高中化学人教版第二章化学反应与能量单元测试 名师获奖

第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能课时训练8化学能转化为电能基础夯实1.对于原电池的电极名称叙述有错误的是()A.发生氧化反应的为负极B.正极为电子流入的一极C.比较不活泼的金属为负极D.电流的方向由正极到负极解析:原电池中相对活泼的金属为负极,不活泼的为正极,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,A项正确;原电池工作时,外电路中电子由负极流出,由正极流入,电流方向与电子流动方向相反,B、D两项正确。答案:C2.下列说法不正确的是()A.根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C.原电池是将化学能转化为电能的一种装置D.水力发电是将化学能转化为电能的过程解析:氢气不能从自然界中直接获得,是二次能源。电能也是二次能源,且使用方便,污染最小,A、B两项正确。原电池是将化学能转化为电能的装置,C项正确。水力发电是把势能转化为电能,不是化学能转化为电能,D项错误。答案:D3.关于原电池的叙述中正确的是()A.任何化学反应,均可以设计成原电池B.原电池是把化学能直接转化成电能的装置C.原电池的两极必须都是金属D.原电池都可以提供持续稳定的电流,应用十分广泛解析:原电池的基础反应是氧化还原反应;原电池的正极可以用石墨棒;原电池不能提供持续稳定的电流,因此应用受到限制。答案:B4.如图所示的8个装置属于原电池的是()A.①④⑤ B.②③⑥ C.④⑥⑦ D.⑥⑦⑧解析:构成原电池要有四个基本条件:a.电解质溶液;b.两个电极,其中一个相对较活泼,另一个相对较不活泼,两个电极直接或间接地连接在一起,并插入电解质溶液中;c.能自发进行氧化还原反应;d.形成闭合电路。综上可知C项符合题意。答案:C5.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑,则下列说法正确的是()A.硝酸可能为电解质溶液B.锌可能为原电池正极C.铁的质量不变D.铜可能为原电池正极解析:由原电池反应的离子方程式知,电池的负极为铁,则正极应是比铁不活泼的金属或能导电的非金属;在反应中负极不断被消耗,由于反应中放出了氢气并生成了Fe2+,故知电解质溶液不是硝酸。由以上分析可知正确选项为D。答案:D6.如图所示装置中,可观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细。下表所列M、N、P物质中,可以组合成该装置的是()选项MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析:M棒变粗,N棒变细,说明N棒是负极,相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。答案:C7.如图为某兴趣小组制作的番茄电池,下列说法正确的是()A.电子由锌通过导线流向铜B.该装置将电能转化为化学能C.锌电极发生还原反应D.铜电极上无气泡产生解析:因为番茄中含有酸(即H+),可组成原电池。依据原电池的基本知识,其中Zn作负极,发生氧化反应;Cu作正极,发生还原反应;电子由负极(Zn)通过导线流向正极(Cu)。答案:A8.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、(填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。

(3)实验装置:(如右图所示)(4)原电池设计及注意的问题。①按如图所示连接好实验仪器,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出“嚓嚓嚓”声音。其原因是:在原电池中,化学能转化为。

②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的极,电极反应式是;另一极应该接电流计的极,电极发生了(填“氧化”或“还原”)反应。

解析:由实验原理:Fe+2H+Fe2++H2↑,可知组成该原电池的负极应为Fe,正极可选用活动性比Fe弱的金属或能导电的非金属。答案:(2)铁钉或铁条铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、石墨等)烧杯、导线(4)①电能②负Fe-2e-Fe2+正还原9.(1)原电池原理的应用之一是可以设计原电池装置。请利用反应Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+设计一个原电池,在方框内画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。正极反应:;

负极反应:。

若外电路中转移的电子为mol,则溶解铜的质量是。

(2)实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时,可向反应液中滴加少量硫酸铜溶液,其作用是,这体现了原电池原理的另一个应用。

