或一種______和一種能導電的____________）。
②將電極插入______溶液。
③構成閉合回路。
④能自發發生的____________反應。
2．工作原理：電子發生定向移動從而形成電流，實現了化學能向電能的轉化。
（1）電子流向：外電路中電子由______極流向______極
（2）電流流向：外電路中電流由______極流向______極，內電路（電解質溶液）中電流由______極流向______極
（3）離子流向：內電路中，陰離子移向______極，陽離子移向______極；
【即學即練2】下列說法正確的是（ ）。
A．原電池是把電能轉化為化學能的裝置
B．原電池中電子流出的一極是正極，發生氧化反應
C．原電池的電極發生的反應均為氧化還原反應
D．形成原電池后，原電池中的陽離子向正極移動
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能力拓展
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考法01 原電池的工作原理
【典例1】（2021·甘肅武威高二上學期期中）據圖分析，下列有關該原電池的敘述正確的是（ ）。
A．工作時，鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液
B．取出鹽橋后，檢流計指針依然發生偏轉
C．銅電極上有氣泡逸出
D．反應前后銅電極的質量不變
【知識拓展】原電池的工作原理及電極判斷
1．原電池的工作原理（以銅鋅原電池為例）
2．原電池正負極的判斷
考法02 原電池工作原理的應用
【典例2】（2022年湖北省新高考聯考協作體高三3月模擬）已知Ag+的氧化性強于Co2+的氧化性，則關于下圖所示原電池裝置的說法中，正確的是（ ）。
A．Co電極是原電池的正極
B．鹽橋中可填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物
C．該原電池的正極反應式為Ag++e－＝Ag
D．鹽橋中的電解質陰離子向右側燒杯移動
【知識拓展】原電池工作原理的應用
1．加快化學反應速率
構成原電池的反應速率比直接接觸的反應速率快。如實驗室制H2時，粗鋅比純鋅與稀硫酸反應快，或向溶液中滴入幾滴CuSO4溶液，反應加快。
2．比較金屬的活動性強弱
對于酸性電解質，一般是作負極的金屬活動性強，作正極的金屬活動性較弱。
3．設計原電池
（1）分析原電池反應，判斷正負極和溶液
①能設計成原電池的反應一定是自發的、放熱的氧化還原反應
②負極材料確定之后，正極材料的選擇范圍較廣，只要合理都可以
（2）鹽橋式原電池
①導電：鹽橋中離子的定向遷移構成了電流通路
②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性，使電池能持續提供電流
③隔離：相互反應的電極和溶液通過鹽橋隔離開
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分層提分
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題組A 基礎過關練
1．下列反應，不可以設計成原電池的是（ ）。
A．2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2
B．NaOH+HCl＝NaCl+H2O
C．2Fe+3Br2＝2FeBr3
D．2KMnO4+5SO2+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
2．（2021·石家莊高二檢測）下列裝置能組成原電池的是（ ）。
3．以下銅鋅原電池工作原理認知模型圖中，不正確的是（ ）。
A．正負極標注 B．電極反應式
C．電子移動方向 D．H+的移動方向
4．（2021·山西晉中高二上期中）下列根據反應Zn+Cu2+＝Zn2++Cu設計的原電池不符合該反應的是（ ）。
A B C D
5．（2021·北京市西城區高二上期中）鋅銅原電池裝置如圖（鹽橋相當于導線，通過溶液中離子的定向移動起導電作用），下列說法不正確的是（ ）。
A．鋅電極上發生氧化反應
B．電子從鋅片經電流計流向銅片
C．鹽橋中Cl－向正極移動
D．銅電極上發生反應：Cu2++2e－＝Cu
6．（2022年1月浙江學考化學仿真模擬試卷A）如圖為發光二極管連接檸檬電池。下列說法不正確的是（ ）。
A．該裝置的能量轉化形式主要為化學能→電能
B．電子的流向：Zn→導線→Cu→檸檬液→Zn
C．鋅片是負極，質量不斷減小
D．銅片上的電極反應為：2H++2e－＝H2↑
7．一種直接鐵燃料電池（電池反應為：3Fe+2O2＝Fe3O4）的裝置如圖所示，下列說法正確的是（ ）。
A．Fe極為電池正極
B．KOH溶液為電池的電解質溶液
C．電子由多孔碳極沿導線流向Fe極
D．每5.6gFe參與反應，導線中流過1.204×1023個e－
8．為了避免鋅片與Cu2+直接接觸發生反應而影響原電池的放電效率，有人設計了如圖所示的裝置，
按要求完成以下填空：
（1）此裝置在工作時，可以觀察到的現象是________________，電池的總反應式為___________________________________。
（2）原電池工作時，CuSO4溶液中SO42－向________移動。
（3）鹽橋是通過________的定向移動實現導電的，若此鹽橋內為KCl飽和溶液，則該電池在工作時，K+移向________（填“正”或“負”）極。
9．設計原電池Zn+2Fe3+＝Zn2++2Fe2+，在方框中畫出能形成穩定電流的半電池形式的裝置圖（標出電極材料、電解質溶液）
負極：________，電極反應：______________________________；
正極：________，電極反應：______________________________。
10．現有A、B、C、D四種金屬片：①把A、B用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，A上有氣泡產生；②把C、D用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，D發生還原反應；③把A、C用導線連接后同時浸入稀H2SO4溶液中，電子流動方向為A→導線→C，根據上述情況，回答下列問題：
（1）在①中，金屬片______發生氧化反應，金屬片______作正極；
（2）在②中，金屬片______作負極；
