渝冀閩2018-2019版高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)案蘇教版必修2 .doc

《渝冀閩2018-2019版高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)案蘇教版必修2 .doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《渝冀閩2018-2019版高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能學(xué)案蘇教版必修2 .doc（14頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1課時　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 一、原電池工作原理 1．實驗探究 實驗步驟 解釋或說明 鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而銅則不能 鋅與稀硫酸反應(yīng)，但氫氣在銅片上產(chǎn)生，導(dǎo)線中有電流 鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但導(dǎo)線中無電流 乙醇是非電解質(zhì)，與鋅、銅都不反應(yīng) 2.原電池的概念 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置； 原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。 3．原電池的構(gòu)成條件 理論上，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可構(gòu)成原電池。 具體條件是：(1)具有活動性不同的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。 (2)溶液：兩電極均插入電解質(zhì)溶液中。 (3)導(dǎo)線：兩電極用導(dǎo)線相連，形成閉合回路。 4．原電池的工作原理 (1)分析下圖并填空 原電池總反應(yīng)式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (2)能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? 例1　如圖所示裝置能夠組成原電池的是_______________________________________。 其他不能構(gòu)成原電池的說明理由：_____________________________________________。 考點　原電池工作原理 題點　原電池的形成條件與判斷方法 答案　EFG　A裝置的兩個電極的活潑性相同，電子不會流動形成電流；B裝置為非電解質(zhì)溶液，不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；C裝置電解質(zhì)溶液在兩個分開的裝置中，不成形成閉合回路；D裝置無導(dǎo)線連接電極，不能形成閉合回路。它們均不能構(gòu)成原電池 思維啟迪 原電池的判定方法：一看反應(yīng)原理(能否自發(fā)地進行氧化還原反應(yīng))；二看構(gòu)成條件(兩極一液成回路：兩個活潑性不同的電極，插入電解質(zhì)溶液中，裝置形成閉合回路)。 例2　如圖，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極的質(zhì)量減小，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為電解質(zhì)溶液，下列說法錯誤的是(　　) A．B極為原電池的正極 B．A、B、C分別可以為Zn、Cu和稀鹽酸 C．C中陽離子向A極移動 D．A極發(fā)生氧化反應(yīng) 答案　C 解析　原電池中，負極金屬失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)溶解，質(zhì)量減小，故A極為負極，B極為正極，A、D項正確；A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸時，可以構(gòu)成原電池，且現(xiàn)象符合題意，B項正確；電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，C項錯誤。 二、原電池原理的應(yīng)用 1．鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 (1)電化學(xué)腐蝕 金屬跟電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕。 (2)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 電解質(zhì)溶液 鋼鐵表面水膜中含有H＋和OH－，還溶有O2等氣體 電極 負極 材料：Fe，電極反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋ 正極 材料：C，電極反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 總反應(yīng) 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，進一步被氧化，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3易分解生成鐵銹(Fe2O3xH2O) 2.金屬活動性強弱的判斷 由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗 裝置 現(xiàn)象 二價金屬A不斷溶解 C的質(zhì)量增加 A上有氣體產(chǎn)生 (1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是A－2e－===A2＋。 (2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－===Cu。 (3)四種金屬活動性由強到弱的順序是D>A>B>C。 原電池工作原理的應(yīng)用 (1)比較金屬活動性 原電池中，作負極的金屬活動性一般比作正極的金屬活動性強。 (2)改變化學(xué)反應(yīng)速率 如：在Zn和稀硫酸反應(yīng)時，滴加少量CuSO4溶液，則Zn置換出的銅和鋅能構(gòu)成原電池的正負極，從而加快Zn與稀硫酸反應(yīng)的速率。 (3)設(shè)計原電池 如：把Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋設(shè)計成原電池，可用Fe作負極，銅(或石墨)作正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。 (4)保護金屬設(shè)備 如：船體是鋼鐵材料，在海水中易被腐蝕，在船體外殼焊接上比鐵活潑的金屬(如Zn)，則構(gòu)成以Zn、Fe為電極的原電池，Zn被消耗掉而Fe得到保護。 例3　(2018臺州月考)在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說法正確的是(　　) A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕 B．鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域 C．鐵片腐蝕中負極發(fā)生的電極反應(yīng)： 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕 答案　D 解析　鐵作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，選項A錯誤；鐵片負極腐蝕最嚴重，由于離子的移動，在正極區(qū)域生成鐵銹最多，選項B錯誤；鐵作負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe－2e－===Fe2＋，選項C錯誤；D項，鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，鐵作負極，碳作正極，選項D正確。 例4　某原電池的離子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是(　　) 選項 正極 負極 電解質(zhì)溶液 A Cu Zn HCl B Zn Cu CuSO4 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnCl2 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　設(shè)計原電池 答案　C 解析　將Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu拆開兩個半反應(yīng)： 氧化反應(yīng)(負極反應(yīng))：Zn－2e－===Zn2＋。 還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：Cu2＋＋2e－===Cu。 則電池的負極是Zn，正極是比鋅不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?，電解質(zhì)溶液中含Cu2＋。 方法技巧——設(shè)計原電池的方法 (1)依據(jù)：已知一個氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。 (2)選擇合適的材料 ①電極材料：電極材料必須導(dǎo)電。負極材料一般選擇較活潑的金屬材料，或者在該氧化還原反應(yīng)中，本身失去電子的材料。 ②電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液一般能與負極反應(yīng)。 原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其工作原理是 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源(　　) (2)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O是放熱反應(yīng)，可以設(shè)計成原電池(　　) (3)原電池中的陽離子由負極區(qū)向正極區(qū)移動(　　) (4)在Zn|稀硫酸|Cu原電池中，電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅，再由銅通過電解質(zhì)溶液到達鋅(　　) (5)把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴CuCl2溶液，氣泡放出速率加快(　　) 考點　原電池工作原理 題點　原電池的綜合應(yīng)用 答案　(1)√　(2)　(3)√　(4)　(5)√ 2.如圖為某興趣小組制作的番茄電池，下列說法正確的是(　　) A．電子由銅通過導(dǎo)線流向鋅 B．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 C．鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng) D．電流由鋅通過導(dǎo)線流向銅 考點　原電池工原理 題點　原電池工作原理 答案　C 解析　A項，銅作正極，鋅作負極，因此電子由鋅流向銅，故錯誤；B項，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故錯誤；C項，鋅作負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故正確；D項，電子與電流的方向相反，因此電流由銅極流向鋅極，故錯誤。 3．在鋼鐵腐蝕過程中，下列五種變化可能發(fā)生的是(　　) ①Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋?、贠2被還原　③產(chǎn)生H2 ④Fe(OH)3失水形成Fe2O3xH2O?、蓦s質(zhì)碳被氧化 A．①② B．②③④ C．①②③④ D．①②③④⑤ 答案　C 解析　本題考查鋼鐵的電化學(xué)腐蝕。在腐蝕過程中，負極Fe－2e－===Fe2＋，正極O2或H＋得電子，F(xiàn)e2＋與OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2被氧化生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3失水形成鐵銹。 4．下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是(　　) A．①②③④ B．④②①③ C．③①②④ D．②①③④ 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　金屬腐蝕快慢的比較 答案　B 解析?、壑械匿\作負極，腐蝕速率最快；④中的鋅與外界不接觸，腐蝕速率最慢；②中的鋅作正極，腐蝕速率比①中的鋅要慢；因此腐蝕速率由慢到快的順序為④②①③，故B正確。 5．在銅鋅原電池中(如下圖)，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為________極，電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為______________________________。 