1、第一节原电池课程目标核心素养建构1.了解原电池工作原理。2.正确书写电极反应式和电池反应方程式。3.能设计简单原电池。 知 识 梳 理一、原电池1.概念：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。2.构成条件：(1)具有两个活泼性不同的电极。(2)合适的电解质溶液。(3)形成闭合回路。(4)能自发地发生氧化还原反应。3.工作原理(以铜锌原电池为例)：(1)实验现象。电流表指针发生偏转。锌片逐渐溶解。铜片上有红色物质沉积。将盐桥取出，电流表指针回到零点。(2)工作原理。电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn2e=Zn2C
2、u22e=Cu总反应式ZnCu2=Zn2Cu【自主思考】1.盐桥的作用是什么？提示离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，形成闭合回路，保持盐桥两边电解质溶液呈电中性。二、原电池的设计理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池。实际设计时应注意以下几方面。(1)外电路(2)内电路将两极浸入电解质溶液中，使阴、阳离子定向移动。(3)闭合电路【自主思考】2.在内电路中，阴、阳离子分别向哪极移动？提示阴离子负极，阳离子正极。效 果 自 测1.判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)原电池是将化学能转化为电能的装置。()(2)CaOH2O=Ca(OH)2是放热反应，可
3、设计成原电池。()(3)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。()答案(1)(2)(3)2.为了避免锌片与Cu2直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：(1)此装置工作时，可以观察到的现象是_，电池总反应式为_。(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成_，铜和铜盐溶液组成_，中间通过盐桥连接起来。(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO向_移动，硫酸铜溶液中SO向_移动。(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过_移动来导电的。在工作时，K移向_。解析该装置为锌铜原电池，总反应式为ZnCu2=CuZn2，电池工作时，观察到电流计指针发生偏转，锌片不断溶解，铜片上
4、有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO向盐桥移动，而盐桥中的K向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路。答案(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出ZnCu2=Zn2Cu(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极盐桥(4)离子正极区(CuSO4溶液)探究一、含盐桥原电池的构成及分析【合作交流】1.该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO浓度如何变化？提示该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由Zn极流向Cu极，
5、盐桥中的K向正极移动，Cl向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO浓度不变。2.若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO4溶液中，电流计偏转幅度如何变化？提示若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO4溶液，效率不高，电流计的指针偏转幅度变小，且电流在短时间内衰竭。3.将盐桥改为铜导线连接两种溶液，电流计指针还能偏转吗？提示将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池的闭合回路，电流计指针不发生偏转。【点拨提升】1.原电池的工作原理2.含盐桥原电池特点及优点判断(1)特点。两个烧杯中液体靠盐桥连接，且电极材料与相应容器中的电解质溶液的阳离子相同。(2)盐桥的作用。平衡电荷、构成闭合回路，若撤去盐桥或将盐桥换成
6、导线，则不能构成闭合回路，形不成原电池。(3)优点。含盐桥的原电池与不含盐桥的原电池相比，效率高且电流平稳，放电时间长。【典题例证1】已知某原电池的电极反应是Fe2e=Fe2，Cu22e=Cu，据此设计该原电池，并回答问题。(1)若原电池装置为图1，电极材料A是_，B是_(写名称)。A电极观察到的现象是_。(2)若原电池装置为图2，电极材料X可以是_(填序号，下同)。a.铁 b.铜 c.石墨电解质Y是_。a.FeSO4 b.CuSO4 c.CuCl2解析结合氧化还原反应的知识可知Fe2e=Fe2是负极反应，故Fe作负极，即为B；Cu22e=Cu是正极反应，故A应是铜，现象是看到有红色物质析出。
7、不含盐桥的原电池中正极材料是比负极金属活泼性差的金属或导电的非金属即可，故此时正极是铜或石墨，但负极只能是铁，电解质溶液是含不活泼金属离子的盐溶液，可为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜溶液。答案(1)铜(或碳棒)铁有红色物质析出(2)bcbc【变式训练1】关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A.电子从锌电极通过导线流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生还原反应D.铜电极上发生的电极反应为2H2e=H2解析该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极，负极、正极反应式分别为负极：Zn2e=Zn2，正极：Cu
8、22e=Cu；盐桥中的阴离子向负极区域硫酸锌溶液中迁移，故A正确，B、C、D错误。答案A探究二、原电池正、负极的判断方法【合作交流】1.如图，若a电极为铝，b电极为锌，X为稀硫酸，则a、b各为什么电极？提示a为负极，b为正极。因为铝的活动性强于锌。2.若a电极为铝，b电极为锌，X为浓硫酸，则a、b各为什么电极？提示a为正极，b为负极。因为Al可被浓硫酸钝化而不再与浓硫酸反应，而锌可以与浓硫酸反应，锌失电子发生氧化反应，故铝电极为正极，锌电极为负极。3.若a电极质量减轻，b电极质量增加，试判断a、b各为什么电极？电解质X可能是什么？提示a为负极，b为正极。a电极质量减轻说明电极溶解，失电子发生了
9、氧化反应，为负极；b电极质量增加，说明溶液中金属阳离子得电子发生还原反应而析出，为正极；X为金属活动性比a弱的金属的可溶性盐溶液。4.若上图原电池工作时，a电极上有无色气泡冒出，则a为什么电极？提示a为正极。工作时，电极上有气泡冒出，则说明该电极上发生了析出H2的电极反应，即2H2e=H2，该电极为正极。【点拨提升】1.原电池正、负极的判断方法(1)由组成原电池的两极材料判断。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极(外电路)。(3)根据原电池两极发生的反应来判断。原电池的负极总是