（3）如果把B、D用導線連接后同時浸入稀H2SO4溶液，則金屬片______上有氣泡產生；
（4）上述四種金屬的活動性由強到弱的順序是________________________。
題組B 能力提升練
1．（2022屆廣東省廣州市高三上學期12月調研）我國首創的海洋電池以鋁板、鉑網作電極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流，放電時（ ）。
A．鋁電極上發生還原反應
B．陽離子移向負極
C．氧氣在正極上得電子
D．電流由鋁板經外電路流向鉑網
2．（2021·天津南開區高二上期中）某同學用銅片、銀片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂－KNO3的U形管）設計成一個原電池，如圖所示，下列判斷中正確的是（ ）。
A．該原電池的工作原理是Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+
B．實驗過程中取出鹽橋，原電池能繼續工作
C．實驗過程中，左側燒杯中NO3－濃度不變
D．實驗過程中電子流向為：Cu極→Cu（NO3）2溶液→AgNO3溶液→Ag極
3．（2020~2021學年浙江省七彩陽光新高考研究聯盟高二上期中）某科學探究小組為探究電化學原理，設計了如圖所示的裝置進行探究實驗。下列對實驗中觀察到的現象或相關結論的敘述錯誤的是（ ）。
A．a和b不連接時，鐵片上有紅色的銅析出，該裝置不能形成原電池
B．a和b用導線連接時銅片為負極，發生的反應為：Cu2++2e－＝Cu
C．無論a和b是否連接，反應的本質相同，鐵片均會被氧化，溶液中均有Fe2+生成
D．a和b用導線連接時，溶液中的Cu2+應向銅電極移動且能更快地在銅電極上析出銅
4．（2021·天津和平區高二檢測）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，下列有關敘述正確的是（ ）。
A．銅電極上發生氧化反應
B．電池工作一段時間后，甲池的c（SO42－）減小
C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加
D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡
5．（青海省西寧市海湖中學2021屆高三上學期第二階段考試）芝加哥伊利諾伊大學的研究人員設計了一種可用于商業化的新型鋰金屬電池，電池結構如圖所示：電池工作時，下列說法錯誤的是（ ）。
A．該裝置將化學能轉化為電能
B．負極上發生的電極反應為Li－e－＝Li+
C．該電池可用LiOH溶液作電解質
D．電池工作時，電路中每流過1mol電子，正極增重7g
6．（2021~2022學年河北邯鄲高二上學期期末檢測）科研人員設想用如圖所示裝置生產硫酸，下列說法不正確的是（ ）。
A．a為負極，b為正極
B．生產過程中氫離子由左移向右
C．從左下口流出的硫酸的質量分數一定大于10%
D．正極反應式為O2+2H2O+4e－＝4OH－
7．原電池原理的發現是儲能和供能技術的巨大進步，是化學對人類的一項重大貢獻。
（1）將純鋅片和純銅片按圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
①下列說法正確的是______。
A．甲乙均為化學能轉變為電能的裝置
B．乙中銅片上沒有明顯變化
C．甲中銅片質量減少，乙中鋅片質量減少
D．兩燒杯中溶液的PH均增大
②在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲____乙（填“＞”﹑“＜”或“＝”）。
③該反應是______反應（填“放熱”或“吸熱”）。
④當乙中產生1.12L（標準狀況）氣體時，將鋅﹑銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測得溶液中c（H+）＝0.1mol L－1（設反應前后溶液體積不變）。試確定原稀硫酸的物質的量濃度為______，轉移電子數為______個。
（2）電子表和電子計算器中所用的是紐扣式微型銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質為KOH溶液，放電時電池總反應為Ag2O+Zn+H2O＝2Ag+Zn（OH）2，工作時電池正極區的pH______（填“增大”﹑“減小”或“不變”），當外電路中通過1.8NA個電子，理論上消耗的鋅的質量______g。
（3）鉛蓄電池是常用的化學電源，其電極材料是Pb和PbO2，電解液為稀硫酸，工作時該電池總反應式為：PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，據此判斷：鉛蓄電池的負極材料是______。工作時，電解質溶液的pH______（填“增大”﹑“減小”或“不變”）。工作時，電解質溶液中陰離子移向______極（填“正”或“負”）。
8．將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如圖所示）。
在每次實驗時，記錄電壓表指針的移動方向和電壓表的讀數如下：
金屬 電子流動方向 電壓（V）
D D→Cu +0.78
C Cu→C －0.15
B B→Cu +1.35
A A→Cu +0.30
已知：構成兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表的讀數越大。請依據表中數據判斷：
（1）最活潑金屬為________（填字母序號，下同）。
（2）若濾紙改用NaOH溶液浸潤，則在濾紙上能看到藍色沉淀析出的是________金屬，其負極的電極反應為___________________________。
（3）若（2）中濾紙上析出沉淀為9.8g，則轉移電子為________mol。
題組C 培優拔尖練
1．（2021·寧波高二上學期期中檢測）將Mg條、Al條平行插入一定濃度的NaOH溶液中，用導線、電流計連接成原電池，此電池工作時，下列敘述中正確的是（ ）。
A．Mg比Al活潑，Mg失去電子被氧化成Mg2+
B．負極反應式為：Al+4OH－－3e－＝AlO2－+2H2O
C．該電池的內外電路中，電流均是由電子定向移動形成的
D．原電池工作過程中溶液pH不變
2．利用銅和石墨作電極，在鹽酸介質中，銅與氫疊氮酸（HN3）構成原電池，總反應方程式為2Cu+2Cl－+HN3+3H+＝2CuCl（s）+N2↑+NH4+。下列判斷正確的是（ ）。
A．電子從石墨電極流向銅電極
