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文檔簡介
1、 化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量【典例導(dǎo)悟】【典例1】在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片,下列敘述不正確的是A.負極附近的離子濃度逐漸增大B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.反應(yīng)一段時間后,溶液的H+濃度降低D.銅片上有H2逸出【規(guī)范解答】選B?!疽?guī)律方法】原電池工作時,電子經(jīng)導(dǎo)線從負極流入正極,電解質(zhì)溶液中的陰離子流向負極,陽離子流向正極?!咀兪接?xùn)練】1.(2010·雙鴨山高一檢測)根據(jù)下列事實:X+Y2+=X2+Y;Z+H2O(冷)=Z(OH)2+H2;Z2+氧化性比X2+弱;由Y、W電極組成的電池,電極反應(yīng)為W2+2e-=W、Y-2e-=Y2+,可知X、Y、Z、W的還原
2、性由強到弱的順序為( )A.XZYW B.ZWXYC.ZYXW D.ZXYW【解析】選D。由知還原性XY;中Z很活潑;中金屬陽離子氧化性越強,則其對應(yīng)單質(zhì)的還原性就越弱,所以還原性ZX;中,Y作負極將W從它的鹽溶液中置換出來,所以還原性YW,綜上可知還原性ZXYW。2.(2010·濟寧高一檢測)某課外活動小組使用下列用品設(shè)計原電池。用品:銅片、鐵片、導(dǎo)線、金屬夾、發(fā)光二極管、果汁(橙汁、蘋果汁)500 mL、燒杯。下列說法正確的是( )A.該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.實驗過程中銅片逐漸溶解C.電子由鐵片通過導(dǎo)線流向銅片D.鐵片上會析出紅色的銅【解析】選C。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>
3、;該原電池鐵片作負極,銅片作正極,鐵片逐漸溶解;電子由負極(鐵片)通過導(dǎo)線流向正極(銅片);果汁中所含酸中的H+在銅片上得電子被還原成H2。【典例2】如圖所示的裝置中可觀察到電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細,由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì),其中可以成立的是【思路點撥】解答本題要注意以下兩點:(1)先確定原電池的正、負極。(2)根據(jù)原電池的工作原理分析。【互動探究】若將例題中B項中的稀鹽酸換作濃硝酸,能形成原電池嗎?若能形成,負極是什么?提示:能。鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化,而Cu能與濃HNO3反應(yīng),所以Cu作負極?!緦W(xué)業(yè)達標(biāo)訓(xùn)練】1.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的認識不正確的是( )A.綠色植物的
4、光合作用是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.煤燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和光能C.原電池工作時,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹.白熾燈工作時,電能全部轉(zhuǎn)變成光能【解析】選D。白熾燈工作時,并不是電能全部變成光能,而是大部分電能轉(zhuǎn)化成光能,還有一部分電能轉(zhuǎn)化成熱能。2.(2010·連云港高一檢測)某原電池的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu,該原電池正確的組成是( )【解析】選C。A項,應(yīng)是2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+;B項,Zn作負極,Cu作正極。D項,不能構(gòu)成原電池。3.(2009·廣東理基)下列有關(guān)電池的說法不正確的是( )A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B.銅鋅原電池工作時,
5、電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C.甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.鋅錳干電池中,鋅電極是負極【解析】選B。鋰離子電池可以充用,再次使用,屬于二次電池,A項正確;銅鋅原電池中銅為正極,故電流為銅流向鋅,而電子是由鋅流向銅,B項錯;電池的實質(zhì)即是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,C項正確;Zn失去電子生成Zn2+,故作為負極,D項正確。4.圖中裝置,構(gòu)成原電池的是( )【解析】選C。A、D項沒有構(gòu)成閉合回路,B中乙醇為非電解質(zhì)。5.由鋁、鐵、銅和稀硫酸,可以組成原電池的種數(shù)是( )A.2種 B.3種 C.4種 D.6種【解析】選B。由組成原電池的條件可知,鋁、鐵及稀H2SO4;鋁、銅及稀H2SO4;鐵、銅及稀
