第二节 化学能与电能

第二节 化学能与电能 一 化学能与电能的相互转化 知识与方法 1 关于如图所示装置的叙述 正确的是 A 铜是负极 铜片上有气泡产生 B 铜片质量逐渐减少 C 电流从锌片经导线流向铜片 D 氢离子在铜片表面被还原 2 某金属能跟稀盐酸作用放出氢气 该金属与锌组成原电池时 锌为负极 此金属是 A 镁 B 铁 C 铝 D 铜 3 下列装置能够组成原电池的是 A B C D 4 下图各装置中 烧杯中盛有海水 能够形成原电池并且铁为正极的是 B A B C D 5 下图烧杯中放的都是稀硫酸 在铜电极上能产生气泡的是 A B C D 6 下列各组材料中 不能组成原电池的是 ABCD CuFeFeZnFe Fe Sn 两极材料Zn 片 石墨Cu 片 Ag 片Zn 片 Cu 片Fe 片 Cu 片 插入溶液H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸 7 两种金属 A 与 B 组成原电池时 A 是正极 下列有关推断正确的是 A A 的金属性强于 B B A 电极上发生的反应是还原反应 C 电子不断由 A 电极经外电路流向 B 电极 D A 在金属性活动顺序表中一定排在氢前面 8 X Y Z 都是金属 把 X 浸入 Z 的硝酸盐溶液中 X 表面有 Z 析出 X 与 Y 组成 原电池时 Y 为负极 X Y Z 三种金属的活动性顺序为 A X Y Z B X Z Y C Y X Z D Y Z X 9 如图所示 两电极一为碳棒 一为铁片 若电流表的指针发生偏转 且 a 极上有大量 气泡生成 则以下叙述正确的是 A a 为负极 是铁片 烧杯中的溶液为硫酸 G B a 为正极 是碳棒 烧杯中的溶液为硫酸 C b 为负极 是铁片 烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 D b 为正极 是碳棒 烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 10 化学能转化为电能的关键是氧化还原反应 原电池是一种 的装置 在原电池中 一般来说 较活泼的金属发生 反应 是 极 活 泼性较差的金属极上发生 反应 是 极 电子的流动方向是从 极 到 极 电流方向是从 极到 极 电解质溶液中阳离子向 极 移动 阴离子向 极移动 11 某学习小组针对化学能转化为电能 进行如下实验 1 将锌片放入盛有稀硫酸溶液的烧杯中发生化学反应的离子方程式为 Zn 2H Zn2 H2 烧杯中溶液温度会升高 说明该反应实现了化学能转化为 能 2 往烧杯中再插入一铜片 注意不与锌片接触 观察到铜片上 填 有 或 没有 气泡生成 说明 即铜不能失去电子 并把电子给溶液中的氢 离子 用导线将铜片和锌片连接 观察到铜片上 填 有 或 没有 气泡生 成 说明溶液中的氢离子在铜片上得到了电子 即氢离子被还原为氢气 其过程通常表 示为 2H 2e H2 同时看到 锌片溶解 其过程也可表示为 即 Zn 被氧化为锌离子 3 为了证实铜片上的电子是从锌片流向了铜片 在装置图中加入了一个电流表 发现 电流表指针发生了偏转 依据电流表指针偏转的方向 确定电子的流动方向是 这个装置实现了化学能向 的转化 若仍使锌片上发生 b a 氧化反应 则能够代替铜片的是 填写序号 a 石墨棒 b 镁条 c 银片 d 铝片 4 在这个装置中 变化的总反应仍然是 Zn 2H Zn2 H2 同一氧化还原反应 因 装置不同 能量转化的方式不同 欲设计一电池 实现化学能向电能的转化 有两个必 须的前提 从能量转化的角度看 一是要 从装置的条件 看 需要有一个装置 这个装置要将 用电器接在氧化反应与还原反应之 间 5 若在 4 中所述原电池中铜片上收集到 1 12 L 气体 标准状况 则理论上消耗金 属锌的质量为 反应中实际消耗的锌的质量大于该理论值 其原因可能 为 能力与探究 1 如下图所示 电流表 G 发生偏转 同时 A 极质量增加 B 极质量减少 C 为电解质溶 液 则 A B C 可能分别为 A A 是 Zn B 是 Cu C 是稀硫酸 B A 是 Cu B 是 Zn C 是稀硫酸 C A 是 Fe B 是 Ag C 是稀 AgNO3溶液 D A 是 Ag B 是 Fe C 是稀 AgNO3溶液 2 如图在盛有水的烧杯中 铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细 丝 使之平衡 小心地向烧杯中央滴入硫酸铜溶液 片刻后可观察 到的现象是 指悬吊的金属圈 A 铁圈和银圈左右摇摆不定 B 保持平衡状态不变 C 铁圈向下倾斜 D 银圈向下倾斜 3 某原电池的离子方程式是 Zn Cu2 Zn2 Cu 该原电池正确的组成是 正极负极电解质溶液 ACuZnHCl BZnCuCuSO4 CCuZnCuSO4 DCuZnZnCl2 4 由铝 铁 铜 银和稀硫酸 可以组成原电池的总数为 A 3 种 B 4 种 C 5 种 D 6 种 5 对于锌 铜 稀硫酸组成的原电池装置 当导线中有 1 mol 电子通过时 理论上的两极 变化是 锌片溶解了 32 5 g 锌片增重 32 5 g 铜片上析出 l g H2 铜片上析出 1 mol H2 A 和 B 和 C 和 D 和 6 下列叙述中 可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 A 甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 B 同价态的阳离子 甲比乙的氧化性强 C 将甲 乙作电极组成原电池时 甲是负极 D 在氧化还原反应中 甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 7 现有 A B C D 四种金属 把 A B 分别浸入稀硫酸中 产生气泡都很慢 把 C D 分别浸入稀硫酸中 产生气泡都很快 把 A B 用导线连接浸入稀硫酸中时 A 上有气泡析出 把 C 浸入 D 的硝酸盐溶液中 