《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

3. 可以将反应Zn+Br₂=ZnBr₂设计成原电池，下列4个电极反应：
①Br₂+2e⁻=2Br⁻
②2Br⁻-2e⁻=Br₂
③Zn-2e⁻=Zn²⁺
④Zn²⁺+2e⁻=Zn
其中表示放电时负极和正极反应的分别是 （ ）
A. ②和③
B. ②和①
C. ③和①
D. ④和①

答案： C 解析：放电时负极反应物为Zn，失电子被氧化，正极反应物为 $Br_{2}$，得电子被还原。

4. 能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。
（1）下列装置中能够实现化学能转化为电能的是________（填字母序号）。
（2）写出所选装置正极的电极反应：______________________________。
（3）所选装置中溶液里的阴离子移向________（填电极的化学式）极。
（4）若所选装置中转移了0.2 mol电子，则理论上溶液增加的质量是________。

答案： 解析：
(1)原电池的构成条件：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发地进行氧化还原反应，C装置符合构成原电池的条件，故C装置正确。
(2)C装置中Ag作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应为 $2H^{+}+2e^{-}=H_{2}\uparrow$，负极为锌失电子生成锌离子，电极反应为 $Zn - 2e^{-}=Zn^{2+}$；总反应为 $2H^{+}+Zn=Zn^{2+}+H_{2}\uparrow$。
(3)阴离子移向负极(锌)。
(4)装置中转移了0.2 mol电子，根据总反应： $2H^{+}+Zn=Zn^{2+}+H_{2}\uparrow$，则理论上溶液质量增重 $0.1mol×65g\cdot mol^{-1}-0.1mol×2g\cdot mol^{-1}=6.3g$。
答案：
(1)C
(2)$2H^{+}+2e^{-}=H_{2}\uparrow$
(3)Zn
(4)6.3 g

任务总结
（1）原电池的工作原理。
电子流向：负极→外电路→正极
离子流向：阳离子移向正极，
阴离子移向负极
反应类型{负极：失去电子，发生氧化反应
正极：得到电子，发生还原反应
（2）原电池电极反应的书写。
列物质标得失——按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量
看环境配守恒——电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如碱性介质中生成的H⁺应让其结合OH⁻生成水。电极反应要依据电荷守恒、质量守恒和得失电子守恒等加以配平
两式加验总式——两电极反应相加，与总反应对照验证
任务二 原电池原理的应用
[探究活动]
某化学兴趣小组探究原电池的正负极与材料活泼性关系，该组甲同学用镁片、铝片和稀硫酸设计成原电池，发现镁片溶解，铝片上有气泡冒出。乙同学用镁片、铝片和氢氧化钠溶液设计成原电池时发现镁片上有气泡冒出，铝片溶解。
活动1 请解释这种现象产生的原因。
活动2 将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，是否是铁作负极、铜作正极？

答案： 提示：镁片、铝片和稀硫酸设计成原电池时，镁片比铝片活泼，所以作负极。而镁片、铝片和氢氧化钠溶液设计成原电池时，铝片可以与氢氧化钠反应而镁片不可以，所以铝片作负极。
@@提示：Fe在浓硝酸中发生钝化，Cu能与浓硝酸反应，可组成原电池，但铁作正极、铜作负极。