高中化学人教版第二章化学反应与能量 双基限时练9

双基限时练(九)化学能转化为电能基础强化1.核聚变是人类未来获取能源的理想方式之一。人类从受控热核聚变反应中可得到无穷无尽的清洁能源，相当于为自己制造了一个个小太阳。下列关于能量转换的认识中不正确的是()A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能答案D解析白炽灯工作时，电能没有全部转化为光能，还转化为热能等。2．下列叙述中正确的是()A．任何化学反应都能设计成原电池B．任何氧化还原反应都能设计成原电池C．原电池反应一定是氧化还原反应D．两种不同的金属电极插入到电解质溶液中一定能形成原电池答案C解析形成原电池的反应一定是氧化还原反应，所以A项错误；原电池的氧化还原反应一般是自发的、放热的氧化还原反应，而一些需外界提供能量进行的氧化还原反应，如通电情况下才能发生的化学反应则一般不能设计成原电池；形成原电池时必须是闭合回路，D项错误。3．下列关于原电池的叙述中正确的是()A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B．原电池是将化学能转变为电能的装置C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D．原电池放电时，在电解质溶液中阴离子移向正极答案B解析构成原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属(如Fe和碳)，A项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，B项正确；原电池中电子流出的极为负极，该电极发生了氧化反应，C项错；原电池放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，D项错。4．有a、b、c三种金属，两两分别接触并同处于稀硫酸中，如图所示。则三种金属活动性顺序为()A．a>b>c B．b>a>cC．c>a>b D．c>b>a答案D解析不同金属构成原电池时，做负极的为活泼金属，活泼性分别为b＞a、c＞a、c＞b，故c＞b＞a。5．将相同表面积的纯锌片和纯铜片按图所示同时插入相同浓度的稀硫酸中，以下有关叙述正确的是()A．甲乙两装置中c(SOeq\o\al(2－,4))均减小B．乙装置产生气泡速率比甲装置快C．乙装置中铜片上发生2H＋＋2e－=H2↑D．甲装置中铜片表面有气泡产生答案D解析甲乙两装置中SOeq\o\al(2－,4)不参与反应，浓度不变，故A项错；乙没有形成闭合回路，不是原电池，Zn与H2SO4反应生成的H2从Zn片上逸出，Cu与H2SO4不反应，形成原电池时可加快反应速率，B、C项均错误；甲形成原电池Zn比Cu活泼，Zn为负极，逐渐溶解，Cu为正极，H＋在Cu电极上得到电子生成H2，故D项正确。6．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()选项正极负极电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2答案C解析根据给定反应，Zn作负极，含Cu2＋的溶液作电解质溶液，比Zn活动性弱的金属作正极，则C符合题意。7．下列叙述正确的是①原电池是将化学能转化为电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发发生的氧化还原反应，通过原电池装置均可实现④石墨棒不能用作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋可设计成原电池其中符合原电池原理的是()A．①⑤ B．①④C．②③ D．②⑤答案A解析原电池反应必须是能够自发发生的氧化还原反应，原电池的正极发生的是还原反应，负极发生的是氧化反应，石墨棒可作原电池的正极。综上所述，A项正确。8．下列关于实验现象的描述不正确的是()A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B．用导线把锌片、铜片连接在一起浸入硫酸铜溶液中，铜片表面析出单质铜C．把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面析出一层铁D．把锌粒放入盛有稀盐酸的试管中，滴入几滴氯化铜溶液，产生气泡的速率加快答案C解析把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，符合构成原电池的条件，铜片作正极，表面出现气泡，A项正确；用导线把锌片、铜片连接在一起浸入硫酸铜溶液中，锌比铜活泼，铜作正极，表面析出单质铜，B项正确；把铜片插入氯化铁溶液中，发生反应：Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2，铜片被氯化铁溶液腐蚀而逐渐溶解，不会在铜片表面析出一层铁，C项不正确；把锌粒放入盛有稀盐酸的试管中，滴入几滴氯化铜溶液，锌粒与氯化铜溶液发生反应：Zn＋CuCl2=ZnCl2＋Cu，锌、铜与稀盐酸构成原电池，所以产生气泡的速率加快，D项正确。9．下列关于原电池的叙述中正确的是()A．正极和负极必须是两种不同的金属B．电子流入的一极为正极C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5g锌溶解，正极上就有0.1g氢气生成答案B解析原电池中电子从负极流出，从正极流入；它的正、负极可以是两种活动性不同的金属，也可以是金属与非金属；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；当锌片上有6.5g锌溶解时，正极上析出0.2g氢气。10．右图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()A．锌片逐渐溶解B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色C．电子由铜片通过导线流向锌片D．Zn为正极，Cu为负极答案A解析在该原电池中，Zn作负极，Zn溶解并失e－，在外电路中e－由Zn→Cu,在Cu电极表面，H＋得e－生成H2，故Cu并没有参加任何反应，故A选项正确，B、C两项错误；锌的活动性大于铜，锌为负极、Cu为正极，D选项错误。11．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B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液答案C解析Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡产生，所以正极(C)反应：2H＋＋2e－=H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。12．如图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液答案D解析A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B两项中的反应为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，则A选项中A极变细，B选项中A极不变。C和D两项中的反应为Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C选项中A极变细，D选项中A极变粗。13．在由铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成的原电池中，若H2只在铜片上产生，当在铜片上放出3.36L(标准状况)的H2时，H2SO4恰好用完，则产生这些气体消耗的Zn为________g，在导线上有________mol电子通过，原稀H2SO4的物质的量浓度是________。