2019-2020年高中化學 第2章 化學反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學能與電能導(dǎo)學案 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學 第2章 化學反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學能與電能導(dǎo)學案 新人教版必修2 【學習目標】 1.熟悉能源的分類和化學能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系。 2.知道原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，通過實驗會說明原電池的原理，以及判斷原電池的正、負極。 3.會正確書寫電極反應(yīng)式，熟知原電池的應(yīng)用。 【自主學習】 一、一次能源和二次能源 1.能源按其來源可分為一次能源和二次能源。 能源類別 定義 實例 一次能源 太陽能、風能、地熱能、潮汐能、____、______、______等 二次能源 2.二次能源——火力發(fā)電 (1)火力發(fā)電原理：首先通過化石燃料燃燒，使________能轉(zhuǎn)變?yōu)開___能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。 (2)能量轉(zhuǎn)換過程：________能____能______能____能。其中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是________。 (3)火力發(fā)電弊端： ①煤屬于不可再生資源，用一點少一點，用煤發(fā)電會造成資源的浪費。 ②能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化，利用率低，能量損失大。 ③煤燃燒會產(chǎn)生有害物質(zhì)(如SO2、CO、NO2、________等)，污染環(huán)境。 [議一議] 判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)根據(jù)一次能源和二次能源的劃分，氫氣為二次能源(　　) (2)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(　　) (3)火力發(fā)電是化學能間接轉(zhuǎn)化為電能的過程(　　) (4)水力發(fā)電是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程(　　) 二、化學能直接轉(zhuǎn)化為電能 1.按要求完成下列實驗，并填表 實驗步驟 現(xiàn)象 解釋或說明 2.原電池 (1)概念：是________________________________________________；原電池的反應(yīng)本質(zhì)是________________反應(yīng)。 (2)構(gòu)成條件 ①原電池反應(yīng)必須是________的氧化還原反應(yīng)； ②具有________________的兩個電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)； ③兩電極均插入____________________中； ④電解質(zhì)溶液、電極、導(dǎo)線形成________________。 (3)原電池的工作原理 原電池總反應(yīng)式：______________________________________________________________。 (4)能量轉(zhuǎn)化過程：原電池在工作時，____極失電子，電子通過導(dǎo)線流向____極，被氧化性物質(zhì)得到，閉合回路中形成電流，________能轉(zhuǎn)變?yōu)開___能。 [議一議] 1.判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O是放熱反應(yīng)，可以設(shè)計成原電池(　　) (2)將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接插入酒精中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(　　) (3)在銅—鋅—稀硫酸原電池中，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(　　) (4)原電池中陽離子向正極移動(　　) (5)原電池中的負極反應(yīng)一定是電極材料失電子(　　) 2.原電池中作負極的一定是活潑金屬，作正極的一定是不活潑金屬嗎？ 【難點突破】 一、原電池的工作原理 例1　如圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極質(zhì)量減少，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可能分別為Zn、Cu、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) 歸納總結(jié) 1.原電池的工作原理 (1)反應(yīng)類型：負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。 (2)電子的移動方向：負極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極。 (3)離子的移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。 2.原電池正負極的判斷 變式訓(xùn)練1　如圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下，在卡片上描述合理的是(　　) 實驗后的記錄： ①Zn為正極，Cu為負極 ②H＋向負極移動 ③電子流動方向：從Zn經(jīng)外電路流向Cu ④Cu極上有H2產(chǎn)生 ⑤若有1 mol電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生H2為0.5 mol ⑥正極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋ A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②③④ 二、原電池原理的應(yīng)用 例2　有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下： 實驗裝置 部分實驗現(xiàn)象 a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增大 b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化 d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生 電流從a極流向d極 由此可判斷這四種金屬的活動性順序是(　　) A.a＞b＞c＞d B.b＞c＞d＞a C.d＞a＞b＞c D.a＞b＞d＞c 歸納總結(jié) 原電池原理的應(yīng)用 (1)比較金屬活動性 作負極的金屬活動性強，作正極的金屬活動性弱。 (2)改變化學反應(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。 變式訓(xùn)練2　100 mL 2 molL－1的鹽酸與過量的鋅反應(yīng)，為加快速率，又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，可采用的方法是(　　) A.加入適量的6 molL－1的鹽酸 B.加入數(shù)滴氯化銅溶液 C.加入適量的蒸餾水 D.加入適量的氯化鈉溶液 【當堂過關(guān)】 1.下列裝置能形成原電池的是(　　) A.①②③⑦ B.①②⑤⑥ C.①②③④ D.①②③⑥⑦ 2.將純鋅片和純銅片按下圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是(　　) A.兩個裝置都構(gòu)成了原電池 B.甲裝置構(gòu)成了原電池，乙裝置沒有構(gòu)成原電池 C.兩燒杯中的鋅片上都有大量氣泡產(chǎn)生 D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢 3.X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X和Y組成原電池時，Y為電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為(　　) A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X 4.已知金屬銹蝕的原理是在潮濕空氣中金屬表面形成水膜，金屬與雜質(zhì)和水膜中溶解的電解質(zhì)組成原電池，從而使金屬銹蝕加快，下列制品的鍍層損壞后，金屬腐蝕速率最快的是(　　) A.鍍鋁塑扣 B.食品罐頭盒(鍍錫鐵盒) C.白鐵水桶(鍍鋅) D.鍍銀銅質(zhì)獎?wù)? 5.現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)： (A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O (B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ (1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計成原電池___________________________________。 (2)如果不能，說明其原因___________________________________________________。 (3)如果可以，則寫出正、負極材料、其電極反應(yīng)式、反應(yīng)類型(“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)： 負極：________，________________________，________。 正極：________，________________________，________。 第2課時　發(fā)展中的化學電源 【學習目標】　 1.知道干電池、充電電池、燃料電池等發(fā)展中的化學電源的特點。 2.認識提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。 3.能正確書寫簡單化學電源的電極反應(yīng)式。 【自主學習】 1.鋅錳干電池 (1)結(jié)構(gòu)：鋅錳干電池是以鋅筒為____極，石墨棒為____極，在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作____________。 (2)原理：鋅錳電池是____________電池，放電之后________充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是__________的。負極發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________________，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。 (3)缺陷與改進：鋅錳干電池電量小，而且在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液，會導(dǎo)致電器設(shè)備的________。改進措施：①在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成______電池；②將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的KOH，并在構(gòu)造上進行改進，制成____性鋅錳電池。 2.充電電池 (1)充電電池又稱________電池。充電電池在放電時所進行的________________反應(yīng)，在充電時又________進行，__________重新轉(zhuǎn)化為__________，使充電、放電可在一定時間內(nèi)循環(huán)進行。充電電池中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是：________________________________________。 (2)常見的充電電池 ①鉛蓄電池 負極是____，正極是________，電解質(zhì)溶液是________________，常作汽車電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便安全。 ②鎳鎘電池 以____為負極，________為正極，以________為電解質(zhì)，壽命比鉛蓄電池____，但鎘是致癌物質(zhì)，廢棄鎳鎘電池如不回收，會嚴重________環(huán)境。 ③堿金屬中的____是最輕的金屬，活潑性________，是制造電池的理想物質(zhì)。____________電池是新一代可充電的綠色電池。 3.燃料電池 (1)燃料電池是通過________與____________分別在兩個電極上發(fā)生________________反應(yīng)，將________能直接轉(zhuǎn)化為____能的裝置。 (2)燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率____、能量轉(zhuǎn)化率____。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物____________________________________，而是由外設(shè)裝備提供________和____________等。 (3)以30%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下： 負極：_______________________________________________________________(氧化反應(yīng))； 正極：_______________________________________________________________(還原反應(yīng))； 總反應(yīng)：____________________________________________________________________。 [議一議] 判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(　　) (2)氫氧燃料電池是將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?　　) (3)氫氧燃料電池工作時氫氣在負極上被氧化(　　) (4)太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅(　　) 【難點突破】 一、原電池電極反應(yīng)式的書寫 例1　鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到普遍重視，目前已成功研制多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)為Li＋MnO2===LiMnO2，下列說法正確的是(　　) A.Li是正極，電極反應(yīng)為Li－e－===Li＋ B.Li是負極，電極反應(yīng)為Li－e－===Li＋ C.MnO2是負極，電極反應(yīng)為MnO2＋e－===MnO D.Li是負極，電極反應(yīng)為Li－2e－===Li2＋ 歸納總結(jié) 1.電極反應(yīng)方程式的書寫方法 (1)負極反應(yīng)式的書寫 ①活潑金屬作負極(電極材料本身反應(yīng)) 生成的陽離子與電解液不反應(yīng)時：M－ne－===Mn＋。 若生成的陽離子與電解液反應(yīng)，應(yīng)將“金屬失電子的反應(yīng)式”與“陽離子和電解液反應(yīng)的反應(yīng)式”疊加寫出。 ②燃料電池(電極材料本身不反應(yīng)) H2—O2(H2SO4)燃料電池負極反應(yīng)式： H2－2e－===2H＋。 H2—O2(KOH)燃料電池負極反應(yīng)式： H2－2e－＋2OH－===2H2O?H2－2e－===2H＋；2H＋＋2OH－===2H2O。 (2)正極反應(yīng)式的書寫 ①首先判斷在正極反應(yīng)的物質(zhì) 當負極材料與電解液能反應(yīng)時，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是電解液中的某種粒子。 當負極材料與電解液不反應(yīng)時，在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的是溶解在電解液中的O2。 燃料電池中正極反應(yīng)的物質(zhì)是作氧化劑的物質(zhì)。 ②根據(jù)具體情況書寫正極反應(yīng)式(也要考慮是否與電解液反應(yīng)) H2—O2(H2SO4)的正極反應(yīng)式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 H2—O2(KOH)的正極反應(yīng)式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 2.書寫原電池電極反應(yīng)式時注意的問題 (1)正確判斷原電池的負極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。 (2)確認電極得失電子后的產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。 (3)在正極上，若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原，提供該離子的電解質(zhì)無論電離難易如何，一律寫離子符號(而在原電池反應(yīng)中，要遵循離子方程式的書寫規(guī)則，只有易溶的強電解質(zhì)用離子符號表示)。 變式訓(xùn)練1　可用于電動汽車的鋁—空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是(　　) A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B.以NaOH溶液為電解液時，負極反應(yīng)為Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓ C.以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解質(zhì)溶液的堿性保持不變 D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極 二、燃料電池 例2　燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強堿溶液，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是(　　) A.負極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B.負極反應(yīng)式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O C.隨著放電的進行，溶液的氫氧根濃度不變 D.放電時溶液中的陰離子向負極移動 歸納總結(jié) 常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、甲醇燃料電池等。燃料電池的正極反應(yīng)物一般為氧氣。電解質(zhì)不同，電極反應(yīng)就不同，如氫氧燃料電池以強堿溶液為電解質(zhì)，其放電原理為 負極(H2)反應(yīng)式：2H2－4e－＋4OH－===4H2O(氧化反應(yīng)) 正極(O2)反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(還原反應(yīng)) 電池總反應(yīng)式：2H2＋O2===2H2O 氫氧燃料電池以酸為電解質(zhì)，其放電原理為 負極(H2)反應(yīng)式：2H2－4e－===4H＋(氧化反應(yīng)) 正極(O2)反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(還原反應(yīng)) 電池總反應(yīng)式：2H2＋O2===2H2O 變式訓(xùn)練2　燃料電池是目前電池研究的熱點之一?，F(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料電池，如圖所示a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是(　　) A.a極是負極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.b極反應(yīng)是O2＋4OH－－4e－===2H2O C.總反應(yīng)的化學方程式為2H2＋O2===2H2O D.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 【當堂過關(guān)】 1.