解析:(1)分析Fe3+与Cu的反应中的氧化剂、还原剂,然后依据原电池原理,设计原电池装置。依据反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,Cu失电子,应为原电池的负极,正极选用石墨棒或铂丝等,电解质溶液选用FeCl3溶液;由转移2mol电子时溶解64g铜,可计算出转移mol电子时溶解铜的质量为48g。答案:(1)2Fe3++2e-2Fe2+Cu-2e-Cu2+48g(2)形成Zn-Cu原电池,增大化学反应的速率能力提升1.如图是某课外活动小组设计的用化学电源使耳机发声的装置。下列说法错误的是()A.铜片表面有气泡生成B.装置中存在化学能→电能→声能的能量转化关系C.如果将铜片换成铁片,电路中的电流方向将改变D.如果将锌片换成铁片,耳机还能发声解析:锌为负极,铜片上的反应为2H++2e-H2↑,A项正确;耳机中存在着电能转化为声能的能量转化关系,B项正确;铜片换为铁片后,锌片仍为负极,电流方向不变,C项错误;锌片换为铁片后,铁片也可作为原电池的负极,D项正确。答案:C2.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是()A.外电路的电流方向为X→外电路→YB.若两电极分别为Fe和石墨棒,则X为石墨棒,Y为Fe极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极材料都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y解析:外电路的电子流向与电流方向相反,A项错误;由电子流向可知,X极为负极,Y极为正极,则X应为Fe,Y为石墨棒,B项错误;X极发生氧化反应,Y极发生还原反应,C项错误;X极的金属应比Y极的金属活泼,D项正确。答案:D3.导学号52090054一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为2Al+3ClO-+2OH-3Cl-+2Al+H2O。下列说法不正确的是()A.该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B.该电池发生氧化反应的是金属铝C.电极的正极反应式为3ClO-+3H2O+6e-3Cl-+6OH-D.当有molAl完全溶解时,流经电解液的电子个数为×1023解析:该电池所用材料都是生活中常见的,电极材料和电解质用完后可以更换,A项正确;金属铝是原电池的负极,发生氧化反应,B项正确;在正极上,发生还原反应,电极反应式为3ClO-+3H2O+6e-3Cl-+6OH-,C项正确;电子只能流经导线,不能流经电解液,D项错误。答案:D4.导学号52090055如右图所示,烧杯中盛的是水,铁圈和银圈直接相连,在接头处用一根绝缘细丝吊住,并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液,反应一段时间后,观察到的现象是()A.两圈仍保持平衡B.有气泡产生,两圈摇摆不定C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜解析:根据形成原电池的条件。滴入的CuSO4溶液作电解质溶液,铁圈和银圈直接相连则是不同的导体连接成了闭合回路。首先铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;其次是铁圈和银圈直接相连,电子可以顺利传递。所以,可以构成原电池,其电极反应式为:负极:Fe-2e-Fe2+正极:Cu2++2e-Cu铁溶解,铁圈质量减小;生成的Cu沉积在银圈上,银圈质量增大。答案:D5.如图所示,两电极一为石墨棒,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()为负极,是铁片,烧杯中的溶液为稀硫酸为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液为正极,是石墨棒,烧杯中的溶液为稀硫酸为正极,是石墨棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液解析:由题给信息“电流表的指针发生偏转”,可确定该装置构成了原电池。又因“a极上有大量气泡生成”,可知:a为正极(石墨棒),则b为负极(铁片),即可确定烧杯中的溶液是稀硫酸。答案:C6.根据反应:2Ag++CuCu2++2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是()可以是银或石墨是硫酸铜溶液C.电子从铜电极经外电路流向X电极极上的电极反应式为Ag++e-Ag解析:由电池反应2Ag++Cu2Ag+Cu2+可知,铜作负极,电极反应为Cu-2e-Cu2+;X为正极,可以是比铜不活泼的银或导电的石墨等,电极反应为Ag++e-Ag;电解质溶液中需含有Ag+,故B说法错误。答案:B7.将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:(1)下列说法中正确的是(填序号)。

A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置B.乙中铜片上没有明显变化C.甲中铜片质量减小、乙中锌片质量减小D.两烧杯中H+的浓度均减小(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲乙(填“>”“<”或“=”)。

(3)当甲中产生L(标准状况)气体时,理论上通过导线的电子数目为。

(4)当乙中产生L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)=mol·L-1。试确定原稀硫酸中c(H2SO4)=。

解析:(1)甲符合原电池构成条件,所以属于原电池,乙不能构成闭合回路,所以不能构成原电池,故A项错误;乙不能构成原电池,氢离子在锌片上得电子发生还原反应,所以乙中铜片上没有明显变化,故B项正确;甲中铜片作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,所以铜片质量不变,乙中锌片和氢离子发生置换反应,所以质量减小,故C项错误;两烧杯中锌和氢离子发生置换反应导致溶液中氢离子浓度减小,故D项正确。(2)甲能构成原电池,乙不能构成原电池,作原电池负极的金属加速被腐蚀,所以在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲>乙。(3)甲中,铜电极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-H2↑,根据电极反应式知,通过电子的物质的量=×2=mol,通过导线的电子数目为或×1022。(4)当乙中产生L(标准状况)即mol氢气气体时,根据2H+~H2↑,则消耗的氢离子物质的量是mol,剩余的氢离子是mol,所以氢离子的物质的量是mol,硫酸的物质的量是mol,原稀硫酸中c(H2SO4)==mol·L-1。答案:(1)BD(2)>(3)(或×1022)(4)mol·L-18.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。(1)写出甲中正极的电极反应式:。

(2)乙中负极为,总反应的离子方程式:

。

(3)若甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则负极材料的金属应比正极材料的金属活泼”,则甲会判断出金属活动性更强,而乙会判断出金属活动性更强。(填写元素符号)

(4)由此实验得出的下列结论中,正确的有。

A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B.镁