（全程复习方略）（浙江专用）2013版高考化学62原电池金属的腐蚀与防护课件.ppt

第二单元 原电池 金属的腐蚀与防护三年三年2626考考 高考指数高考指数: :1 1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。式。2.2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。了解常见的化学电源的种类及其工作原理。3.3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。金属腐蚀的措施。一、原电池一、原电池1.1.概念：把概念：把_转化为转化为_的装置。的装置。2.2.构成条件构成条件(1)(1)有两个有两个_的电极的电极( (常见为金属或石墨常见为金属或石墨) )。(2)(2)将电极插入将电极插入_中。中。(3)(3)两电极间构成两电极间构成_。化学能化学能电能电能活泼性不同活泼性不同电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路3 3工作原理工作原理如图是如图是Cu-ZnCu-Zn原电池，请填空：原电池，请填空：(1)(1)电极。电极。负极为负极为_，正极为，正极为_。ZnZnCuCu(2)(2)电极反应。电极反应。负极：负极：_，正极：，正极：_。(3)(3)电子方向和电流方向。电子方向和电流方向。电子从电子从_流出经外电路流入流出经外电路流入_；电流从电流从_流出经外电路流入流出经外电路流入_。(4)(4)离子的迁移方向。离子的迁移方向。电解质溶液中，阴离子向电解质溶液中，阴离子向_迁移，阳离子向迁移，阳离子向_迁移迁移。Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu负极负极正极正极正极正极负极负极负极负极正极正极(5)(5)两种装置的比较。两种装置的比较。装置装置中还原剂中还原剂ZnZn与氧化剂与氧化剂CuCu2+2+直接接触，易造成能量损耗；直接接触，易造成能量损耗；装置装置能避免能量损耗，装置能避免能量损耗，装置中盐桥的作用是提供离子迁中盐桥的作用是提供离子迁移通路。移通路。二、化学电源的种类及其工作原理二、化学电源的种类及其工作原理1.1.一次电池一次电池( (不能反复使用不能反复使用) )(1)(1)碱性锌锰干电池。碱性锌锰干电池。2MnO2MnO2 2+2H+2H2 2O+2eO+2e- -=2MnOOH+2OH2MnOOH+2OH- -Zn+2OHZn+2OH- -2e-2e- -=Zn(OH)=Zn(OH)2 2(2)(2)银锌钮扣电池。银锌钮扣电池。负极负极(Zn)(Zn)，电极反应式：，电极反应式：_;_;正极正极(Ag(Ag2 2O)O)，电极反应式：，电极反应式：_；电池反应方程式：电池反应方程式：_。Zn+2OHZn+2OH- -2e-2e- -=Zn(OH)=Zn(OH)2 2AgAg2 2O+HO+H2 2O+2eO+2e- -=2Ag+2OH=2Ag+2OH- -Zn+AgZn+Ag2 2O+HO+H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)2 2+2Ag+2Ag2.2.二次电池二次电池( (可多次充放电可多次充放电) )以铅蓄电池为例以铅蓄电池为例(1)(1)放电时的反应。放电时的反应。负极反应：负极反应：_正极反应：正极反应：_总反应：总反应：Pb+PbOPb+PbO2 2+4H+4H+ +2SO+2SO4 42-2-=2PbSO=2PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+SOPb+SO4 42-2-2e-2e- -=PbSO=PbSO4 4PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-+2e+2e- -=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O O(2)(2)充电时的反应。充电时的反应。阴极反应：阴极反应：_阳极反应：阳极反应：_总反应：总反应：2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O=Pb+PbOO=Pb+PbO2 2+4H+4H+ +2SO+2SO4 42-2-PbSOPbSO4 4+2e+2e- -=Pb+SO=Pb+SO4 42-2-PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- -=PbO=PbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-3.3.燃料电池燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。两种。 