高中化學(xué)人教版第二章化學(xué)反應(yīng)與能量單元測試 名師獲獎

第二節(jié)化學(xué)能與電能第1課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能課時訓(xùn)練8化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能基礎(chǔ)夯實1.對于原電池的電極名稱敘述有錯誤的是()A.發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極B.正極為電子流入的一極C.比較不活潑的金屬為負(fù)極D.電流的方向由正極到負(fù)極解析:原電池中相對活潑的金屬為負(fù)極,不活潑的為正極,C項錯誤;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),A項正確;原電池工作時,外電路中電子由負(fù)極流出,由正極流入,電流方向與電子流動方向相反,B、D兩項正確。答案:C2.下列說法不正確的是()A.根據(jù)一次能源和二次能源的劃分,氫氣為二次能源B.電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源C.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置D.水力發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程解析:氫氣不能從自然界中直接獲得,是二次能源。電能也是二次能源,且使用方便,污染最小,A、B兩項正確。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,C項正確。水力發(fā)電是把勢能轉(zhuǎn)化為電能,不是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D項錯誤。答案:D3.關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A.任何化學(xué)反應(yīng),均可以設(shè)計成原電池B.原電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置C.原電池的兩極必須都是金屬D.原電池都可以提供持續(xù)穩(wěn)定的電流,應(yīng)用十分廣泛解析:原電池的基礎(chǔ)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng);原電池的正極可以用石墨棒;原電池不能提供持續(xù)穩(wěn)定的電流,因此應(yīng)用受到限制。答案:B4.如圖所示的8個裝置屬于原電池的是()A.①④⑤ B.②③⑥ C.④⑥⑦ D.⑥⑦⑧解析:構(gòu)成原電池要有四個基本條件:a.電解質(zhì)溶液;b.兩個電極,其中一個相對較活潑,另一個相對較不活潑,兩個電極直接或間接地連接在一起,并插入電解質(zhì)溶液中;c.能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng);d.形成閉合電路。綜上可知C項符合題意。答案:C5.某原電池反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+Fe2++H2↑,則下列說法正確的是()A.硝酸可能為電解質(zhì)溶液B.鋅可能為原電池正極C.鐵的質(zhì)量不變D.銅可能為原電池正極解析:由原電池反應(yīng)的離子方程式知,電池的負(fù)極為鐵,則正極應(yīng)是比鐵不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬;在反應(yīng)中負(fù)極不斷被消耗,由于反應(yīng)中放出了氫氣并生成了Fe2+,故知電解質(zhì)溶液不是硝酸。由以上分析可知正確選項為D。答案:D6.如圖所示裝置中,可觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細(xì)。下表所列M、N、P物質(zhì)中,可以組合成該裝置的是()選項MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液解析:M棒變粗,N棒變細(xì),說明N棒是負(fù)極,相對M棒金屬活動性更強。M棒變粗說明M棒上有金屬析出。答案:C7.如圖為某興趣小組制作的番茄電池,下列說法正確的是()A.電子由鋅通過導(dǎo)線流向銅B.該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)D.銅電極上無氣泡產(chǎn)生解析:因為番茄中含有酸(即H+),可組成原電池。依據(jù)原電池的基本知識,其中Zn作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng);Cu作正極,發(fā)生還原反應(yīng);電子由負(fù)極(Zn)通過導(dǎo)線流向正極(Cu)。答案:A8.利用生活中或?qū)嶒炇抑谐Ｓ玫奈锲?根據(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?(1)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:(如右圖所示)(4)原電池設(shè)計及注意的問題。①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,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為。

②如果將裝置中的耳機改為電流計,則鐵釘應(yīng)該接電流計的極,電極反應(yīng)式是;另一極應(yīng)該接電流計的極,電極發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。

