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1、2.2 化学能与电能 【典例导悟】 【典例1】用铜片、银片、Cu（NO 3 ） 2 溶液、AgNO 3 溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO 3 的U形管）构成一 个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag +e -=Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 将铜片浸入AgNO 3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A. B. C. D. 【思路点拨】解答此题要注意以下两点： （1）明确原电池的构成条件及判断正、负极的方法。 （2）会书写简单的电极方程式。 【自主解答】选C。该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu-2e -=
2、Cu 2 +，正极反应式为 Ag +e -=Ag，因此对；在外电路中，电子由铜电极流向银电极，而电流方向与电子流向相反，所以 错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原 反应，所以对。 【变式训练】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它 的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH) 2Ag 2 O+Zn+H 2 O。在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( ) A.Ag B.Zn(OH) 2C.Ag 2 O D.Zn 【解析】选D。从化合价变化情况来看，放电时Zn从0价变为+2价，发生氧化反应，所以放电时Zn作 负极。 【典例2】写出下列原电池的电
3、极反应式和总反应的化学方程式。 （1）负极：_；正极： _ ； 总反应式： _ 。 （2）负极： _ ；正极： _ ； 总反应式： _ 。 （3）负极： _ ；正极： _ ； 总反应式： _ 。 【规范解答】（1）铁做负极失2e -变成Fe 2 +，H +得e -变成H 2 ；（2）Cu失2e -变成Cu 2 +，Ag +得e -变成Ag；（3）Fe失2e -变成Fe 2 +，得电子的是空气中的O 2 ，因为NaCl为中性溶液，所以O 2 得电子后 变为O 2 -，立即结合H 2 O分子生成OH-。 答案：(1)Fe-2e -=Fe 2 + 2H +2e -=H 2 Fe+H 2 SO 4 =
4、FeSO 4 +H 2 (2)Cu-2e -=Cu 2 + Ag +e -=Ag Cu+2AgNO 3 =2Ag+Cu(NO 3 ) 2(3)Fe-2e -=Fe 2 + 2H 2 O+O 2 +4e -=4OH -2Fe+2H 2 O+O 2 =2Fe(OH) 2【互动探究】如果（2）中硝酸银溶液换成FeCl 3 溶液，则电极反应式和总反应方程式分别是什么？ 提示：负极：Cu-2e -=Cu 2 +，正极：2Fe 3+2e -=2Fe 2 +，总反应方程式：Cu+2Fe 3+=Cu 2+2Fe 2 +。 【典例3】如图所示装置中，可观察到 电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。 下表所列M、N
5、、P物质中，可以组合成 该装置的是 【规范解答】选C。M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对 M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M 棒上有金属析出。 【变式训练】（多选）某原电池的电池反应为 Fe+2Fe 3+=3Fe 2 +，与此电池反应不符合的原电池是（ ） A.铜片、铁片、FeCl 3 溶液组成的原电池 B.石墨、铁片、Fe(NO 3 ) 3 溶液组成的原电池 C.铁片、锌片、Fe 2 (SO 4 ) 3 溶液组成的原电池 D.银片、铁片、Fe(NO 3 ) 2 溶液组成的原电池 来源:学科网ZXXK 【解析】选C、D。根据原电池的电池反应为 Fe+2Fe 3+=3Fe 2+可知，Fe为
6、负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe 3+的溶液为电解 质溶液。 【学业达标训练】 1.下列叙述不正确的是（ ） A.根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源 B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源 C.火电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D.在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化 【解析】选C。氢气不能从自然界中直接取得，是二次能源。电能也是二次能源，且使用方便、污染最小， A、B都正确。以煤为原料，火电的能量转化过程为：（煤）化学 2.(2010桂林高一检测)如图所示的装置 中，M为活动性顺
7、序位于氢之前的金属，N 为石墨棒，关于此装置的下列叙述中，不 正确的是（ ） A.N上有气体放出 B.M为负极，N为正极 C.是化学能转变为电能的装置 D.导线中有电流通过，电流方向是由M到N 【解析】选D。原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，溶液中的氢离子在正极得到电子被还 原为H 2 ，则N为正极。电流方向与电子流向相反，应由正极（N）流向负极（M）。 3.原电池产生电流的本质原因是（ ） A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子 来源:学_科_网 B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接 C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子 D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移 来