酸性酸性碱性碱性负极反应式负极反应式_正极反应式正极反应式_电池总电池总反应反应2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ +2H2H2 2+4OH+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O OO O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O OO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护1.1.化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀和电化学腐蚀的比较类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀现象现象 条件条件 本质本质 区别区别 无电流产生无电流产生 金属被腐蚀金属被腐蚀 金属与接触到的物质直金属与接触到的物质直接反应接反应 不纯金属接触到电解质溶不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应液发生原电池反应 M-neM-ne- -=M=Mn n+ + 较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀 有电流产生有电流产生 注：通常两种腐蚀同时存在，但电化学腐蚀比化学腐蚀普遍注：通常两种腐蚀同时存在，但电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害也更严重。得多，危害也更严重。 2.2.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀 类型类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀水膜性质水膜性质 Fe+2HFe+2H+ + = Fe = Fe2+2+H+H2 2 Fe-2eFe-2e- -= Fe= Fe2+2+ 2Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O = 2Fe(OH)O = 2Fe(OH)2 2 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O = 4Fe(OH)O = 4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3 = Fe = Fe2 2O O3 3xHxH2 2O+(3-x)HO+(3-x)H2 2O O 弱酸性或中性或碱性弱酸性或中性或碱性 酸性酸性 负极反应负极反应 正极反应正极反应 2H2H+ +2e+2e- - = H = H2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- - = 4OH = 4OH- - 总反应总反应 其他反应其他反应 注：吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍注：吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 3.3.金属的防护金属的防护(1)(1)牺牲阳极的阴极保护法利用牺牲阳极的阴极保护法利用_。(2)(2)外加电流的阴极保护法利用外加电流的阴极保护法利用_。(3)(3)改变金属内部结构改变金属内部结构如制成不锈钢。如制成不锈钢。(4)(4)加保护层加保护层如电镀、喷漆、覆膜等。如电镀、喷漆、覆膜等。原电池原理原电池原理电解池原理电解池原理1.1.不是所有化学反应都可以设计成原电池。不是所有化学反应都可以设计成原电池。( )( )【分析【分析】正确。只有氧化还原反应才可以设计成原电池。正确。只有氧化还原反应才可以设计成原电池。2.2.原电池的两电极中，通常较活泼的电极一定为负极。原电池的两电极中，通常较活泼的电极一定为负极。( )( )【分析【分析】错误。不一定，如铝、镁和错误。不一定，如铝、镁和NaOHNaOH溶液构成的原电池，铝溶液构成的原电池，铝作原电池的负极，镁作原电池的正极。作原电池的负极，镁作原电池的正极。3.3.燃料电池的反应条件是燃烧。燃料电池的反应条件是燃烧。( )( )【分析【分析】错误。燃料电池利用的是可燃物燃烧这一氧化还原反应，错误。燃料电池利用的是可燃物燃烧这一氧化还原反应，但绝不是燃烧。但绝不是燃烧。4.4.可充电电池中的电极反应是可逆反应。可充电电池中的电极反应是可逆反应。( )( )【分析【分析】错误。可充电电池的充电与放电不是在相同条件下错误。可充电电池的充电与放电不是在相同条件下发生的，故它不是可逆反应。发生的，故它不是可逆反应。5.5.外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极。极。( )( )【分析【分析】错误。接直流电源的正极相当于电解池的阳极，发错误。接直流电源的正极相当于电解池的阳极，发生氧化反应，使金属腐蚀得更快。生氧化反应，使金属腐蚀得更快。 原电池的构成及电极反应式的书写原电池的构成及电极反应式的书写1.1.原电池的构成原电池的构成“两极一液一回路两极一液一回路” ” 2.2.