鋅片上觀察到的現(xiàn)象為_______________________________；銅為________極，電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式_________________________； 銅片上觀察到的現(xiàn)象為___________________________________________________，原電池總反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________________。 考點　原電池工作原理 題點　?？级嘧兊匿\銅原電池 答案　負　氧化　Zn－2e－===Zn2＋　鋅片溶解　正　還原　Cu2＋＋2e－===Cu　銅極變粗　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 解析　CuSO4為電解質(zhì)溶液時，銅鋅原電池的負極為鋅，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，所以鋅片不斷溶解，正極為銅，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，所以銅極不斷變粗，原電池總反應(yīng)式為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。 [對點訓(xùn)練] 題組一　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 1．如圖所示各裝置中，不能構(gòu)成原電池的是(燒杯中所盛液體都是稀硫酸)(　　) 考點　能源與構(gòu)成原電池的條件 題點　原電池的形成條件與判斷 答案　D 解析　原電池的形成條件包括活動性不同的電極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路、自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)。對圖示各個裝置進行觀察，發(fā)現(xiàn)只有D不能形成閉合回路，因此不能形成原電池。 2．下列關(guān)于原電池的敘述，正確的是(　　) A．構(gòu)成原電池的正極和負極材料必須是兩種活潑性不同的金屬 B．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C．在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原 D．原電池放電時，電流的方向是從負極到正極 考點　原電池工作原理和正負極的判斷 題點　原電池構(gòu)成和原理的理解 答案　B 解析　構(gòu)成原電池的正極和負極可以是兩種活潑性不同的金屬，也可以是導(dǎo)電的非金屬(如石墨棒)和金屬，A錯誤；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，B正確；在原電池中，負極上發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以電子從負極沿導(dǎo)線流向正極，C錯誤；原電池放電時，電子從負極沿導(dǎo)線流向正極，則電流的方向是從正極到負極，D錯誤。 3．(2017湖北部分重點中學(xué)期末聯(lián)考)某實驗興趣小組按下圖裝置實驗后，所記錄內(nèi)容合理的是(　　) 實驗記錄 ①Cu為正極，Zn為負極； ②Zn質(zhì)量減少，Cu質(zhì)量增加； ③SO向Cu極移動； ④電子流向：由Zn經(jīng)導(dǎo)線流入Cu片； ⑤Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)； ⑥正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－===Cu。 A.②③④ B．①②④⑥ C．①②④⑤ D．②③⑤⑥ 考點　原電池工作原理和正負極的判斷 題點　原電池工作原理 答案　B 解析?、賈n比Cu活潑，Zn為負極，Cu為正極，故正確；②銅為正極，發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，銅極質(zhì)量增大，故正確；③原電池工作時，陰離子向負極移動，故錯誤；④電子由負極流向正極，即電子由Zn電極流向Cu電極，故正確；⑤Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)，故錯誤；⑥正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Cu2＋＋2e－===Cu，故正確。綜上所述，B正確。 4．人造地球衛(wèi)星用到的一種高能電池——銀鋅蓄電池，其電池的電極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。據(jù)此判斷氧化銀是(　　) A．負極，被氧化 B．正極，被還原 C．負極，被還原 D．正極，被氧化 考點　原電池工作原理和正負極的判斷 題點　正、負極的判斷 答案　B 解析　電池的電極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，從中可以看出鋅的化合價升高，所以鋅為負極，被氧化，而氧化銀中的銀化合價降低，故氧化銀為正極，被還原，故B符合題意。 5．(2017武漢高一檢測)如圖將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后放入稀硫酸中，發(fā)生原電池反應(yīng)，下列敘述錯誤的是(　　) A．溶液的pH增大 B．溶液中的Zn2＋濃度增大 C．溶液中的SO濃度增大 D．溶液的密度增大 考點　原電池的工作原理和正負極的判斷 題點　?？级嘧兊匿\銅原電池 答案　C 解析　A項，氫離子濃度降低，溶液的pH增大，正確；B項，鋅不斷溶解，溶液中的Zn2＋濃度增大，正確；C項，由于在反應(yīng)過程中溶液中SO沒有參加反應(yīng)，所以溶液中c(SO)不變，錯誤；D項，原電池放電時，溶液由硫酸溶液逐漸變成硫酸鋅溶液，所以溶液的密度增大，正確。 6.如圖所示裝置，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C為稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C為稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C為稀AgNO3溶液 考點　原電池工作原理和正負極的判斷 題點　多角度判斷正、負極 答案　D 解析　A極逐漸變粗，說明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出；B極逐漸變細，說明B極為原電池的負極，失去電子后變成離子進入溶液中。A和B兩項中的反應(yīng)為Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，則A項A極變細，B項A極不變；C和D兩項中的反應(yīng)為Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，其中C項A極變細，D項A極變粗。 