解析:由實驗原理:Fe+2H+Fe2++H2↑,可知組成該原電池的負(fù)極應(yīng)為Fe,正極可選用活動性比Fe弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬。答案:(2)鐵釘或鐵條銅釘(其他的惰性電極如鉛筆芯、石墨等)燒杯、導(dǎo)線(4)①電能②負(fù)Fe-2e-Fe2+正還原9.(1)原電池原理的應(yīng)用之一是可以設(shè)計原電池裝置。請利用反應(yīng)Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+設(shè)計一個原電池,在方框內(nèi)畫出原電池的裝置圖,標(biāo)出正、負(fù)極,并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng):;

負(fù)極反應(yīng):。

若外電路中轉(zhuǎn)移的電子為mol,則溶解銅的質(zhì)量是。

(2)實驗室在用鋅與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣時,可向反應(yīng)液中滴加少量硫酸銅溶液,其作用是,這體現(xiàn)了原電池原理的另一個應(yīng)用。

解析:(1)分析Fe3+與Cu的反應(yīng)中的氧化劑、還原劑,然后依據(jù)原電池原理,設(shè)計原電池裝置。依據(jù)反應(yīng)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,Cu失電子,應(yīng)為原電池的負(fù)極,正極選用石墨棒或鉑絲等,電解質(zhì)溶液選用FeCl3溶液;由轉(zhuǎn)移2mol電子時溶解64g銅,可計算出轉(zhuǎn)移mol電子時溶解銅的質(zhì)量為48g。答案:(1)2Fe3++2e-2Fe2+Cu-2e-Cu2+48g(2)形成Zn-Cu原電池,增大化學(xué)反應(yīng)的速率能力提升1.如圖是某課外活動小組設(shè)計的用化學(xué)電源使耳機發(fā)聲的裝置。下列說法錯誤的是()A.銅片表面有氣泡生成B.裝置中存在化學(xué)能→電能→聲能的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系C.如果將銅片換成鐵片,電路中的電流方向?qū)⒏淖僁.如果將鋅片換成鐵片,耳機還能發(fā)聲解析:鋅為負(fù)極,銅片上的反應(yīng)為2H++2e-H2↑,A項正確;耳機中存在著電能轉(zhuǎn)化為聲能的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,B項正確;銅片換為鐵片后,鋅片仍為負(fù)極,電流方向不變,C項錯誤;鋅片換為鐵片后,鐵片也可作為原電池的負(fù)極,D項正確。答案:C2.如圖,在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,下列關(guān)于該裝置的說法正確的是()A.外電路的電流方向為X→外電路→YB.若兩電極分別為Fe和石墨棒,則X為石墨棒,Y為Fe極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D.若兩電極材料都是金屬,則它們的活動性順序為X>Y解析:外電路的電子流向與電流方向相反,A項錯誤;由電子流向可知,X極為負(fù)極,Y極為正極,則X應(yīng)為Fe,Y為石墨棒,B項錯誤;X極發(fā)生氧化反應(yīng),Y極發(fā)生還原反應(yīng),C項錯誤;X極的金屬應(yīng)比Y極的金屬活潑,D項正確。答案:D3.導(dǎo)學(xué)號52090054一種新型環(huán)保電池是采用低毒的鋁合金(丟棄的易拉罐)、家庭常用的漂白水、食鹽、氫氧化鈉(化學(xué)藥品店常見試劑)等原料制作的。電池的總反應(yīng)方程式為2Al+3ClO-+2OH-3Cl-+2Al+H2O。下列說法不正確的是()A.該電池的優(yōu)點是電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換B.該電池發(fā)生氧化反應(yīng)的是金屬鋁C.電極的正極反應(yīng)式為3ClO-+3H2O+6e-3Cl-+6OH-D.當(dāng)有molAl完全溶解時,流經(jīng)電解液的電子個數(shù)為×1023解析:該電池所用材料都是生活中常見的,電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換,A項正確;金屬鋁是原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),B項正確;在正極上,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為3ClO-+3H2O+6e-3Cl-+6OH-,C項正確;電子只能流經(jīng)導(dǎo)線,不能流經(jīng)電解液,D項錯誤。答案:D4.導(dǎo)學(xué)號52090055如右圖所示,燒杯中盛的是水,鐵圈和銀圈直接相連,在接頭處用一根絕緣細(xì)絲吊住,并使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液,反應(yīng)一段時間后,觀察到的現(xiàn)象是()A.兩圈仍保持平衡B.有氣泡產(chǎn)生,兩圈搖擺不定C.鐵圈向下傾斜D.銀圈向下傾斜解析:根據(jù)形成原電池的條件。滴入的CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液,鐵圈和銀圈直接相連則是不同的導(dǎo)體連接成了閉合回路。首先鐵圈可以與CuSO4發(fā)生氧化還原反應(yīng):Fe+CuSO4FeSO4+Cu;其次是鐵圈和銀圈直接相連,電子可以順利傳遞。所以,可以構(gòu)成原電池,其電極反應(yīng)式為:負(fù)極:Fe-2e-Fe2+正極:Cu2++2e-Cu鐵溶解,鐵圈質(zhì)量減小;生成的Cu沉積在銀圈上,銀圈質(zhì)量增大。答案:D5.如圖所示,兩電極一為石墨棒,一為鐵片,若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),且a極上有大量氣泡生成,則以下敘述正確的是()為負(fù)極,是鐵片,燒杯中的溶液為稀硫酸為負(fù)極,是鐵片,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液為正極,是石墨棒,燒杯中的溶液為稀硫酸為正極,是石墨棒,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液解析:由題給信息“電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)”,可確定該裝置構(gòu)成了原電池。又因“a極上有大量氣泡生成”,可知:a為正極(石墨棒),則b為負(fù)極(鐵片),即可確定燒杯中的溶液是稀硫酸。答案:C6.根據(jù)反應(yīng):2Ag++CuCu2++2Ag,設(shè)計如圖所示原電池,下列說法錯誤的是()可以是銀或石墨是硫酸銅溶液C.電子從銅電極經(jīng)外電路流向X電極極上的電極反應(yīng)式為Ag++e-Ag解析:由電池反應(yīng)2Ag++Cu2Ag+Cu2+可知,銅作負(fù)極,電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+;X為正極,可以是比銅不活潑的銀或?qū)щ姷氖?電極反應(yīng)為Ag++e-Ag;電解質(zhì)溶液中需含有Ag+,故B說法錯誤。答案:B7.將純鋅片和純銅片按下圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間,回答下列問題:(1)下列說法中正確的是(填序號)。