10、发生失电子的氧化反应，其正极总是发生得电子的还原反应。(4)电极增重或减轻。一般而言，原电池工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在此电极(正极)放电，该极活动性弱；反之，若电极质量减小，说明该极金属溶解，为负极，该极活动性强。(5)电极有气泡冒出。一般而言，原电池工作后，电极上有气泡冒出，是因为发生了析出氢气的电极反应，说明该极为正极，活动性弱。2.原电池的电极材料“两注意”(1)注意电解质溶液对电极类型的影响。一般的，较活泼金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极，但若是较不活泼的金属发生的氧化还原反应设计的原电池，则是较不活泼的金属作负极。例如：镁铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为
11、负极，铝为正极；但若以氢氧化钠溶液为电解质溶液，则铝为负极，镁为正极。(2)注意电极材料是否参与反应。负极材料不一定参与反应，如燃料电池；负极和正极材料都参与反应，如铅蓄电池。【典题例证2】如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，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()选项MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。答案C【变式训练2】有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是()A.A池中负极的电极反应为Mg2e=Mg
12、2B.Mg在A池中为负极，在B池中为正极C.B池中电子的流向：MgAlD.原电池工作一段时间后，A池溶液的pH会增大解析判断原电池正、负极，除考虑活泼性还要注意电解质溶液对正、负极的影响。对于稀硫酸来说，镁是比铝更活泼的金属；但对于氢氧化钠溶液来说，铝是比镁更活泼的金属，所以A池中镁是负极，B池中铝是负极，B对；A池中电极反应为Mg2e=Mg2，A对；B池中电子流向为AlMg，C项错。A池中正极2H2e=H2，随着反应进行，c(H)减少，pH增大，D正确。答案C探究三、原电池原理的应用【合作交流】1.若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度的稀H2SO4反应制取H2，哪种方法产生H2的速率快？
13、提示粗锌。2.将金属a、b用导线相连插入稀H2SO4中，发现b上产生气泡，则a与b相比较，谁更活泼？提示a。【点拨提升】1.加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。2.比较金属活动性强弱例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性ab。3.用于金属的防护如要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。4.设计化学电池例如：以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2为依据，设计一个原电池。(1)将氧化还原反应拆
14、成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池负极和正极电极反应式。负极：Cu2e=Cu2正极：2Fe32e=2Fe2(2)确定电极材料若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极如为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。正极的电极材料必须不如负极材料活泼。本例中可用铜棒作负极。用铂丝或碳棒作正极：(3)确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作电解液。(4)构成闭合回路。【典题例证3】依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解
15、质溶液Y是_。(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应式为_；X电极上发生的电极反应式为_。(3)外电路中的电子是从_极流向_极。解析原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是Cu，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用AgNO3溶液。电极反应式如下，负极：Cu2e=Cu2，正极：2Ag2e=2Ag，电子由负极(Cu)流出，经外电路流向正极(Ag)。答案(1)CuAgNO3溶液(2)正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2(3)负(Cu)正(Ag)【变式训练3】有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实
16、验现象如下：实验装置部分实现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A.abcd B.bcdaC.dabc D.abdc解析由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性：ab，对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动性：bc，第三个装置的金属活动性：dc，由第四个装置电流从ad，则电子从da，故金属活动性：da。答案C1.下列关于原电池的叙述中正确的是()A.构成原电池的两极必须是两种不同金属B.原电池是将化学能转化为电能的装置C.原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出D.原电池的正极是还原
17、剂，总是溶液中的阳离子在此被还原答案B2.某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是()A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=CuC.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b用导线连接后，电流由铁电极经导线流向铜电极解析a和b不连接时，Fe和Cu2直接发生氧化还原反应，铁片上会有金属铜析出，A项正确；若a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁为负极，铜为正极，电极反应式分别为Fe2e=Fe2、Cu22e=Cu，B项正确；分析选项A、B可知，选项C是正确的；在原电池中，电流应由正极流出，经导线
18、流向负极，故D项错。答案D3.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是()A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H2e=H2D.取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变解析锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu22e=Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。答案A4.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A.中Mg作负极，中Fe作