題組二　原電池工作原理的應(yīng)用 7．X、Y、Z、W四種金屬片浸在稀鹽酸中，用導(dǎo)線連接，可以組成原電池，實驗結(jié)果如圖所示： 則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為(　　) A．Z>Y>X>W B．Z>X>Y>W C．Z>Y>W>X D．Y>Z>X>W 考點　原電池工作原理的應(yīng)用 題點　比較金屬活潑性的強弱 答案　A 8．(2018南寧六中5月考試)下面是四個化學(xué)反應(yīng)，你認為理論上不可用于設(shè)計原電池的化學(xué)反應(yīng)是(　　) A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O22H2O C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑ D．CH4＋2O2CO2＋2H2O 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　能否設(shè)計原電池的化學(xué)反應(yīng)分析 答案　C 解析　只有屬于氧化還原反應(yīng)，才能用于設(shè)計原電池；A、B、D屬于氧化還原反應(yīng)，均可以設(shè)計為原電池。C不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計成原電池，C正確。 9．(2018北京四中4月月考)為將反應(yīng)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)(　　) 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　原電池的設(shè)計 答案　B 解析　A項為原電池，鋁為負極，但總反應(yīng)為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，不符合；C項為原電池，但硝酸是氧化性酸，則總反應(yīng)為Al＋4H＋＋NO===Al3＋＋NO↑＋2H2O，不符合；D項裝置中有外接電源，不屬于原電池，不符合。 10．小穎同學(xué)用如圖所示裝置研究原電池原理，下列說法錯誤的是(　　) A．若將圖1裝置的Zn、Cu直接接觸，Cu片上能看到氣泡產(chǎn)生 B．圖2裝置中SO向Cu片移動 C．若將圖2中的Zn片改為Mg片，Cu片上產(chǎn)生氣泡的速率加快 D．圖2與圖3中正極生成物的質(zhì)量比為1∶32時，Zn片減輕的質(zhì)量相等 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　原電池工作原理的探究 答案　B 解析　Zn、Cu直接接觸就能構(gòu)成閉合回路而形成原電池，Cu片上可看到有氣泡產(chǎn)生，A項正確；SO帶負電荷，應(yīng)該向負極Zn片移動，B項錯誤；由于Mg的失電子能力強于Zn，所以將Zn片改為Mg片后，電子轉(zhuǎn)移速率加快，生成H2的速率也加快，C項正確；假設(shè)圖2中正極產(chǎn)生2 g H2，則轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗負極65 g Zn，而圖3中正極析出64 g Cu，也轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗負極65 g Zn，故Zn片減輕的質(zhì)量相等，D項正確。 題組三　鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 11．(2018深圳高一期末)下圖實驗為研究金屬腐蝕的實驗。下列相關(guān)說法正確的是(　　) A．該實驗研究的是金屬的吸氧腐蝕 B．鐵表面的反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋ C．紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn) D．食鹽水中有氣泡逸出 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 答案　A 解析　A項，食鹽水顯中性，因此該實驗屬于鋼鐵的吸氧腐蝕，正確；B項，負極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，錯誤；C項，食鹽水滴周圍液體少，氧氣量多，所以紅色首先在食鹽水滴的周圍出現(xiàn)，錯誤；D項，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以食鹽水中沒有氣泡逸出，錯誤，答案選A。 12．(2018畢節(jié)市段考)關(guān)于金屬材料的銹蝕說法不一，其中沒有科學(xué)道理的是(　　) A．金屬接觸水和空氣銹蝕加快 B．改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成合金能抵御金屬銹蝕 C．金屬表面刷油漆可以抵御金屬銹蝕 D．不斷擦去鋁表面的銹能抵御鋁的繼續(xù)銹蝕 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護 答案　D 解析　A項，金屬接觸水和空氣銹蝕加快，正確；B項，鐵中摻入鉻和鎳等金屬改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼可以防腐蝕，所以改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能抵御金屬銹蝕，正確；C項，金屬防銹的措施之一是在金屬表面刷油漆，正確；D項，不斷擦去鋁表面的銹，使得內(nèi)部金屬暴露出來，加快了鋁的腐蝕而不是抵御鋁的繼續(xù)銹蝕，錯誤。 [綜合強化] 13．(2018余姚期中)目前，市場上有多種“熱敷袋”出售，有一次性的，有可以重復(fù)使用的。某一化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在研究了某種“熱敷袋”的構(gòu)造后，決定自己制造一個一次性“熱敷袋”，制造過程如下：①稱取15 g小顆粒狀活性炭，40 g還原鐵粉，5 g細木屑，都放在一只燒杯中，再加入15 mL 15%食鹽水，用玻璃棒攪拌均勻。②用大頭針在小塑料袋上扎幾十個針眼(袋的兩層同時扎穿)，把燒杯里的混合物全部加入小塑料袋中，封上袋口，再放入大塑料袋中，封上袋口，可長期保存。③使用時將大塑料袋袋口打開，反復(fù)搓揉小塑料袋5～8 min，能感覺溫度明顯上升?；卮鹣铝袉栴}： (1)該一次性“熱敷袋”利用了________原理。 (2)使用時將大塑料袋袋口打開的原因是讓氧氣進入反應(yīng)，寫出其電極反應(yīng)式________________________________________________________________________； 炭粉的作用是__________________________________________________________。 (3)將使用過的“熱敷袋”打開，發(fā)現(xiàn)有大量棕紅色粉末生成，該物質(zhì)主要成分是________，寫出生成該物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 答案　(1)原電池 (2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－　作原電池正極，加快鐵的腐蝕 (3)鐵銹(或Fe2O3) ①4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 ②2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O 解析　(1)鐵、碳和氯化鈉溶液能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)而構(gòu)成原電池，所以熱敷袋利用原電池原理。 (2)與氧氣接觸，發(fā)生金屬的吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，其中炭粉的作用是作原電池正極，加快鐵的腐蝕。 (3)鐵發(fā)生吸氧腐蝕后最終產(chǎn)物紅棕色粉末為鐵銹，其成分為氧化鐵(Fe2O3)；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。 14．(2017咸寧高一檢測)理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。請利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”設(shè)計一個化學(xué)電池(正極材料用碳棒)，回答下列問題： (1)該電池的負極材料是________，發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電解質(zhì)溶液是____________。 (2)正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________________________________。 (3)若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1 mol，則生成銀______ g。 考點　原電池原理的應(yīng)用 題點　原電池的設(shè)計 答案　(1)Cu　氧化　AgNO3溶液 (2)碳棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì) (3)108 解析　(1)根據(jù)電池的總反應(yīng)，可知負極一般是失電子的物質(zhì)，所以負極材料應(yīng)該是銅，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液是一種可溶性的銀鹽溶液，所以是AgNO3溶液。(2)正極上是溶液中的銀離子得到電子變成銀單質(zhì)，所以正極上的現(xiàn)象是碳棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì)。(3)當(dāng)導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移1 mol電子的時候，正極上會析出1 mol銀單質(zhì)，所以正極上生成的銀的質(zhì)量是108 g。 15．某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，在常溫下，設(shè)計并進行了以下一系列實驗，實驗結(jié)果記錄如下。 編號 電極材料 電解質(zhì)溶液 電流計指針偏轉(zhuǎn)方向 1 Al、Mg 稀鹽酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀鹽酸 偏向石墨 4 Al、Mg 氫氧化鈉溶液 偏向Mg 5 Al、Zn 濃硝酸 偏向Al 試根據(jù)上表中的實驗現(xiàn)象回答下列問題： (1)實驗1、2中Al所作的電極(正極或負極)是否相同(填“是”或“否”)？____________。 (2)由實驗3完成下列填空： ①鋁為________極，電極反應(yīng)式：_________________________________________； ②石墨為________極，電極反應(yīng)式：________________________________________； ③電池總反應(yīng)式：______________________________________________。 (3)實驗4中鋁作負極還是正極？________，理由是_______________________________ ________________________________________________________________________。 寫出鋁電極的電極反應(yīng)式：______________________________________________。 (4)解釋實驗5中電流計指針偏向鋁的原因：______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負極的因素：____________________。 考點　原電池工作原理和正負極的判斷 題點　多角度判斷正、負極 答案　(1)否　(2)①負　2Al－6e－===2Al3＋　 ②正 6H＋＋6e－===3H2↑　③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)負極　在NaOH溶液中，活動性：Al>Mg　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O (4)Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中發(fā)生反應(yīng)，被氧化，即在濃硝酸中，活動性：Zn>Al，Al是原電池的正極 (5)①另一個電極材料的活動性；②電解質(zhì)溶液 解析　在稀鹽酸中的活動性：Mg>Al>Cu。由實驗1和2可知，原電池中電流計指針是偏向正極。在實驗3中電流計指針偏向石墨，由上述規(guī)律可知，Al是負極，石墨是正極，化學(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3＋，鹽酸中的H＋得到電子被還原為H2。在NaOH溶液中活動性：Al>Mg，則Al是負極，Mg是正極。Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中被氧化，即在濃硝酸中活動性：Zn>Al，Zn是負極，Al是正極，所以在實驗5中電流計指針偏向鋁。