對化學電源的敘述正確的是(　　) A.化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高 B.化學電源所提供的電能居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位 C.化學電源均是安全、無污染的 D.化學電源即為可充電電池 2.廢電池處理不當不僅造成浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染，對人體健康也存在極大的危害。有同學想變廢為寶，他的以下想法你認為不正確的是(　　) A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣 B.碳棒取出洗凈用作電極 C.把銅帽取下洗凈回收利用 D.電池內(nèi)部填有NH4Cl等化學物質(zhì)，將廢電池中的黑色糊狀物作化肥施用3.右圖為生活中常用的鋅錳干電池的示意圖，下列有關(guān)說法中不正確的是(　　) A.電池內(nèi)部含有電解質(zhì) B.鋅是負極，石墨棒是正極 C.電池用完后可埋入土壤 D.鋅錳干電池是一次性電池 4.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池。其結(jié)構(gòu)如下圖所示，放電時的電池反應(yīng)如下： PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O 根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述中正確的是(　　) A.PbO2是電池的負極 B.Pb是電池的負極 C.PbO2得電子，被氧化 D.電池放電時，溶液酸性增強 5.(1)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為 3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。請回答下列問題： ①高鐵電池的負極材料是________。 ②放電時，正極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”) 反應(yīng)：已知負極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，則正極反應(yīng)為_____________________。 ③放電時，________(填“正”或“負”)極附近溶液的堿性增強。 (2)某種燃料電池的工作原理示意如圖所示，a、b均為惰性電極。 ①使用時，空氣從________(填“A”或“B”)口通入； ②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，a極的電極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 答案精析 第二節(jié)　化學能與電能 第1課時　化學能轉(zhuǎn)化為電能 【自主學習】 一、1.(從左到右，從上到下)直接從自然界中取得的能源　原煤　石油　天然氣　由一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源　電能(水電、火電、核電)、蒸汽能、機械能等 2.(1)化學　熱　(2)化學　熱　機械　電　燃燒　(3)③粉塵 議一議 (1)√　(2)√　(3)√　(4) 二、1.(從左到右，從上到下)鋅片逐漸溶解，表面有氣泡；銅片表面無氣泡　鋅與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，而銅則不能　鋅片逐漸溶解，銅片表面有氣泡，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)　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　兩鋅片逐漸溶解且表面都有氣泡，電流表指針不偏轉(zhuǎn)　鋅與稀硫酸反應(yīng)，但導(dǎo)線中無電流　無現(xiàn)象　乙醇是非電解質(zhì)，與Zn、Cu都不反應(yīng) 2.(1)將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置　氧化還原　(2)①自發(fā)?、诨顒有圆煌、垭娊赓|(zhì)溶液?、荛]合回路　(3)(從上到下，從左到右)負極　氧化反應(yīng)　Zn－2e－===Zn2＋　正極　還原反應(yīng)　2H＋＋2e－===H2↑　　Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　(4)負　正　化學　電 議一議 1.(1)　(2)　(3)　(4)√　(5) 2.不一定。在原電池中的兩極可以都是活潑金屬(如Zn—Fe—稀硫酸，Zn作負極)，也可以都是不活潑金屬(如Cu—Ag—AgNO3，Cu作負極)也可以是一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬(如Cu—C—AgNO3，Cu作負極)。 【難點突破】 例1　C　[原電池中，負極金屬失去電子，溶解，質(zhì)量減小，故A極是負極，B極是正極，根據(jù)構(gòu)成情況可判斷A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸，A、B兩項正確；離子移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，C項錯誤；負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，D項正確。] 變式訓(xùn)練1　B　[在該原電池中，Zn比Cu活潑，故Zn作負極，Cu作正極，電子由Zn流出經(jīng)導(dǎo)線流向Cu片，負極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，故轉(zhuǎn)移1 mol電子時，產(chǎn)生H2 0.5 mol，在溶液中H＋向正極移動，SO向負極移動，故①②⑥錯誤，③④⑤正確，選B項。] 例2　C　[裝置一是原電池，a極質(zhì)量減小，說明a極金屬易失去電子形成離子，故a極金屬比b極金屬活潑；裝置二沒有形成原電池，可知b比c活潑，且c位于金屬活動性順序表中氫的后面；裝置三和四均形成原電池，易知d比c活潑，d比a活潑。因此四種金屬的活動性順序為d＞a＞b＞c，故選C。] 變式訓(xùn)練2　B　[A項能加快反應(yīng)速率，但增加了產(chǎn)生氫氣的總量；C、D兩項不影響H2的量，但稀釋了鹽酸，降低了反應(yīng)速率；B項發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu—Zn原電池，加快了反應(yīng)速率。] 【當堂過關(guān)】 1.A　[裝置④不能形成閉合回路；裝置⑤不具有兩個活動性不同的電極，只能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；裝置⑥中酒精不是電解質(zhì)溶液。] 