C 的表面有 D 析出 这四种金属的 活动性顺序由强到弱为 8 有 A B 两种金属分别与盐酸反应 产生氢气的速率相近 请设计一套装置证明 A B 两种金属的活动性强弱 画出设计的装置图 9 某高一化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用 设计并进行了以下系列实验 实验结果记录如下 编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向 1Mg Al稀盐酸偏向 Al 2Al Cu稀盐酸偏向 Cu 3Al C 石墨 稀盐酸偏向石墨 4Mg AlNaOH 溶液偏向 Mg 5Al Zn浓硝酸偏向 Al 注 1 实验均为常温下完成 2 电流计指针偏转向正极方向 试根据表中实验现象完成下列问题 1 实验 1 2 中 Al 所作的电极 指正极或负极 填 相同 或 不同 2 对实验 3 完成下列填空 Al 为 极 电极反应式为 石墨为 极 电极反应式为 电池总反应式为 3 实验 4 中 Al 作正极还是负极 理由是 4 解释实验 5 中电流计偏向 Al 的原因 5 根据实验结果总结出影响铝在电池中作正极或负极的因素 10 1 现有如下两个反应 A NaOH HCl NaCl H2O B 2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 根据两反应本质 判断能否设计成原电池 如果不能 说明其原因 2 选择适宜的材料和试剂设计一个原电池 以便完成下列反应 Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 画出装置图 在图上注明电极材料及电解质溶液各是什么 并标出电子流动方向 正极为 电极反应 负极为 电极反应 二 发展中的化学电源 知识与方法 1 关于原电池的下列说法中错误的是 A 原电池中 正极发生氧化反应 B 原电池是氧化还原反应原理应用的一个例子 C 燃料电池的负极上发生反应的通常是可燃性气体 D 充电电池在充电时 将电能转化为化学能贮存在电池中 2 下图所示为普通锌锰电池 即 干电池 的组成和结构示意图 其中 MnO2的作用是 吸收正极放出的 H2 下列说法正确的是 A 锌是正极 MnO2是负极 B 锌是负极 MnO2是正极 C 锌是正极 石墨是负极 D 锌是负极 石墨是正极 3 2010 年上海世博会 有千辆氢氧燃料电池车上路 下列说法不正确的是 A 氢氧燃料电池工作时 发出淡蓝色火焰 B 氢氧燃料电池能量转换率比氢气直接燃烧高 C 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 4 实验室中制取氢气 最好的方法是 A 纯锌与稀硫酸反应 B 纯锌与浓硫酸反应 C 纯锌与稀盐酸反应 D 粗锌 含铜 银 与稀硫酸反应 5 随着人们生活质量的不断提高 废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程 其 首要原因是 A 回收其中石墨电极 B 利用电池外壳的金属材料 C 不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品 D 防止电池中汞 镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 6 下列化学电池不易造成环境污染的是 A 锂电池 B 锌锰电池 C 镍镉电池 D 氢氧燃料电池 7 充电电池在放电时发生的反应 在充电时又可以逆向进行 使生成物恢复原状 由此 推断 充电 时的反应是 A 氧化还原反应 B 非氧化还原反应 C 可能是氧化还原反应 也可能是非氧化还原反应 D 无法判断 8 充电电池的特点是在放电时进行的 反应 在充电时可以 进行 使电池恢复到放电前的状态 这样可以实现 能转变为 能 放电 再由 能转变为 能 充电 的循环 更加经济实用 9 燃料燃烧是一种剧烈的 反应 能否利用原电池的工作原理将 和 如 反应所放出的 直接转变为 燃料电池是一种的 的发电装置 燃料电池如果以氢气为燃料时 产物为 以甲烷为燃料时 产物为 和 燃料电池与干电池和蓄电池的主要差别在于反应物不是 而是用外加的 设备 源源不断地提供 和 使反应能连续进行 10 氢气是未来理想的能源 科学家最近研制出利用太阳能产生激光 并在二氧化钛 TiO2 表面作用使海水分解得到氢气的新技术 2H2O 2H2 O2 制得的氢气 可用于燃料电池 试回答下列问题 1 分解海水时 实现了从 能转变为 能 二氧化钛作 生成的氢气 用于燃料电池时 实现 能转变为 能 水分解时 断裂的化学键有 分解海水的反应属于 反应 填放热或吸热 2 某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质 两极上发生的电极反应分 别为 A 极 H2 O2 H2O 2e B 极 O2 4e 2O2 则 A 极是电池的 极 电子从该极 填 流入 或 流出 能力与探究 1 人造地球卫星上使用的一种高能电池 银锌蓄电池 其电极反应式为 Zn 2OH 2e ZnO H2O Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 据此判断氧化银是 A 负极 被氧化 B 正极 被还原 C 负极 被还原 D 正极 被氧化 2 汽车的启动电源常用铅蓄电池 放电时的电池反应如下 PbO2 Pb 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 根据此反应判断下列叙述中正确的是 A PbO2是电池的负极 B 电子从 Pb 极流出 C PbO2得电子 被氧化 D 电池放电时 溶液酸性增强 3 下图为氢氧燃料电池构造示意图 按照此图的提示 下列叙述不正确的是 A a 电极是负极 B 电子由 b 通过灯泡流向 a C 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D 氢氧燃料