19、负极B.中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C.中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D.中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2解析中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应，失去电子，故Al作负极，中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子，故Cu作负极，A、C项错误；中电池总反应为2Al2OH2H2O=2AlO3H2，负极电极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B项正确；中Cu作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D项错误。答案B5.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行
20、实验。装置现象二价金属A不断溶解C极质量增加A上有气泡产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。解析甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性：AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性：BC；丙中A上有气泡即H2产生，则A为正极，活动性：DA，随着H的消耗，pH变大。答案(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC课时作业1.关于如图装置的叙述，正确的是()A.
21、铜是负极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.H在铜片表面被还原后生成H2解析本题主要考查有关原电池的知识，由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化；Cu为原电池的正极。电子经导线流向正极(Cu极)，溶液中的H在正极得到电子而被还原为H2。电流流向则与电子流向相反。答案D2.有关电化学知识的描述正确的是()A.CaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B.某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组
22、成D.从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池解析CaOH2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应；KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。答案D3.如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为X外电路YB.若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为FeC.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY解析由图示电子流向知X为负极，Y为正极，则电流方向为Y外电路X，故A错；若两电极分别
23、为Fe和碳棒，则X为Fe，Y为碳棒，B错；负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，C错；若两电极均为金属，活泼金属作负极，故有活动性XY。答案D4.对于原电池的电极名称，叙述错误的是()A.发生氧化反应的一极为负极B.正极为电子流入的一极C.比较不活泼的金属为负极D.电流流出的一极为正极解析原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。答案C5.下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：实验后的记录：Zn为正极，Cu为负极H向负极移动电子流动方向为ZnCuCu极有H2产生若有1 mo
24、l电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol正极反应式：Zn2e=Zn2卡片上的描述合理的是()A. B.C. D.解析构成原电池的正极是Cu，负极是Zn，故错误；电子从负极Zn流出，流向正极Cu，H向正极移动，在Cu上得电子：2H2e=H2，故错误，正确；此原电池负极上发生的反应是Zn2e=Zn2，错误；总反应方程式：Zn2H=Zn2H2，当有1 mol电子通过时，产生H2为0.5 mol，故正确。答案B6.在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是()A.碳棒上有气体放出，溶液pH变大B.a是正极，b是负极C.导线中有电子流动，电子从a极流向b极D
25、.a极上发生了氧化反应解析本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活动性ab(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：a(负)极：ane=an(氧化反应)b(正)极：nHne=H2(还原反应)由于正极消耗H，溶液中c(H)减小，pH增大。在外电路中，电子由a极流出经电流表流向b极。答案B7.如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是()A.Fe比Pb活泼，始终作负极B.Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解C.电池停止工作时，烧杯中生成了
26、Fe(NO3)3D.利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想解析开始时，电解质溶液是浓HNO3，Fe在浓HNO3中钝化，所以开始时Pb是负极：Pb2e=Pb2；随着反应的进行，浓HNO3变成稀HNO3，Fe变为原电池的负极：Fe2e=Fe2。由于最终Fe有剩余，所以不会生成Fe(NO3)3。根据Pb与浓HNO3反应：Pb4HNO3(浓)=Pb(NO3)22NO22H2O，过量的Fe与稀HNO3发生反应：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，可知反应产生了有害气体NO2、NO，会污染环境，不符合“绿色化学”思想。故选D。答案D8.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有
27、关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al3e=Al3B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2OC.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu2D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu2解析原电池正、负极的判断不能完全依赖金属的活动性，因为可能会出现特殊情况：浓硝酸使铁、铝钝化；铝与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应等。答案C9.锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A.正极反应为Zn2e=Zn2B.电池反应为ZnCu2=Z