8、源:Zxxk.Com 【解析】选D。能设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应，通过把氧化反应和还原反应设计在两个 电极上进行，从而实现电子在外电路中定向移动而形成电流。 4.如图所示能够组成原电池，并且产生明显的电流的是（ ） 【解析】选B。构成原电池要有三个基本条件：a.电解质溶液；b.两个电极，其中一个相对较活泼（一 般与电解质溶液能自发发生氧化还原反应），另一个相对较不活泼。两个电极直接或间接地连接在一起， 并插入电解质溶液中；c.形成闭合电路。 构成原电池的三个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地看待某一条件。其中氧化还原反应是核 心。 对于本题，首先按照构成原电池的条件，B、D可
9、构成原电池，但D中的Zn与硫酸锌不反应，即不存在自 发的氧化还原反应。 5.(2010广东理基)下列有关电池的说法不正确的是 （ ） A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中，锌电极是负极 【解析】选B。可充电的电池称为二次电池，A正确；铜锌原电池中，锌为负极，失去电子，电子沿导线 流向铜极，B项错误，D项正确；电池中的能量转化都是化学能转化为电能，C项正确。 7.(2010广州高一检测)锂电池是 一代新型高能电池，它以质量轻、 能量高而受到普遍重视，目前已 研 制成功多种锂电池。某种锂电
10、池的 总反应式为Li+MnO 2 =LiMnO 2 ， 下列说 法正确的是( ) A.Li是正极，电极反应为Li-e -=Li +B.Li是负极，电极反应为Li-e -=Li +C.Li是负极，电极反应为MnO 2 +e -= D.Li是负极，电极反应为Li-2e -=Li 2+【解析】选B。本题根据总反应式判断Li被氧化，为负极材料，其失去电子成为Li+，正极放电的为 MnO 2 ，若已知电池总反应式而要写电极反应式，这类题的一般处理方法是：根据“负失氧、正得还”的规 律先判断出负极材料，负极材料若是金属，则失电子而变为相应阳离子（注意：Fe失电子应变为Fe 2 +）， 负极材料若是其他被氧
11、化的物质（如氢氧燃料电池中的H 2 、甲烷燃料电池中的CH 4 ），则失电子变为相应 氧化产物，然后再推断正极反应。 8.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极； c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生。 则四种金属活动性顺序由强到弱的正确顺序为（ ） A.abcd B.acdb C.cabd D.bdca 【解析】选B。根据原电池原理，作为负极的金属活动性比正极金属的活动性强。外电路中电子流动方向 是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可依次作出如下判断：活动性： ab;c
12、d;ac;db。综合得出结论：金属活动性acdb，故应选B。 9.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl 3 可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 （1）写出FeCl 3 溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： _。 （2）若将（1）中的反应设计成原电池，请在方框内画出 原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。 正极反应_； 负极反应_ 。 来源:学_科_网Z_X_X_K 【解析】首先分析Fe 3+与Cu的反应中氧化剂、还原剂，然后依据原电池原理，再设计成原电池。 依据反应：2Fe 3+Cu=2Fe 2+Cu 2 +，Cu失电子，应为原电池的负极，正极材料选用比铜不活泼的碳棒 或铂
13、丝均可，电解质溶液选用FeCl 3 溶液。 答案：（1） 2 Fe 3+Cu=2Fe 2+Cu 2+（2）装置图 Fe 3+e -=Fe 2+（或2Fe 3+2e -=2Fe 2 +） Cu-2e -=Cu 2+10. Li-SOCl 2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl 4 -SOCl 2 。电池的总反应可表示为： 4Li+2SOCl 2 =4LiCl+S+SO 2 。 请回答下列问题： （1）电池的负极材料为_，发生的电极反应为_ ； （2）电池正极发生的电极反应为_ ； （3）SOCl 2 易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl 2 ,有N
14、a 2 SO 3 和NaCl生成。如果把少量水滴到 SOCl 2 中，实验现象是_ ，反应的化学方程式为_ ； （4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。 【解析】分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl 2 为氧化剂。 （1）负极材料为Li（还原剂），Li-e -=Li+。 （2）正极反应式可由总反应减去负极反应式得到： 2SOCl 2 +4e -=4Cl -+S+SO 2（3）题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO 2 和HCl，所以现象应该为出现白 雾和有刺激性气味的气体生成。 （4）因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl 2 也与水反应。 答案：（1）Li Li-e -=Li +（2） 2 SOCl 2 +4e -=4Cl -+S+SO 2（3）出现白雾，有刺激性气味的气体生成 SOCl 2 +H 2 O=SO 2 +2HCl （4）因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl 2 也与水反应 【素能综合检测】 一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分） 1.(2010连云港高一检测)一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu 2+=Zn 2+Cu，该原电池的合理 组成是（ ）