B．溶液中Cl－向石墨電極移動
C．每轉移1mol電子，負極減重64 g
D．正極反應式為HN3+2e－+3H+＝N2↑+NH4+
3．對銅－鋅－稀硫酸組成的原電池裝置中，當導線中有1mol電子通過時，理論上的兩極變化是：①鋅片溶解了32.5g；②鋅片增重了32.5g；③銅片上析出1g氫氣；④鋅片上析出1mol氫氣（ ）。
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
4．（2021·四川成都高二上學期期中）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測得原電池的電流強度（I）隨時間（t）的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產生。
下列說法錯誤的是（ ）。
A．0～t1時，原電池的負極是Al片
B．0～t1時，正極的電極反應式是NO3－+2H++e－＝NO2↑+H2O
C．t1后，原電池的正、負極發生互變
D．t1后，正極上每得到0.3mol電子，則負極質量減少2.7g
5．（2021·貴陽高二上學期期末檢測）鋅與100mL 1mol·L－1鹽酸反應的實驗中，若設想向溶液中分別加入少量的：①醋酸鈉；②溴化銅；③醋酸銅（均為可溶性），并測定生成H2的速率（mL·min－1），預計三種方案的速率大小是（ ）。
A．①＞③＞② B．③＞②＞①
C．②＞③＞① D．①＞②＞③
6．某同學研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反應，設計如下對比實驗。
實驗 Ⅰ Ⅱ
現象 連通電路后，電流表指針向右偏轉，分別取反應前和反應一段時間后甲燒杯中的溶液，滴加KSCN溶液，前者幾乎無色，后者顯紅色 連通電路后，電流表指針向左發生微小的偏轉，丙、丁燒杯中均無明顯現象
下列說法正確的是（ ）。
A．僅由Ⅰ中的現象可推知Ag+的氧化性強于Fe3+
B．Ⅱ中電流表指針向左偏轉的原因是Fe2+氧化了銀電極
C．Ⅱ中若將銀電極換成石墨電極，電流表指針可能不再向左偏轉
D．對比Ⅰ、Ⅱ可知，Ⅰ中NO3－氧化了Fe2+
7．利用人工光合作用合成甲酸的原理為2CO2+2H2O2HCOOH+O2，裝置如圖所示。
請回答下列問題：
（1）從能量角度分析，該裝置將太陽能轉化為___________。
（2）NaCl溶液的作用是___________。
（3）電極1為______（填“正極”或“負極”），電極2的電極反應式為___________。
（4）產生O2的電極是______（填“電極1”或“電極2”），每消耗0.5molCO2時，理論上生成O2體積為___________（標準狀況下）。
8．按要求填空：
（1）某同學依據氧化還原反應：2Ag++Cu＝Cu2++2Ag設計的原電池如圖所示：
①負極發生的電極反應為___________；
②電解質溶液中的NO3－向__________電極移動；（寫出電極材料的名稱）
（2）當反應進行到一段時間后取出電極材料，測得某一電極增重了5.4g，則該原電池反應共轉移的電子數目是________；
（3）水是生命之源，也是化學反應中的主角。請回答下列問題：已知：2molH2完全燃燒生成液態水時放出572kJ的熱量。
①若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量______（填“＞”“＜”或“＝”）572kJ；
②每克氫氣燃燒生成液態水時放出的熱量為________；
（4）天然氣（主要成分CH4）和氧氣反應生成二氧化碳和水，該反應為放熱的氧化還原反應，可將其設計成燃料電池，構造如圖所示，a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成。
a電極的電極反應式是___________________________。第05講 原電池的工作原理
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目標導航
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課程標準 課標解讀
1．了解原電池的工作原理。 2．能寫出電極反應式和電池反應方程式。 3．學會設計簡單原電池裝置。 1．能運用電極反應式和定量計算等手段說明原電池的組成及其變化，能分析原電池中能量轉化與物質性質關系。 2．能從不同角度認識原電池反應，能運用對立統一思想和定性定量結合的方式揭示原電池原理的本質特征；能對具體物質的性質和化學變化做出解釋或預測，能運用原電池原理分析說明生產、生活實際中的化學變化。 3．能對復雜的化學問題情境中的關鍵要素進行分析并能解釋原電池原理或解決復雜的化學問題。
(
知識精講
)
知識點01 銅鋅原電池實驗探究
1．實驗裝置
2．實驗現象
檢流計指針 電極表面變化情況
Ⅰ 發生偏轉 鋅片質量減少，銅片質量增加
Ⅱ 發生偏轉 鋅片質量減少，銅片質量增加
3．電極材料及電極反應
負極 正極
電極材料 鋅片 銅片
電極反應 Zn－2e－＝Zn2+ Cu2++2e－＝Cu
反應類型 氧化反應 還原反應
電池反應 Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+
電子流向 由鋅極通過導線流向銅極
離子移向 陽離子移向正極，陰離子移向負極
鹽橋作用 構成閉合回路，使離子通過，傳導電流
【特別提醒】外電路中由電子的定向移動產生電流，而電解質溶液內部只有離子的定向移動，沒有電子的移動。
【即學即練1】（2021·忻州高二檢測）在盛有稀H2SO4的燒杯中放入有導線連接的鋅片和銅片。下列敘述正確的是（ ）。
A．稀硫酸濃度逐漸增大 B．電子通過導線由銅片流向鋅片
C．正極有O2逸出 D．銅片上有H2逸出
【解析】選D。在盛有稀H2SO4的燒杯中放入有導線連接的鋅片和銅片構成了銅鋅原電池，Zn作負極，電極反應為Zn－2e－Zn2+；銅作正極，電極反應是2H++2e－H2↑，消耗了稀H2SO4，稀硫酸濃度逐漸減小，電子由負極鋅通過導線流向正極銅，故只有D正確。
知識點02 原電池的工作原理
1．原電池
（1）定義：能把化學能轉化為電能的裝置。
（2）電極名稱及電極反應
①負極：電子流出的一極，發生氧化反應；
②正極：電子流入的一極，發生還原反應。
（3）原電池的構成條件
①兩個活潑性不同的電極（兩種金屬或一種金屬和一種能導電的非金屬）。
②將電極插入電解質溶液。
③構成閉合回路。
④能自發發生的氧化還原反應。