6、H2SO4均可形成原電池,故選B。6.(2010·新余高一檢測)廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程,其首要原因是( )A.利用電池外殼的金屬材料B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極【解析】選B。廢電池的危害主要是所含的重金屬離子能引起水和土壤污染。7.下面是四個化學(xué)反應(yīng),你認為理論上不可用于設(shè)計原電池的是( )A.2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2B.2H2+O2=2H2OC.NaOH+HCl=NaCl+H2OD.CH4+2O2=CO2+2H2O【解析】選C。原電池是利用氧化還
7、原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故原電池總反應(yīng)必須是氧化還原反應(yīng)。A、B、D為氧化還原反應(yīng),C為非氧化還原反應(yīng)。8.在銀鋅原電池中,以硫酸銅為電解質(zhì)溶液,鋅為 _極,電極上發(fā)生的是 _ 反應(yīng)(“氧化”或“還原”),電極反應(yīng)式為 _ ,鋅片上觀察到的現(xiàn)象為 _ ,銀為 _ 極,電極上發(fā)生的是 _ 反應(yīng)(“氧化”或“還原”),電極反應(yīng)式是 _ ;銀片上觀察到的現(xiàn)象是 _ 。9.已知電極材料:鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁;電解質(zhì)溶液:CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、鹽酸。按要求回答下列問題:(1)電工操作上規(guī)定:不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請說明原因:_。(2)從上述實驗用品中選取合適材
8、料構(gòu)建一個原電池,并在下面方框內(nèi)繪出原電池裝置圖。(3)若電極材料選銅和鐵,電解質(zhì)溶液選Fe2(SO4)3溶液,外加導(dǎo)線,能否構(gòu)成原電池? _ (填“能”或“否”)?!窘馕觥?1)若把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用,在潮濕的空氣中易在接口處形成原電池,此時,鋁作負極,銅作正極,加快了鋁導(dǎo)線的腐蝕速率,易造成斷路。(2)(3)由形成原電池的條件知,兩電極只要是活潑性不同的兩金屬(或金屬與石墨),所選電解質(zhì)溶液至少與一電極反應(yīng),再用導(dǎo)線連接即可。如銅和鋅作兩電極,與題中所給三種電解質(zhì)溶液均能構(gòu)成原電池;銅和鐵作兩電極,與題中所給三種電解質(zhì)溶液均能構(gòu)成原電池;銅和石墨作兩電極,與Fe2(SO4)3溶液
9、能構(gòu)成原電池;銀和石墨作兩電極,與題中所給三種電解質(zhì)溶液均不能構(gòu)成原電池等。【素能綜合檢測】一、選擇題(本題包括5小題,每小題4分,共20分)1.(2010·如東高一檢測)下列關(guān)于化學(xué)能與電能的敘述正確的是( )A.化學(xué)能能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,電能不能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.原電池能使氧化還原反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)化為電能C.原電池能使化學(xué)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹.新型二次電池對環(huán)境無污染,可以不回收【解析】選B。電能與化學(xué)能之間可相互轉(zhuǎn)化;原電池是將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;電池中的電解質(zhì)溶液可造成土壤污染和水污染。2.下列關(guān)于充電電池的敘述,不正確的是( )A.充電電池的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)B.充電電
10、池可以無限制地反復(fù)放電、充電C.充電是使放電時的氧化還原反應(yīng)逆向進行D.較長時間不使用電器時,最好從電器中取出電池,并妥善存放【解析】選B。充電電池屬于二次電池,但并不是可以無限制地反復(fù)充電、放電。充電電池的充電和放電過程都有電子得失,都是氧化還原反應(yīng),且是相互逆向進行的。3.(2010·廈門高一檢測)有關(guān)如圖所示原電池(鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液可構(gòu)成閉合回路)的敘述,正確的是( )A.銅片上有氣泡逸出B.取出鹽橋后,電流計依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.反應(yīng)中,鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液D.銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)【解析】選C。銅片為正極,發(fā)生還原反應(yīng),Cu2+得電子,無氣泡產(chǎn)生,A、D錯