正、负极的判断正、负极的判断电极材料电极材料活泼金属活泼金属 氧化反应氧化反应 电子流出电子流出 不断溶解不断溶解质量减小质量减小电极反应电极反应电子流向电子流向电极现象电极现象较不活泼金较不活泼金属或非金属属或非金属还原反应还原反应 电子流入电子流入 负负极极正正极极电极增重电极增重或质量不变或质量不变3.3.电极反应式的书写电极反应式的书写(1)(1)一般电极反应式的书写。一般电极反应式的书写。 列物质列物质标得失标得失看环境看环境配守恒配守恒两式加两式加验总式验总式负极发生氧化反应负极发生氧化反应正极发生还原反应正极发生还原反应列出参加反应的微粒列出参加反应的微粒和得失电子数和得失电子数在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即即H H+ +、OHOH- -、H H2 2O O等是否参加反应等是否参加反应遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒两电极反应式相加，与总反应式对照验证两电极反应式相加，与总反应式对照验证(2)(2)复杂电极反应式的书写。复杂电极反应式的书写。复杂电极反复杂电极反应式应式总反应式总反应式 较简单一极的电较简单一极的电极反应式极反应式= = - - 如如CHCH4 4酸性燃料电池中，电极反应式为：酸性燃料电池中，电极反应式为：CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2OO总反应式总反应式2O2O2 2+8H+8H+ +8e+8e- -=4H=4H2 2OO正极反应式正极反应式CHCH4 4+2H+2H2 2O-8eO-8e- -=CO=CO2 2+8H+8H+ +负极反应式负极反应式【拓展延伸【拓展延伸】原电池正负极的其他判断方法原电池正负极的其他判断方法(1)(1)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动判断。在原电根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动判断。在原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。(2)(2)根据电池总反应判断。反应中的还原剂是负极的活性物质，根据电池总反应判断。反应中的还原剂是负极的活性物质，对应的电极为负极；氧化剂则是正极上得电子的活性物质，对应的电极为负极；氧化剂则是正极上得电子的活性物质，对应的电极为正极。对应的电极为正极。【高考警示钟【高考警示钟】(1)(1)负极本身不一定都参加反应，如燃料电池负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。中，作为负极的材料本身并不参加反应。(2)(2)不注意电解质溶液的成分，容易误写电极反应式，如不注意电解质溶液的成分，容易误写电极反应式，如AlAl负负极，在酸性溶液中生成极，在酸性溶液中生成AlAl3+3+，在碱性溶液中生成，在碱性溶液中生成AlOAlO2 2- -。(3)(3)在原电池中离子移动方向容易误判。阳离子移向正极，阴在原电池中离子移动方向容易误判。阳离子移向正极，阴离子移向负极。离子移向负极。【典例【典例1 1】生物燃料电池】生物燃料电池(BFC)(BFC)是以有机物为燃料，直接或间是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化效接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化效率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。 已知已知C C1 1极的电极反应式为：极的电极反应式为：C C2 2H H5 5OH+3HOH+3H2 2O O12e12e=2CO=2CO2 2+12H+12H+ +。下。下列有关说法不正确的是列有关说法不正确的是( )( )A AC C1 1极为电池负极，极为电池负极，C C2 2极为电池正极极为电池正极B B电子由电子由C C2 2极经外电路导线流向极经外电路导线流向C C1 1极极C CC C2 2极的电极反应式为极的电极反应式为O O2 2+4H+4H+ +4e+4e=2H=2H2 2O OD D该生物燃料电池的总反应式为：该生物燃料电池的总反应式为：C C2 2H H5 5OH+3OOH+3O2 2=2CO=2CO2 2+3H+3H2 2O O【解题指南【解题指南】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)(1)燃料电池中通入燃料的一极一定为负极；燃料电池中通入燃料的一极一定为负极；(2)(2)正极产生的正极产生的OHOH- -要与溶液中的要与溶液中的H H+ +反应。反应。【解析【解析】选选B B。燃料电池中，通入燃料的一极为负极，发生氧。燃料电池中，通入燃料的一极为负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，化反应，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，A A、C C项正项正确；电子由负极经外电路流向正极，确；电子由负极经外电路流向正极，B B项错误。