2．工作原理：電子發生定向移動從而形成電流，實現了化學能向電能的轉化。
（1）電子流向：外電路中電子由負極流向正極
（2）電流流向：外電路中電流由正極流向負極，內電路（電解質溶液）中電流由負極流向正極
（3）離子流向：內電路中，陰離子移向負極，陽離子移向正極；
【即學即練2】下列說法正確的是（ ）。
A．原電池是把電能轉化為化學能的裝置
B．原電池中電子流出的一極是正極，發生氧化反應
C．原電池的電極發生的反應均為氧化還原反應
D．形成原電池后，原電池中的陽離子向正極移動
【解析】選D。原電池是把化學能轉化為電能的裝置，電子流出的一極是負極，負極發生氧化反應，電解質溶液中的陰離子向負極移動；電子流進的一極是正極，正極發生還原反應，電解質溶液中的陽離子向正極移動。
(
能力拓展
)
考法01 原電池的工作原理
【典例1】（2021·甘肅武威高二上學期期中）據圖分析，下列有關該原電池的敘述正確的是（ ）。
A．工作時，鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液
B．取出鹽橋后，檢流計指針依然發生偏轉
C．銅電極上有氣泡逸出
D．反應前后銅電極的質量不變
【解析】選A。在該原電池中，Zn作負極，Cu作正極，陽離子移向正極，A項正確；取出鹽橋后，不能構成原電池，故檢流計指針不發生偏轉，B項錯誤；Cu電極為正極，電極反應式為Cu2++2e－＝Cu，無氣泡逸出，且銅電極的質量增加，C、D項錯誤。
【知識拓展】原電池的工作原理及電極判斷
1．原電池的工作原理（以銅鋅原電池為例）
2．原電池正負極的判斷
考法02 原電池工作原理的應用
【典例2】（2022年湖北省新高考聯考協作體高三3月模擬）已知Ag+的氧化性強于Co2+的氧化性，則關于下圖所示原電池裝置的說法中，正確的是（ ）。
A．Co電極是原電池的正極
B．鹽橋中可填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物
C．該原電池的正極反應式為Ag++e－＝Ag
D．鹽橋中的電解質陰離子向右側燒杯移動
【解析】選C。本題裝置為原電池裝置，因為Ag+的氧化性強于Co2+的氧化性，故Co比Ag易失電子，故Co電極為負極，Ag電極為正極，A錯誤；本裝置的銀半電池中離子為Ag+，若鹽橋中填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物，則Ag+與Cl－反應生成AgCl沉淀，因此鹽橋中不可填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物，B錯誤；由分析可知，銀電極為正極，正極反應式為：Ag++e－＝Ag，C正確；原電池中陰離子移向負極，即陰離子向左側燒杯移動，D錯誤。
【知識拓展】原電池工作原理的應用
1．加快化學反應速率
構成原電池的反應速率比直接接觸的反應速率快。如實驗室制H2時，粗鋅比純鋅與稀硫酸反應快，或向溶液中滴入幾滴CuSO4溶液，反應加快。
2．比較金屬的活動性強弱
對于酸性電解質，一般是作負極的金屬活動性強，作正極的金屬活動性較弱。
3．設計原電池
（1）分析原電池反應，判斷正負極和溶液
①能設計成原電池的反應一定是自發的、放熱的氧化還原反應
②負極材料確定之后，正極材料的選擇范圍較廣，只要合理都可以
（2）鹽橋式原電池
①導電：鹽橋中離子的定向遷移構成了電流通路
②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性，使電池能持續提供電流
③隔離：相互反應的電極和溶液通過鹽橋隔離開
(
分層提分
)
題組A 基礎過關練
1．下列反應，不可以設計成原電池的是（ ）。
A．2FeCl3+Cu＝2FeCl2+CuCl2
B．NaOH+HCl＝NaCl+H2O
C．2Fe+3Br2＝2FeBr3
D．2KMnO4+5SO2+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
【解析】選B。NaOH+HCl＝NaCl+H2O不屬于氧化還原反應，故不能設計成原電池。
2．（2021·石家莊高二檢測）下列裝置能組成原電池的是（ ）。
【解析】選C。形成原電池的條件有四個：①活潑程度不同的導電電極②電極浸入電解質溶液③形成閉合回路④發生自發的氧化還原反應。A中兩電極均為Zn活潑程度相同，B中塑料棒不導電，D中酒精不是電解質溶液，故A、B、D均錯。
3．以下銅鋅原電池工作原理認知模型圖中，不正確的是（ ）。
A．正負極標注 B．電極反應式
C．電子移動方向 D．H+的移動方向
【解析】選A。銅鋅原電池的原理：Zn+2e－＝Zn2++H2↑，鋅比銅活潑，鋅失電子做負極，電極反應式為：Zn－2e－＝Zn2+，銅片做正極，電極反應式為：2H++2e－＝H2↑；Zn失電子做負極，Cu做正極，正負極標注有錯，故A錯誤；鋅片的電極反應式為：Zn－2e－＝Zn2+，銅片的電極反應式為：2H++2e－＝H2↑，故B正確；電子從負極經導線移動至正極，方向正確，故C正確；H+移向正極得電子，故D正確。
4．（2021·山西晉中高二上期中）下列根據反應Zn+Cu2+＝Zn2++Cu設計的原電池不符合該反應的是（ ）。
A B C D
【解析】選A。鋅為負極、銅為正極，H2SO4溶液為電解質溶液，原電池的總反應的離子方程式：Zn+2H+＝Zn2++H2↑，A符合題意；鋅為負極，C（石墨）為正極，CuCl2溶液為電解質溶液，原電池的總反應的離子方程式：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，B不符合題意；鋅為負極，銅為正極，CuSO4溶液為電解質溶液，原電池的總反應的離子方程式：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，C不符合題意；鋅為負極，銀為正極，CuCl2溶液為電解質溶液，原電池的總反應的離子方程式：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，D不符合題意。
5．（2021·北京市西城區高二上期中）鋅銅原電池裝置如圖（鹽橋相當于導線，通過溶液中離子的定向移動起導電作用），下列說法不正確的是（ ）。
A．鋅電極上發生氧化反應
B．電子從鋅片經電流計流向銅片
C．鹽橋中Cl－向正極移動
D．銅電極上發生反應：Cu2++2e－＝Cu
【解析】選C。由于Zn的活動性比Cu強，所以Zn為原電池的負極，失去電子發生氧化反應，A正確；電子從負極鋅片經由電路導線經電流計流向正極銅片，B正確；在鹽橋中陰離子Cl－會向正電荷較多的負極區移動，C錯誤；Cu為正極，正極上溶液中的Cu2+得到電子發生還原反應，電極反應式為：Cu2++2e－＝Cu，D正確。