答案mol/L解析正极：2H＋＋2e－=H22mol2mol22.4Lmolmol3.36L负极：Zn－2e－=Zn2＋molmol则消耗Zn的质量为mol×65g/mol＝9.75g有mol电子通过，c(H2SO4)＝eq\fmol,2×L)＝mol/L。14．现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池________。(2)如果不能，说明其原因_______________________________________________________________________________________。(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化”或“还原”)：负极：________，________________，________。正极：________，________________，________。若导线上转移电子1mol，则正极质量增加________g，电解质溶液为________。答案(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移(3)CuCu－2e－=Cu2＋氧化碳棒、Ag、铂、金(任选一)2Ag＋＋2e－=2Ag还原108AgNO3溶液解析(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行；(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。能力提升1.一位老人镶了两颗假牙，其中一颗是黄金的，另一颗是不锈钢的。自镶上假牙后，他时感头疼，心情烦躁，多次治疗未见好转。如果你是医生，下列方法不能治疗其疾病的是()A．将两颗假牙都做成黄金的B．将两颗假牙都做成不锈钢的C．将两颗假牙都做成特殊树脂的D．将金假牙改为铝质假牙答案D解析因形成原电池产生电流使人头疼、心情烦躁，D项形成Al—Fe原电池。2．如图所示，A、B均为金属单质，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为稀盐酸，下列说法错误的是()A．B极为原电池的正极B．A极材料的活动性比B极材料的强C．H＋向A极移动D．A极发生氧化反应答案C解析根据题述现象可判断出A极为原电池的负极，B极为原电池的正极，负极失去电子发生氧化反应，A极材料的活动性比B极材料的强。H＋带有正电荷，应该向有大量负电荷的正极(B极)移动，综上所述，C项错误。3．用Cu片、Al片、Cu(NO3)2溶液设计成原电池。下列有关该原电池的叙述不正确的是()A．由该电池的工作原理不能比较Cu、Al的金属活动性的强弱B．正极反应①：Cu2＋＋2e－=CuC．其他条件不变，将Cu片改为Ag片，外电路中通过等量电子时，Ag片溶解的质量大于Cu片的D．其他条件不变，将Cu(NO3)2溶液改为FeCl3溶液，负极的电极反应：Al－3e－=Al3＋答案A解析根据原电池的工作原理，Al失去电子，溶液中的Cu2＋在Cu片上获得电子，故Al的活动性强于Cu的，A项错误；Al失去电子作负极：Al－3e－=Al3＋，溶液中的Cu2＋在正极(Cu)获得电子析出：Cu2＋＋2e－=Cu，B项正确；1molCu失去2mol电子，其质量为64g，2molAg失去2mol电子，其质量为216g，C项正确；由于Al的活动性强于Cu的，在FeCl3溶液中，仍是Al失去电子作负极，D项正确。4．锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法中错误的是()A．电池工作时，锌失去电子，锌是负极B．外电路中每通过mol电子，锌的质量理论上减小6.5gC．电池负极的电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2D．电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动答案D解析电池工作时，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，D项错。5.如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)()A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高答案D解析当杠杆为绝缘体时不形成原电池，发生反应Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，铁球上由于有铜附着质量增加，B端下沉，A端上升，结果A端高，B端低；当杠杆为导体时形成原电池，铁球作负极，Fe－2e－=Fe2＋，铁球质量减轻，铜球作正极：Cu2＋＋2e－=Cu，铜球上附着铜，质量增加，结果A端低，B端高。6．利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)实验用品：电极(________、________)、稀硫酸、________、________、耳机(或者电流表)(填写所缺的实验用品)。(3)实验装置如图。(4)原电池设计及注意的问题：①按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为________，在耳机中又由________转化为声音这种能量。②如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的________极，电极反应是________，发生了________反应；铜钉应该接电流表的________极，电极反应是________，发生了________反应。答案(1)铁钉或铁条铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都正确)烧杯导线(4)①电能电能②负Fe－2e－=Fe2＋氧化正2H＋＋2e－=H2↑还原解析原电池是将化学能转变为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼材料作正极，发生还原反应。电流表正极应接原电池正极、电流表负极接原电池负极。7．某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，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Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Mg、Al氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试根据表中的实验现象回答下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)________(填“相同”或“不相同”)。(2)根据实验3完成下列填空：①铝为________极，电极反应式：________；②电池总反应式：____________________________________。(3)实验4中铝作________，理由是_____________________。写出铝电极的电极反应式：______________________。(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因______________。(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池