项错误。 【技巧点拨【技巧点拨】燃料电池的电极判断及电极反应式的书写燃料电池的电极判断及电极反应式的书写(1)(1)作为燃料电池，充入氧气的一极一定是正极，充入燃料的作为燃料电池，充入氧气的一极一定是正极，充入燃料的一极为负极。一极为负极。(2)(2)书写正负电极反应时，要先写简单的一极，如燃料电池，书写正负电极反应时，要先写简单的一极，如燃料电池，一般先写正极反应。当介质为碱性时，电极反应式为一般先写正极反应。当介质为碱性时，电极反应式为2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -，当介质为酸性溶液时，电极反应式为，当介质为酸性溶液时，电极反应式为4H4H+ +O+O2 2+4e+4e- -=2H=2H2 2O O，然后用总反应减去该电极反应，即可得，然后用总反应减去该电极反应，即可得出另一极反应出另一极反应( (前提是电量守恒前提是电量守恒) )。 【变式训练【变式训练】(2011(2011海南高考改编海南高考改编) )根据如图，下列判断中根据如图，下列判断中正确的是正确的是( )( )A AFeFe极作负极极作负极B B烧杯烧杯b b中发生氧化反应中发生氧化反应C C烧杯烧杯a a中发生的反应为中发生的反应为2H2H+ +2e+2e=H=H2 2D D烧杯烧杯b b中发生的反应为中发生的反应为2Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 2【解析【解析】选选B B。ZnZn比比FeFe活泼，所以活泼，所以ZnZn作负极，发生氧化反应，作负极，发生氧化反应，电极反应式为：电极反应式为：ZnZn2e2e=Zn=Zn2+2+，故，故A A、D D错误；错误；FeFe作正极，作正极，氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为：氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为：2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e=4OH=4OH，C C错。错。 【变式备选【变式备选】MCFCMCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为温度为600600700 700 ，所用燃料为，所用燃料为H H2 2，电解质为熔融的，电解质为熔融的K K2 2COCO3 3。该电池的总反应式为：该电池的总反应式为：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，负极反应为：，负极反应为：H H2 2+CO+CO3 32-2-2e-2e- -=H=H2 2O+COO+CO2 2。则下列推断中，正确的是。则下列推断中，正确的是( )( )A A正极反应为正极反应为4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2B B当电池生成当电池生成1 mol1 mol水时，转移水时，转移4 mol4 mol电子电子C C放电时放电时COCO3 32-2-向负极移动向负极移动D D通通H H2 2的一极为负极，发生还原反应的一极为负极，发生还原反应【解析【解析】选选C C。A A项，正极反应应有项，正极反应应有O O2 2参加，故参加，故A A错误；错误；B B项，项，根据总电极反应式可知，当生成根据总电极反应式可知，当生成1 mol1 mol水时，转移水时，转移2 mol2 mol电子，电子，B B错误；错误；C C项，因负极上氢气失电子，从而负极带上了正电荷，项，因负极上氢气失电子，从而负极带上了正电荷，故放电时故放电时COCO3 32-2-向负极移动，向负极移动，C C正确；正确；D D项，通项，通H H2 2的一极为负极，的一极为负极，发生氧化反应，发生氧化反应，D D错误。错误。 原电池工作原理的应用原电池工作原理的应用1 1比较金属的活动性强弱比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属( (或非金属或非金属) )作正极。作正极。如有两种金属如有两种金属A A和和B B，用导线将，用导线将A A和和B B连接后，插入到稀硫酸中，连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到一段时间后，若观察到A A极溶解，而极溶解，而B B极上有气体放出，则说极上有气体放出，则说明明A A作负极，作负极，B B作正极，则可以断定金属活动性作正极，则可以断定金属活动性A AB B。 2 2加快化学反应速率加快化学反应速率由于形成了原电池，导致反应速率加快。如由于形成了原电池，导致反应速率加快。如ZnZn与稀硫酸反应与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSOCuSO4 4溶液，形成溶液，形成Cu-ZnCu-Zn原电原电池，加快反应进行。