6．（2022年1月浙江學考化學仿真模擬試卷A）如圖為發光二極管連接檸檬電池。下列說法不正確的是（ ）。
A．該裝置的能量轉化形式主要為化學能→電能
B．電子的流向：Zn→導線→Cu→檸檬液→Zn
C．鋅片是負極，質量不斷減小
D．銅片上的電極反應為：2H++2e－＝H2↑
【解析】選B。A項，該裝置的能量轉化是化學能變電能，A正確；B項，鋅為負極，銅為正極，電子從鋅流出，經過導線，流向銅，電子不能通過溶液，B錯誤；C項，鋅為負極，反應生成鋅離子，質量不斷減小，C正確；D項，銅為正極，溶液中的氫離子得到電子生成氫氣，D正確。
7．一種直接鐵燃料電池（電池反應為：3Fe+2O2＝Fe3O4）的裝置如圖所示，下列說法正確的是（ ）。
A．Fe極為電池正極
B．KOH溶液為電池的電解質溶液
C．電子由多孔碳極沿導線流向Fe極
D．每5.6gFe參與反應，導線中流過1.204×1023個e－
【解析】選B。鐵燃料電池中鐵失去電子為電池負極，選項A錯誤；KOH溶液為電池的電解質溶液，為堿性電池，選項B正確；電子由負極Fe極沿導線流向正極多孔碳極，選項C錯誤；根據電池反應：3Fe+2O2＝Fe3O4可知，3mol鐵參與反應時轉移8mole－，故每5.6gFe參與反應，導線中流過1.605×1023個e－，選項D錯誤。
8．為了避免鋅片與Cu2+直接接觸發生反應而影響原電池的放電效率，有人設計了如圖所示的裝置，
按要求完成以下填空：
（1）此裝置在工作時，可以觀察到的現象是________________，電池的總反應式為___________________________________。
（2）原電池工作時，CuSO4溶液中SO42－向________移動。
（3）鹽橋是通過________的定向移動實現導電的，若此鹽橋內為KCl飽和溶液，則該電池在工作時，K+移向________（填“正”或“負”）極。
【解析】（1）該裝置為銅鋅原電池，總反應式為Zn+Cu2+＝Cu+Zn2+，該電池工作時，觀察到檢流計指針發生偏轉，鋅片不斷溶解，銅片上有紅色物質析出。（2）該電池工作時，CuSO4溶液中SO42－向鹽橋移動。（3）在原電池中，鹽橋是通過離子定向移動實現導電的，若鹽橋內為KCl飽和溶液，K+向正極移動。
【答案】（1）檢流計的指針發生偏轉，鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質析出；Zn+Cu2+＝Zn2++Cu（2）鹽橋（3）離子；正
9．設計原電池Zn+2Fe3+＝Zn2++2Fe2+，在方框中畫出能形成穩定電流的半電池形式的裝置圖（標出電極材料、電解質溶液）
負極：________，電極反應：______________________________；
正極：________，電極反應：______________________________。
【解析】分析元素化合價的變化可知，Zn為負極，比Zn活潑性差的金屬或非金屬（石墨等）作正極，選擇與電極材料有相同離子的溶液作電解質溶液。
【答案】見下圖；Zn；Zn－2e－＝Zn2+；Pt；2Fe3++2e－＝2Fe2+
10．現有A、B、C、D四種金屬片：①把A、B用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，A上有氣泡產生；②把C、D用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，D發生還原反應；③把A、C用導線連接后同時浸入稀H2SO4溶液中，電子流動方向為A→導線→C，根據上述情況，回答下列問題：
（1）在①中，金屬片______發生氧化反應，金屬片______作正極；
（2）在②中，金屬片______作負極；
（3）如果把B、D用導線連接后同時浸入稀H2SO4溶液，則金屬片______上有氣泡產生；
（4）上述四種金屬的活動性由強到弱的順序是________________________。
【解析】（1）把A、B用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，A上有氣泡產生，所以A是正極，B是負極，該極上發生氧化反應；（2）把C、D用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，D發生還原反應，所以D是正極，C是負極；（3）根據①可知金屬活潑性順序為B＞A，根據②可知金屬活潑性順序為C＞D，根據③可知金屬活潑性順序為A＞C，所以金屬活潑性順序是在原電池中，B＞A＞C＞D，如果把B、D用導線連接后同時浸入稀H2SO4溶液，則D為正極，該電極上有氣泡產生；（4）根據①可知金屬活潑性順序為B＞A，根據②可知金屬活潑性順序為C＞D，根據③可知金屬活潑性順序為A＞C，所以金屬活潑性順序是在原電池中，B＞A＞C＞D。
【答案】（1）B；A（2）C（3）D（4）B＞A＞C＞D
題組B 能力提升練
1．（2022屆廣東省廣州市高三上學期12月調研）我國首創的海洋電池以鋁板、鉑網作電極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流，放電時（ ）。
A．鋁電極上發生還原反應
B．陽離子移向負極
C．氧氣在正極上得電子
D．電流由鋁板經外電路流向鉑網
【解析】選C。由題可得，放電時鋁為負極，發生氧化反應；正極上通入氧氣，發生還原反應。鋁電極上發生氧化反應，因此A項錯誤；陽離子流向正極，因此B項錯誤；氧氣在正極得電子，發生還原反應，因此C選項正確；電流由正極流向負極，因此應該由鉑網流向鋁板，因此D選項錯誤
2．（2021·天津南開區高二上期中）某同學用銅片、銀片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂－KNO3的U形管）設計成一個原電池，如圖所示，下列判斷中正確的是（ ）。
A．該原電池的工作原理是Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+
B．實驗過程中取出鹽橋，原電池能繼續工作
C．實驗過程中，左側燒杯中NO3－濃度不變
D．實驗過程中電子流向為：Cu極→Cu（NO3）2溶液→AgNO3溶液→Ag極