2.B　[甲中構(gòu)成了銅鋅原電池，鋅作負極，失電子；銅作正極，H＋在銅極上得電子，生成H2；總反應(yīng)式為Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，乙裝置沒有構(gòu)成原電池，因為沒有形成閉合電路。構(gòu)成原電池后生成H2的速率加快。] 3.C　[根據(jù)原電池原理，負極的金屬比正極活潑，可知Y>X，根據(jù)金屬活動性順序和置換反應(yīng)原理，可知X>Z，故有Y>X>Z。] 4.B　[在構(gòu)成原電池反應(yīng)中，被腐蝕的是較活潑的作負極的金屬，根據(jù)金屬活動順序表， Zn、Al比Fe較活潑，F(xiàn)e比Sn(錫)、Cu比Ag較活潑，而Fe比Cu活潑，故鍍錫鐵盒鍍層破壞后腐蝕最快。] 5.(1)(A)不能，(B)可以　(2)(A)不是氧化還原反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移　(3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋　氧化反應(yīng)　碳棒、Ag、鉑、金(任選一)　2Ag＋＋2e－===2Ag　還原反應(yīng) 解析　(1)只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池，(B)是氧化還原反應(yīng)且能自發(fā)進行。 (3)根據(jù)電池反應(yīng)式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失電子作負極，負極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬；Ag＋得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液。 第2課時　發(fā)展中的化學電源 【自主學習】 1.(1)負　正　電解質(zhì)　(2)一次性　不能　不可逆　Zn－2e－===Zn2＋　(3)腐蝕　防漏　堿 2.(1)二次　氧化還原　逆向　生成物　反應(yīng)物　化學能電能 (2)①Pb　PbO2　硫酸溶液?、贑d　NiO(OH)　KOH　長　污染　③Li　極強　鋰離子 3.(1)燃料　氧化劑　氧化還原　化學　電　(2)高　高　不是儲存在電池內(nèi)部　燃料　氧化劑　(3)2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2H2＋O2===2H2O 議一議 (1)　(2)　(3)√　(4) 【難點突破】 例1　B　[根據(jù)原電池中，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，再結(jié)合總反應(yīng)可知，Li失去電子生成Li＋被氧化，為負極；MnO2得到電子被還原，為正極。] 變式訓(xùn)練1　A　[當電解質(zhì)溶液顯堿性或中性時，該燃料電池的正極發(fā)生的反應(yīng)均為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A項是正確的；鋁作負極，負極反應(yīng)應(yīng)該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子，在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸根，因此負極反應(yīng)為Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，B項是錯誤的；該電池在堿性條件下工作時，消耗了堿，反應(yīng)的化學方程式為4Al＋3O2＋4OH－===4AlO＋2H2O，溶液的堿性減弱，C項是錯誤的；電池工作時，電子從負極流出來經(jīng)過外電路流向正極，D項是錯誤的。] 例2　D　[O2＋2H2O＋4e－===4OH－應(yīng)為正極反應(yīng)式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強堿溶液中逸出，它將進一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸根。所以負極反應(yīng)式為CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。由于部分堿液和二氧化碳反應(yīng)，所以溶液的c(OH－)將減小。] 變式訓(xùn)練2　B　[A項，a極通H2為負極，電極反應(yīng)式為2H2＋4OH－－4e－===4H2O發(fā)生氧化反應(yīng)；B項，b極通O2為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B項不正確；C項，正負極電極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O；D項，氫氧燃料電池的能量高，且產(chǎn)物為水，對環(huán)境無污染，故是具有應(yīng)用前景的綠色電源。] 【當堂過關(guān)】 1.A　[由于是化學能與電能的直接轉(zhuǎn)化，節(jié)省了許多中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，所以化學電源對化學能的利用率比火力發(fā)電高得多，但火力發(fā)電仍居世界耗電量的首位；化學電源一般較安全，但含重金屬的電源如果隨意丟棄，將會給環(huán)境帶來嚴重的污染；有些化學電源是可充電電源(如鎳鎘電池)，有些是不可充電的(如干電池)。] 2.D　[雖然氯化銨是一種化學肥料，但電池內(nèi)部還有其他有害物質(zhì)，如果用作化肥，會污染土壤，進入生物鏈后，影響人體健康。] 3.C　[鋅錳干電池是一次性電池，負極材料是Zn，正極材料是石墨棒，電解質(zhì)溶液是NH4Cl糊。因為廢電池中含有多種重金屬、酸、堿等有害物質(zhì)，隨意丟棄對生態(tài)環(huán)境和公眾健康危害很大，故應(yīng)對廢電池進行集中處理，不能埋入土壤。] 4.B　[根據(jù)電池反應(yīng)知放電過程中鉛失去電子，因此它是原電池的負極，其電極反應(yīng)式為Pb＋SO－2e－===PbSO4，故B項正確；PbO2在放電過程中得到電子被還原，所以它是原電池的正極，因此A、C兩項錯誤；由于原電池放電的過程中消耗硫酸，所以溶液的酸性減弱，故D項錯誤。] 5.(1)①Zn?、谶€原　FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ ③正　(2)①B?、贑H3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 解析　(1)高鐵電池放電時為原電池，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)?？偡磻?yīng)式減去負極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式，正極生成OH－，故此極附近溶液堿性增強。(2)由電子流動方向可知a為負極，b為正極，空氣應(yīng)從B口通入，容易寫出總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式，兩者相減得出負極反應(yīng)式。