池，加快反应进行。3 3用于金属的防护用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。块相连，使锌作原电池的负极。4.4.设计制作化学电源设计制作化学电源设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。(1)(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。(2)(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料材料( (负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属即可，也可以用石墨即可，也可以用石墨) )及电解质溶液。及电解质溶液。电极材料的选择电极材料的选择在原电池中，选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱在原电池中，选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或非金属作为正极，并且原电池的电极必须导电。一的金属或非金属作为正极，并且原电池的电极必须导电。一般来说，负极应该跟电解质溶液发生反应。般来说，负极应该跟电解质溶液发生反应。电解质溶液的选择电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应解的其他物质能与负极发生反应( (如溶解于溶液中的空气如溶解于溶液中的空气) )。但。但如果两个半反应分别在两个容器中进行如果两个半反应分别在两个容器中进行( (中间连接盐桥中间连接盐桥) )，则左，则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如在在Cu-Zn-Cu-Zn-硫酸构成的原电池中，负极硫酸构成的原电池中，负极ZnZn浸泡在含有浸泡在含有ZnZn2+2+的电解的电解质溶液中，而正极质溶液中，而正极CuCu浸泡在含有浸泡在含有CuCu2+2+的电解质溶液中。的电解质溶液中。(3)(3)按要求画出原电池装置图。按要求画出原电池装置图。如根据如根据2Fe2Fe3+3+Cu=2Fe+Cu=2Fe2+2+Cu+Cu2+2+设计原电池：设计原电池：负极：负极：Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+正极：正极：2Fe2Fe3+3+2e+2e- -=2Fe=2Fe2+2+【高考警示钟【高考警示钟】(1)(1)能设计成原电池的反应一定是放热的氧化能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。(2)(2)利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。于酸的量。(3)(3)设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以。较广，只要合理都可以。【典例【典例2 2】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证FeFe、CuCu的的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成金属活动性，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：有关实验项目：方案方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸稀硫酸( (或稀盐酸或稀盐酸) )中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们中，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的活动性。该原理的离子方程式为_。方案方案：有人利用：有人利用FeFe、CuCu作电极设计成原电池，以确定它们作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电的活动性。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。池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极：正极：_；负极：负极：_。方案方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证FeFe、CuCu活动性的简单实验方案活动性的简单实验方案( (与方案与方案、不能雷同不能雷同) )_，用离子方程式表示其反应原理：用离子方程式表示其反应原理：_。【解题指南【解题指南】解答该题可考虑以下两点：解答该题可考虑以下两点：(1)(1)两种金属作电极构成原电池时，活泼性强的金属作负极。两种金属作电极构成原电池时，活泼性强的金属作负极。(2)(2)根据单质与盐的置换反应可以证明根据单质与盐的置换反应可以证明FeFe和和CuCu的活泼性。