【解析】選A。該原電池中發生的反應是Cu與銀離子的置換反應，即工作原理是Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+，故A正確；實驗過程中取出鹽橋，該裝置不能形成閉合回路，所以原電池不能繼續工作，故B錯誤；實驗過程中，NO3－向負極銅電極移動，所以左側燒杯中濃度增大，故C錯誤；電子只能在電極和導線中移動，不能在溶液中移動，故D錯誤。
3．（2020~2021學年浙江省七彩陽光新高考研究聯盟高二上期中）某科學探究小組為探究電化學原理，設計了如圖所示的裝置進行探究實驗。下列對實驗中觀察到的現象或相關結論的敘述錯誤的是（ ）。
A．a和b不連接時，鐵片上有紅色的銅析出，該裝置不能形成原電池
B．a和b用導線連接時銅片為負極，發生的反應為：Cu2++2e－＝Cu
C．無論a和b是否連接，反應的本質相同，鐵片均會被氧化，溶液中均有Fe2+生成
D．a和b用導線連接時，溶液中的Cu2+應向銅電極移動且能更快地在銅電極上析出銅
【解析】選B。a和b不連接時，沒有形成閉合回路，沒有構成原電池，鐵把銅置換出來，故A正確；導線連接后，構成原電池，鐵比銅活潑，鐵作負極，發生的反應為Fe－2e－＝Fe2+，故B錯誤；根據選項A、B分析，無論a和b是否連接，鐵片均會被氧化，溶液中均有Fe2+生成，故C正確；a和b用導線連接時，構成原電池，陽離子向正極移動，發生還原反應，溶液中的Cu2+應向銅電極移動且能更快地在銅電極上析出銅，故D正確。
4．（2021·天津和平區高二檢測）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，下列有關敘述正確的是（ ）。
A．銅電極上發生氧化反應
B．電池工作一段時間后，甲池的c（SO42－）減小
C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加
D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡
【解析】選C。由銅鋅原電池原理可知，鋅電極為負極失電子發生氧化反應，銅電極為正極得電子發生還原反應，A項錯誤；陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，兩池中c（SO42－）不變，B項錯誤；電解過程中Zn2+由甲池通過陽離子交換膜進入乙池，乙池中Cu2++2e－＝Cu，其溶液中的離子轉換為Cu2+～Zn2+，摩爾質量M（Cu2+）＜M（Zn2+），乙池溶液的質量增加，C項正確；陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2+由甲池通過陽離子交換膜進入乙池保持溶液的電荷平衡，陰離子并不通過交換膜，D項錯誤。
5．（青海省西寧市海湖中學2021屆高三上學期第二階段考試）芝加哥伊利諾伊大學的研究人員設計了一種可用于商業化的新型鋰金屬電池，電池結構如圖所示：電池工作時，下列說法錯誤的是（ ）。
A．該裝置將化學能轉化為電能
B．負極上發生的電極反應為Li－e－＝Li+
C．該電池可用LiOH溶液作電解質
D．電池工作時，電路中每流過1mol電子，正極增重7g
【解析】選C。該電池為原電池，所以該裝置將化學能轉化為電能，A項正確；負極是鋰失去電子，發生氧化反應，電極反應為Li－e－＝Li+，B項正確；電解質溶液中水與電極鋰發生氧化還原反應，該電解池不能用水溶液作電解液，C項錯誤；根據轉移電子守恒，電路中每流過1mol電子，正極上發生還原反應，正極材料要結合1mol鋰離子，所以增重7g，D項正確。
6．（2021~2022學年河北邯鄲高二上學期期末檢測）科研人員設想用如圖所示裝置生產硫酸，下列說法不正確的是（ ）。
A．a為負極，b為正極
B．生產過程中氫離子由左移向右
C．從左下口流出的硫酸的質量分數一定大于10%
D．正極反應式為O2+2H2O+4e－＝4OH－
【解析】選D。原電池中負極上失電子化合價升高、正極上得電子化合價降低，a電極上S元素化合價由+4價變為+6價、b電極上O元素化合價由0價變為－2價，則a為負極、b為正極，故A正確；放電時，電解質溶液陽離子向正極移動，所以放電時氫離子負極a移向正極b，即由左移向右，故B正確；a電極上電極反應式為SO2+2H2O－2e－＝H2SO4+2H+，負極上消耗水生成硫酸導致硫酸的質量增大，且氫離子移向b電極，溶液質量減少，所以導致左下口流出的硫酸的質量分數一定大于10%，故C正確；電解質溶液呈酸性，正極上不能生成OH－，正極反應式為O2+4H++4e－＝2H2O，故D錯誤。
7．原電池原理的發現是儲能和供能技術的巨大進步，是化學對人類的一項重大貢獻。
（1）將純鋅片和純銅片按圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：
①下列說法正確的是______。
A．甲乙均為化學能轉變為電能的裝置
B．乙中銅片上沒有明顯變化
C．甲中銅片質量減少，乙中鋅片質量減少
D．兩燒杯中溶液的PH均增大
②在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲____乙（填“＞”﹑“＜”或“＝”）。
③該反應是______反應（填“放熱”或“吸熱”）。
④當乙中產生1.12L（標準狀況）氣體時，將鋅﹑銅片取出，再將燒杯中的溶液稀釋至1L，測得溶液中c（H+）＝0.1mol L－1（設反應前后溶液體積不變）。試確定原稀硫酸的物質的量濃度為______，轉移電子數為______個。
（2）電子表和電子計算器中所用的是紐扣式微型銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質為KOH溶液，放電時電池總反應為Ag2O+Zn+H2O＝2Ag+Zn（OH）2，工作時電池正極區的pH______（填“增大”﹑“減小”或“不變”），當外電路中通過1.8NA個電子，理論上消耗的鋅的質量______g。
（3）鉛蓄電池是常用的化學電源，其電極材料是Pb和PbO2，電解液為稀硫酸，工作時該電池總反應式為：PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，據此判斷：鉛蓄電池的負極材料是______。工作時，電解質溶液的pH______（填“增大”﹑“減小”或“不變”）。工作時，電解質溶液中陰離子移向______極（填“正”或“負”）。