11、。取出鹽橋后,不能構(gòu)成閉合回路,電流計不再發(fā)生偏轉(zhuǎn),B錯。反應(yīng)中陽離子向正極移動,C正確。4.a、b的活動性均比氫強,a還可以從b的硝酸鹽中置換出b。將a、b用導(dǎo)線相連放入CuSO4溶液,下列敘述中不正確的是( )A.導(dǎo)線上有電流,電流方向由b向aB.a極質(zhì)量減小,b棒質(zhì)量增加C.b棒上放出氫氣D.a棒發(fā)生氧化反應(yīng),b棒發(fā)生還原反應(yīng)【解析】選C。由題意知,a、b、H、Cu的活動性由強到弱的順序為:abHCu,則a、b及CuSO4溶液構(gòu)成的原電池中,a作負極,b作正極,溶液中的Cu2+在b極上得到電子析出,從而使b棒質(zhì)量增加,b棒上不會產(chǎn)生H2。5.下列有關(guān)說法不正確的是( )A.構(gòu)成原電池正極
12、和負極的材料必須是兩種金屬B.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中,銅片表面出現(xiàn)氣泡C.把銅片插入三氯化鐵溶液中,在銅片表面不會出現(xiàn)一層鐵D.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴氯化銅溶液,氣泡放出速率加快【解析】選A。構(gòu)成原電池的兩極可能是兩種金屬,也可能一種是金屬,另一種是非金屬如石墨等;銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀H2SO4中,氫氣在正極銅片上生成;銅片插入FeCl3溶液中,電池總反應(yīng)的離子方程式為:Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+,銅片上不會析出鐵;D項,形成原電池, 加快反應(yīng)速率。二、非選擇題(本題包括3小題,共30分)6.(6分)有兩根質(zhì)量相同的銅棒和鋅棒,用導(dǎo)線連接后插入CuSO
13、4溶液中,經(jīng)過一段時間后,取出洗凈并干燥后稱量,銅棒和鋅棒質(zhì)量相差6.45 g。試回答:(1)_ 棒的質(zhì)量重(2)導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量是多少?【解析】(1)Cu為正極,Cu2+在該極上變?yōu)镃u析出。(2)設(shè)導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為x,則 x=0.10 mol答案:(1)銅 (2)0.10 mol7.(12分)(2009·臺州高一檢測)分別按如圖甲、乙所示裝置進行實驗,圖中兩個燒杯里的溶液為同濃度的稀硫酸,甲中G為電流計。請回答下列問題: (1)以下敘述正確的是 _ 。A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負極C.兩燒杯中溶液的H+濃度均減小D.產(chǎn)生氣
14、泡的速率甲比乙慢(2)甲裝置中的能量轉(zhuǎn)化方式:_ 能轉(zhuǎn)化為 _能,乙裝置中的能量轉(zhuǎn)化方式是 _能轉(zhuǎn)化為 _能。(3)在甲實驗中,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)不僅在銅片上有氣泡產(chǎn)生,而且在鋅片上也產(chǎn)生了氣體,分析原因可能是 _。(4)在甲實驗中,如果把稀硫酸換成硫酸銅溶液,請寫出銅電極的電極反應(yīng)方程式: _。【解析】(1)考查原電池的工作原理。甲為原電池,乙為Zn與稀H2SO4接觸反應(yīng),甲中H+在銅片上得電子被還原為H2,銅片為正極,且形成原電池后放氣泡速率比乙快;隨著兩燒杯中H+不斷消耗,溶液的c(H+)均減小。(2)甲形成原電池,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,乙主要是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。(3)鋅片上產(chǎn)生氣體,可能是由
15、于鋅片不純,Zn與雜質(zhì)形成原電池的原因。(4)若將稀H2SO4換成CuSO4溶液,則銅極上會析出Cu。答案:(1)C(2)化學(xué) 電 化學(xué) 熱(3)鋅片不純,在鋅片上就形成原電池(4)Cu2+2e- Cu實驗·探究8.(12分)(2010·湛江高一檢測)利用生活中或?qū)嶒炇抑谐S玫奈锲罚鶕?jù)氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識,自己動手設(shè)計一個原電池。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?)實驗原理:Fe+2H+=Fe2+H2。(2)實驗用品:電極(_ 、 _)、稀硫酸、_ (填寫所缺的實驗用品)、耳機(或者電流計)。(3)實驗裝置(4)原電池設(shè)計及注意的問題按如圖所示連接好實驗儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音發(fā)出,如果沒有,可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極(注意:接觸的同時耳機的另一個極是連接在原電池的另一個電極上的),這時可以聽見耳機發(fā)出“嚓嚓嚓”聲音。其原因是:在原電池中,由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為
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