的活泼性。【解析【解析】方案方案：铁可以和稀硫酸：铁可以和稀硫酸( (或稀盐酸或稀盐酸) )反应生成反应生成H H2 2，而而CuCu在金属活动性顺序表中位于在金属活动性顺序表中位于H H的后面，不能置换出酸中的的后面，不能置换出酸中的氢。氢。方案方案：利用原电池原理证明金属活动性：利用原电池原理证明金属活动性FeFeCuCu，可以把铁，可以把铁片作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极，稀硫酸作电片作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极，稀硫酸作电解质溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应解质溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极反应式。也可以设计盐桥组成原电池。的电极反应式。也可以设计盐桥组成原电池。方案方案：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活泼：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活泼性。把铁片插入性。把铁片插入CuSOCuSO4 4溶液中观察现象。溶液中观察现象。答案：答案：FeFe2H2H+ +=Fe=Fe2+2+H H2 2：正极：正极：2H2H+ +2e2e- -=H=H2 2或或CuCu2+2+2e2e- -=Cu=Cu负极：负极：FeFe2e2e- -=Fe=Fe2+2+：把一个光洁的铁片插入到：把一个光洁的铁片插入到CuSOCuSO4 4溶液中，观察现象溶液中，观察现象FeFeCuCu2+2+=Fe=Fe2+2+CuCu【互动探究【互动探究】在以上题目中，是通过设计原电池，利用原电在以上题目中，是通过设计原电池，利用原电池的工作原理，验证了铁的金属活动性强于铜。但是，是否池的工作原理，验证了铁的金属活动性强于铜。但是，是否铁与铜分别作电极构成的原电池中，铁一定作为原电池的负铁与铜分别作电极构成的原电池中，铁一定作为原电池的负极呢？极呢？提示：提示：不一定，用铁、铜和浓硝酸构成的原电池中，因铁在不一定，用铁、铜和浓硝酸构成的原电池中，因铁在常温下和浓硝酸发生钝化，故它不再继续发生氧化反应，而常温下和浓硝酸发生钝化，故它不再继续发生氧化反应，而铜则容易和浓硝酸发生氧化反应，表现为失电子，故铜成为铜则容易和浓硝酸发生氧化反应，表现为失电子，故铜成为了原电池的负极，铁成为了原电池的正极。了原电池的负极，铁成为了原电池的正极。1.1.下列关于原电池的叙述正确的是下列关于原电池的叙述正确的是( )( )A A构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B B原电池是将化学能转变为电能的装置原电池是将化学能转变为电能的装置C C原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原D D原电池放电时，电流的方向是从负极到正极原电池放电时，电流的方向是从负极到正极【解析【解析】选选B B。A A项，构成原电池的正极和负极可以是两种不项，构成原电池的正极和负极可以是两种不同的金属，也可以是一种金属，一种非金属；同的金属，也可以是一种金属，一种非金属；B B项，原电池是项，原电池是将化学能转变为电能的装置；将化学能转变为电能的装置；C C项，原电池中电子流出的一极项，原电池中电子流出的一极是负极，该极被氧化；是负极，该极被氧化；D D项，原电池放电时，电流的方向是从项，原电池放电时，电流的方向是从正极到负极。正极到负极。2.2.下列图示装置属于原电池的是下列图示装置属于原电池的是( )( )【解析【解析】选选B B。原电池的形成条件之一就是存在活动性不同的。原电池的形成条件之一就是存在活动性不同的两种金属或金属、非金属，故两种金属或金属、非金属，故A A错误；另一条件是存在电解质错误；另一条件是存在电解质溶液或两电极直接接触，故溶液或两电极直接接触，故C C错误；再者就是构成闭合回路，错误；再者就是构成闭合回路，D D项，没有构成闭合回路，项，没有构成闭合回路，D D错误。错误。3.(20123.(2012温州模拟温州模拟) )下列有关电化学的说法正确的是下列有关电化学的说法正确的是( )( )A.A.燃料电池是将燃料燃烧产生的热能直接转变为电能燃料电池是将燃料燃烧产生的热能直接转变为电能B.B.铅蓄电池在放电时，正极发生的反应是铅蓄电池在放电时，正极发生的反应是Pb(s)+SOPb(s)+SO4 42-2- (aq (aq) )-2e-2e- -=PbSO=PbSO4 4(s)(s)C.C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的产生的ClCl2 2进入阳极室进入阳极室D.D.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pHpH不同，不同，引起的正极反应不同引起的正极反应不同【解析【解析】选选D D。燃料电池可将可燃物和。