【解析】（1）①甲構成原電池，甲中鋅作負極、Cu作正極，乙不能構成原電池，鋅發生化學腐蝕。甲為化學能轉變為電能的裝置，乙不是，故A錯誤；乙不能構成原電池，銅和稀硫酸不反應，所以乙中銅片上沒有明顯變化，故B正確；甲中銅片上生成氫氣，所以銅片質量不變，故C錯誤；兩燒杯溶液中氫離子都得電子生成氫氣，導致氫離子濃度降低，則溶液的pH均增大，故D正確；②原電池加快負極金屬被腐蝕速率，所以在相同時間內，兩燒杯中產生氣泡的速度：甲＞乙；③酸和金屬的反應、原電池反應都是放熱反應；④乙中生成n（H2）＝＝0.05mol，根據2H++2e－＝H2↑知，轉移電子的物質的量為：n（e－）＝2n（H2）＝2×0.05mol＝0.1mol，其個數為：N（e－）＝0.1mol×NA/mol＝0.1NA。根據氫元素守恒：H2SO4~H2~2H+，n（H2SO4）＝n（H2）+n（H+）＝0.05mol+×0.1mol L－1×1L＝0.1mol，c（H2SO4）＝＝1mol/L；（2）負極反應式為Zn+2OH－－2e－＝Zn（OH）2，正極反應式為Ag2O+H2O+2e－＝2Ag+2OH－，正極上生成OH－，則溶液pH增大；1.8NA個電子的物質的量為1.8mol，根據Zn+2OH－－2e－＝Zn（OH）2，n（Zn）＝n（e－）＝×1.8mol＝0.9mol，則消耗鋅的質：m（Zn）＝0.9mol×65g/mol＝58.5g；（3）該反應中Pb中Pb元素化合價由0價變為+2價，PbO2中Pb元素由+4價變為+2價，所以Pb為負極，PbO2為正極，根據電池反應式知，放電時，硫酸參加反應導致硫酸的濃度減小，則溶液的pH減小。在原電池中電解質溶液中陰離子SO42－向負極移動、陽離子H+向正極移動。
【答案】（1）①BD②＞③放熱④1mol/L；0.1NA（2）增大；58.5（3）Pb；減小；負
8．將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如圖所示）。
在每次實驗時，記錄電壓表指針的移動方向和電壓表的讀數如下：
金屬 電子流動方向 電壓（V）
D D→Cu +0.78
C Cu→C －0.15
B B→Cu +1.35
A A→Cu +0.30
已知：構成兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表的讀數越大。請依據表中數據判斷：
（1）最活潑金屬為________（填字母序號，下同）。
（2）若濾紙改用NaOH溶液浸潤，則在濾紙上能看到藍色沉淀析出的是________金屬，其負極的電極反應為___________________________。
（3）若（2）中濾紙上析出沉淀為9.8g，則轉移電子為________mol。
【解析】（1）由電子流動的方向可知，A、B、D的活動性皆強于Cu，根據構成兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表的讀數越大，可知B的金屬活動性最大，為最強的還原劑，C的金屬活動性弱于Cu，不能從CuSO4溶液中置換出銅。（2）由（1）的分析可知，只有C金屬與Cu組成的原電池，銅失電子生成Cu2+，進而與OH－結合產生藍色沉淀。負極反應式為Cu+2OH－－2e－＝Cu（OH）2。（3）因藍色沉淀為Cu（OH）2，所以當析出9.8gCu（OH）2時，轉移電子為×2＝0.2mol。
【答案】（1）B（2）C；Cu－2e－+2OH－＝Cu（OH）2（3）0.2
題組C 培優拔尖練
1．（2021·寧波高二上學期期中檢測）將Mg條、Al條平行插入一定濃度的NaOH溶液中，用導線、電流計連接成原電池，此電池工作時，下列敘述中正確的是（ ）。
A．Mg比Al活潑，Mg失去電子被氧化成Mg2+
B．負極反應式為：Al+4OH－－3e－＝AlO2－+2H2O
C．該電池的內外電路中，電流均是由電子定向移動形成的
D．原電池工作過程中溶液pH不變
【解析】選B。Mg比Al活潑，但是在NaOH溶液中，Al比Mg更容易失去電子，因為Al與NaOH會反應，故A錯誤；負極反應式為：Al+4OH－－3e－＝AlO2－+2H2O，故B正確；外電路中通過電子的定向移動形成電流，內電路中通過離子的定向移動形成電流，故C錯誤；該裝置電池反應式為2Al+2NaOH+2H2O＝3H2↑+2NaAlO2，所以pH減小，故D錯誤。
2．利用銅和石墨作電極，在鹽酸介質中，銅與氫疊氮酸（HN3）構成原電池，總反應方程式為2Cu+2Cl－+HN3+3H+＝2CuCl（s）+N2↑+NH4+。下列判斷正確的是（ ）。
A．電子從石墨電極流向銅電極
B．溶液中Cl－向石墨電極移動
C．每轉移1mol電子，負極減重64 g
D．正極反應式為HN3+2e－+3H+＝N2↑+NH4+
【解析】選D。該裝置為原電池，銅為負極，石墨為正極，電子從銅電極流向石墨電極，故A錯誤；溶液中Cl－向銅電極移動，故B錯誤；負極為銅電極，負極的電極反應式為Cu+Cl－－e－＝CuCl（s），負極生成了CuCl（s），質量增重了，故C錯誤；總反應方程式為2Cu+2Cl－+HN3+3H+＝2CuCl（s）+N2↑+NH4+，負極的電極反應式為2Cu+2Cl－－2e－＝2CuCl（s），用總反應式減去負極反應式得到正極反應式為HN3+2e－+3H+＝N2↑+NH4+，故D正確。
3．對銅－鋅－稀硫酸組成的原電池裝置中，當導線中有1mol電子通過時，理論上的兩極變化是：①鋅片溶解了32.5g；②鋅片增重了32.5g；③銅片上析出1g氫氣；④鋅片上析出1mol氫氣（ ）。
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【解析】選A。鋅－銅－稀硫酸組成的原電池裝置中，較活潑的金屬鋅作負極，較不活潑的金屬銅作正極，正極材料是銅，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應2H++2e－＝H2↑，鋅作負極失電子生成鋅離子，電極反應為：Zn－2e－＝Zn2+，當導線中有1mol電子通過時，負極上Zn失電子而溶解，Zn片溶解的質量m（Zn）＝64g/mol×＝32.5g，正極上氫離子得電子發生還原反應，所以銅片上生成氫氣的物質的量n（H2）＝＝0.5mol，則反應產生氫氣的質量是m（H2）＝0.5mol×2g/mol＝1g，所以正確的敘述為①③。
4．（2021·四川成都高二上學期期中）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測得原電池的電流強度（I）隨時間（t）的變化如圖2所示，反應過程中有紅棕色氣體產生。
下列說法錯誤的是（ ）。
A．0～t1時，原電池的負極是Al片
B．0～t1時，正極的電極反應式是NO3－+2H++e－＝NO2↑+H2O
C．t1后，原電池的正、負極發生互變