28、n2CuC.在外电路中，电流从负极流向正极D.盐桥中的K移向ZnSO4溶液解析在原电池中，相对活泼的金属材料作负极，相对不活泼的金属材料作正极，负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为Cu22e=Cu，因Zn失电子生成Zn2，为使ZnSO4溶液保持电中性，盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液。答案B10.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已成功研制多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A.Li是正极，电极反应为Lie=LiB.Li是负极，电极反应为Lie=LiC.MnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnOD.Li是负极，
29、电极反应为Li2e=Li2解析由总反应O2=O2可知，Li元素在反应后化合价升高(01)，Mn元素在反应后化合价降低(43)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Lie=Li，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2e=MnO。答案B11.某学生利用如图实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。按照实验步骤依次回答下列问题：(1)导线中电子流向为_(用a、b表示)。(2)若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为_(用“NA”表示)。(3)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K、Cl的移动方向的表述正确的是_
30、(填字母)。A.盐桥中的K向左侧烧杯移动、Cl向右侧烧杯移动B.盐桥中的K向右侧烧杯移动、Cl向左侧烧杯移动C.盐桥中的K、Cl几乎都不移动(4)若将反应2Fe3Cu=Cu22Fe2设计成原电池，其正极反应为_。(5)下列是用化学方程式表示的化学变化，请在每小题后的横线上注明能量的转化形式。电池总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag：_；2C2H25O24CO22H2O：_；6H2O6CO2C6H12O6(葡萄糖)6O2：_。解析(1)锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极。原电池中，电子的由负极流向正极，故电子的流向为ab。(2)0.64 g铜的物质的量为0.01 mol，
31、由电极反应式Cu22e=Cu可知，生成1 mol铜，转移2 mol电子，故生成0.01 mol铜，导线中转移0.02 mol电子，电子数目为0.02NA。(3)左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸收阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K向右侧烧杯移动、Cl向左侧烧杯移动。(4)由方程式2Fe3Cu=Cu22Fe2可知，Cu被氧化，为原电池的负极，负极反应为Cu2e=2Cu2，正极Fe3被还原，电极反应式为2Fe32e=2Fe2。(5)放电是通过原电池装置把化学能转化为电能。燃烧是剧烈的氧化还原反应
32、，把化学能转化为热能。绿色植物在叶绿体内，吸收和利用光能把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时放出氧气。答案(1)ab(2)0.02NA(3)B(4)2Fe32e=2Fe2(5)化学能转化为电能化学能转化为热能太阳能(光能)转化为化学能12.(1)控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。请回答下列问题：反应开始时，乙中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。甲中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作_(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_。
33、(2)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。解析(1)根据反应2Fe32I=2Fe2I2，原电池的电极反应：负极：2I2e=I2，发生氧化反应。正极：2Fe32e=2Fe2，发生还原反应。反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应；当电流表读数为0时反应已平衡，此时，在甲中加入FeCl2固体，反应2Fe32I2Fe2I2向左移动。因此，右侧石墨作正极，电极反应式为：I22e=2I；左侧石墨作负极，电极反应式为2Fe22e=2Fe3。(2)Cu作负极，O2在正极上得电子：O24e4H=2H2O。答案(1)氧化2I2e=I2
34、还原2Fe32e=2Fe2正I22e=2I(2)O24e4H=2H2O13.某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu金属活动性的相对强弱，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们活动性的相对强弱。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：_；负极反应式：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性相对强弱的简单
35、实验方案(与方案、不能雷同)：_，用离子方程式表示其反应原理：_。解析比较或验证金属活动性相对强弱的方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证，也可以利用原电池原理(负极是较活泼的金属)，也可以利用金属单质间的置换反应来完成。答案方案：Fe2H=Fe2H2方案：2H2e=H2Fe2e=Fe2方案：把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质(合理即可)FeCu2=CuFe214.锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)
36、外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。解析(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2eLi=LiM
37、nO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应，生成K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn元素化合价升高()，则Cl元素的化合价降低()，所以化学方程式为3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O；根据“K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4(K2nO4KnO4)和MnO2(K2nO4O2)”，根据得失电子守恒，可知生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为21。答案(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O21