燃料电池可将可燃物和O O2 2反应过程中的能量转反应过程中的能量转变为电能，而不是燃烧产生的热能直接转变为电能，变为电能，而不是燃烧产生的热能直接转变为电能，A A错；铅错；铅蓄电池的正极反应为：蓄电池的正极反应为：PbOPbO2 2+2e+2e- -+SO+SO4 42-2-+4H+4H+ +=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O,BO,B错；错；电解饱和食盐水时，电解饱和食盐水时，ClCl2 2是阳极产物，是阳极产物，C C错错; ;钢铁的两种电化学钢铁的两种电化学腐蚀取决于水膜的腐蚀取决于水膜的pHpH，发生不同的正极反应，发生不同的正极反应，D D正确。正确。 4.X4.X、Y Y、Z Z、W 4W 4块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。成原电池。X X、Y Y相连时，相连时，X X为负极；为负极；Z Z、W W相连时，电流方向是相连时，电流方向是WZWZ；X X、Z Z相连时，相连时，Z Z极上产生大量气泡；极上产生大量气泡；W W、Y Y相连时，相连时，W W极极发生氧化反应。据此判断发生氧化反应。据此判断4 4种金属的活动性顺序是种金属的活动性顺序是( )( )A.XA.XZ ZW WY B.ZY B.ZX XY YW WC.XC.XY YZ ZW D.YW D.YW WZ ZX X【解析【解析】选选A A。由。由“X X、Y Y相连时，相连时，X X为负极；为负极；Z Z、W W相连时，电相连时，电流方向是流方向是W WZ”Z”得出金属活动性顺序为得出金属活动性顺序为X XY Y，Z ZW W；再由；再由“X X、Z Z相连时，相连时，Z Z极上产生大量气泡；极上产生大量气泡；W W、Y Y相连时，相连时，W W极发生氧化反极发生氧化反应应”得出金属活动性顺序为得出金属活动性顺序为X XZ Z，W WY Y。5.20115.2011年年8 8月美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制月美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁成功了用于潜航器的镁- -过氧化氢燃料电池系统。电池总反应过氧化氢燃料电池系统。电池总反应是：是：Mg+HMg+H2 2O O2 2+2H+2H=Mg=Mg2 2+2H+2H2 2O O，其工作原理如图所示：，其工作原理如图所示：以下说法中错误的是以下说法中错误的是( )( )A A电池的负极反应为：电池的负极反应为：Mg-2eMg-2e=Mg=Mg2 2B B电池工作时，电池工作时，H H向负极移动向负极移动C C电池工作一段时间后，溶液的电池工作一段时间后，溶液的pHpH增大增大D DH H2 2O O2 2的还原产物为的还原产物为H H2 2O O【解析【解析】选选B B。电池工作时，。电池工作时，H H应向正极移动，应向正极移动，B B错误；错误；C C项，项，由电极总反应式由电极总反应式Mg+HMg+H2 2O O2 2+2H+2H=Mg=Mg2 2+2H+2H2 2O O可知，可知，H H+ +被消耗，被消耗，故故pHpH变大，变大，C C正确。正确。6.6.由由A A、B B、C C、D D四种金属按下表中装置进行实验。四种金属按下表中装置进行实验。根据实验现象回答下列问题：根据实验现象回答下列问题：(1)(1)装置甲中负极的电极反应式是装置甲中负极的电极反应式是_。(2)(2)装置乙中正极的电极反应式是装置乙中正极的电极反应式是_。(3)(3)装置丙中溶液的装置丙中溶液的pH_(pH_(填填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”) )(4)(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是四种金属活动性由强到弱的顺序是_。 【解析【解析】(1)(1)装置甲中二价金属装置甲中二价金属A A不断溶解，不断溶解，A A极为原电池负极，极为原电池负极，电极反应式是电极反应式是A A2e2e- -=A=A2+2+。(2)(2)装置乙中装置乙中C C的质量增加，则的质量增加，则C C极为原电池正极，溶液中的极为原电池正极，溶液中的CuCu2+2+得电子析出，电极反应式为得电子析出，电极反应式为CuCu2+2+2e2e- -=Cu=Cu。(3)(3)装置丙中装置丙中A A上有气体产生，则析出的气体为上有气体产生，则析出的气体为H H2 2，反应一段，反应一段时间后溶液的时间后溶液的pHpH变大。变大。(4)(4)三个装置中关于金属活动性的比较分别为：甲中三个装置中关于金属活动性的比较分别为：甲中A AB B，乙，乙中中B BC C，丙中，丙中D DA A，综上所述可知四种金属的活动性由强到，综上所述可知四种金属的活动性由强到弱的顺序是弱的顺序是D DA AB BC C。 答案：答案：(1)A(1)A2e2e- -=A=A2+2+(2)Cu(2)Cu2+2+2e2e- -=Cu=Cu(3)(3)变大变大(4)D(4)DA AB BC C