D．t1后，正極上每得到0.3mol電子，則負極質量減少2.7g
【解析】選D。0～t1時，鋁為原電池的負極，銅為正極，到t1時，鋁在濃硝酸中鈍化后不再反應，此時銅又成了原電池的負極。選項A，0～t1時，原電池的負極是Al片，正確；選項B，0～t1時，硝酸根離子在正極得電子生成紅棕色氣體NO2，正確；選項C，t1后，鋁發生鈍化，銅作負極，所以，電池的正、負極發生互變，正確；選項D，t1后，銅是負極，每有0.3mol電子發生轉移，就有0.15mol銅失去電子，負極質量減少9.6g，錯誤。
5．（2021·貴陽高二上學期期末檢測）鋅與100mL 1mol·L－1鹽酸反應的實驗中，若設想向溶液中分別加入少量的：①醋酸鈉；②溴化銅；③醋酸銅（均為可溶性），并測定生成H2的速率（mL·min－1），預計三種方案的速率大小是（ ）。
A．①＞③＞② B．③＞②＞①
C．②＞③＞① D．①＞②＞③
【解析】選C。加入少量醋酸鈉固體，CH3COO－與H+結合生成CH3COOH（弱酸），氫離子濃度變小，反應速率減慢；加入溴化銅，鋅可以置換出Cu，Cu能與Zn形成原電池，反應速率加快；加入醋酸銅，鋅可以置換出Cu，Cu能與Zn形成原電池，反應速率加快，但是同時CH3COO－與H+結合生成CH3COOH，反應速率又減慢，所以反應速率介于①和②之間。
6．某同學研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反應，設計如下對比實驗。
實驗 Ⅰ Ⅱ
現象 連通電路后，電流表指針向右偏轉，分別取反應前和反應一段時間后甲燒杯中的溶液，滴加KSCN溶液，前者幾乎無色，后者顯紅色 連通電路后，電流表指針向左發生微小的偏轉，丙、丁燒杯中均無明顯現象
下列說法正確的是（ ）。
A．僅由Ⅰ中的現象可推知Ag+的氧化性強于Fe3+
B．Ⅱ中電流表指針向左偏轉的原因是Fe2+氧化了銀電極
C．Ⅱ中若將銀電極換成石墨電極，電流表指針可能不再向左偏轉
D．對比Ⅰ、Ⅱ可知，Ⅰ中NO3－氧化了Fe2+
【解析】選C。若Ag+的氧化性強于Fe3+，那么Ⅰ中原電池的總反應為Ag++Fe2+＝Fe3++Ag，而實驗Ⅱ隨著反應進行丁燒杯中也能生成Ag+，也可以構成原電池，生成Fe3+，溶液顏色會改變，但是實驗Ⅱ中無明顯現象，故Ⅰ中的現象是空氣中的氧氣氧化Fe2+導致，A錯誤；由分析可知，是空氣中的氧氣氧化銀電極，故B錯誤；Ⅱ中若將銀電極換成石墨電極，石墨為惰性電極，不能失去電子，不能形成原電池，電流表指針可能不再向左偏轉，C正確；若是NO3－氧化了Fe2+，那么Ⅱ中的Fe2+也會被NO3－氧化，故D錯誤。
7．利用人工光合作用合成甲酸的原理為2CO2+2H2O2HCOOH+O2，裝置如圖所示。
請回答下列問題：
（1）從能量角度分析，該裝置將太陽能轉化為___________。
（2）NaCl溶液的作用是___________。
（3）電極1為______（填“正極”或“負極”），電極2的電極反應式為___________。
（4）產生O2的電極是______（填“電極1”或“電極2”），每消耗0.5molCO2時，理論上生成O2體積為___________（標準狀況下）。
【解析】根據總反應可知該裝置中CO2轉化為HCOOH，被還原，所以通入CO2的電極為正極，即電極2為正極，則電極1為負極，H2O被氧化生成O2。（1）該裝置將太陽能轉化為化學能和電能；（2）氯化鈉為強電解質，氯化鈉溶液可以增強溶液的導電性；（3）根據分析可知電極1為負極；電極2上中CO2被氧化為HCOOH，所以電極反應式為CO2+2H++2e－＝HCOOH；（4）電極1上水被氧化生成氧氣，根據總反應可知每消耗0.5molCO2可以生成0.25molO2，標準狀況下的體積為0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。
【答案】（1）化學能和電能（2）增強溶液導電性
（3）負極；CO2+2H++2e－＝HCOOH（4）電極1；5.6L
8．按要求填空：
（1）某同學依據氧化還原反應：2Ag++Cu＝Cu2++2Ag設計的原電池如圖所示：
①負極發生的電極反應為___________；
②電解質溶液中的NO3－向__________電極移動；（寫出電極材料的名稱）
（2）當反應進行到一段時間后取出電極材料，測得某一電極增重了5.4g，則該原電池反應共轉移的電子數目是________；
（3）水是生命之源，也是化學反應中的主角。請回答下列問題：已知：2molH2完全燃燒生成液態水時放出572kJ的熱量。
①若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣，則放出的熱量______（填“＞”“＜”或“＝”）572kJ；
②每克氫氣燃燒生成液態水時放出的熱量為________；
（4）天然氣（主要成分CH4）和氧氣反應生成二氧化碳和水，該反應為放熱的氧化還原反應，可將其設計成燃料電池，構造如圖所示，a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成。
a電極的電極反應式是___________________________。
【解析】（1）①根據反應2Ag++Cu＝Cu2++2Ag可知：Cu失去電子，反應氧化反應，因此作原電池的負極，電極反應式為Cu－2e－＝Cu2+；②根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，溶液中的NO3－會向正電荷較多的負極Cu電極方向移動；在陰極發生反應：Ag++e－＝Ag，n（Ag）＝n（e－）＝5.4g÷108g/mol＝0.05mol，所以電子轉移數目為0.05NA；（3）①2molH2完全燃燒生成液態水時放出572kJ的熱量，若2molH2完全燃燒生成氣態水，由于等質量的水蒸氣含有的能量比液態水高，因此反應放出的熱量比572kJ的熱量少；②2molH2完全燃燒生成液態水時放出572kJ的熱量，2molH2的質量為4g，則1gH2完全燃燒生成液態水時放出的熱量為572kJ÷4＝143kJ；（4）根據圖示可知a電極是通入燃料的電極，為負極，甲烷失去電子，由于電解質溶液為KOH溶液，顯堿性，所以a電極的電極反應式是CH4－8e－+10OH－＝CO32－+7H2O。
【答案】（1）①Cu－2e－＝Cu2+②銅
（2）0.05NA（或3.01×1022）（3）①＜②143kJ
（4）CH4－8e－+10OH－＝CO32－+7H2O

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