A.甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置B.乙中銅片上沒有明顯變化C.甲中銅片質(zhì)量減小、乙中鋅片質(zhì)量減小D.兩燒杯中H+的濃度均減小(2)在相同時間內(nèi),兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速率:甲乙(填“>”“<”或“=”)。

(3)當(dāng)甲中產(chǎn)生L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時,理論上通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為。

(4)當(dāng)乙中產(chǎn)生L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時,將鋅、銅片取出,再將燒杯中的溶液稀釋至1L,測得溶液中c(H+)=mol·L-1。試確定原稀硫酸中c(H2SO4)=。

解析:(1)甲符合原電池構(gòu)成條件,所以屬于原電池,乙不能構(gòu)成閉合回路,所以不能構(gòu)成原電池,故A項錯誤;乙不能構(gòu)成原電池,氫離子在鋅片上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以乙中銅片上沒有明顯變化,故B項正確;甲中銅片作正極,正極上氫離子得電子生成氫氣,所以銅片質(zhì)量不變,乙中鋅片和氫離子發(fā)生置換反應(yīng),所以質(zhì)量減小,故C項錯誤;兩燒杯中鋅和氫離子發(fā)生置換反應(yīng)導(dǎo)致溶液中氫離子濃度減小,故D項正確。(2)甲能構(gòu)成原電池,乙不能構(gòu)成原電池,作原電池負(fù)極的金屬加速被腐蝕,所以在相同時間內(nèi),兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速率:甲>乙。(3)甲中,銅電極上氫離子得電子生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,根據(jù)電極反應(yīng)式知,通過電子的物質(zhì)的量=×2=mol,通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為或×1022。(4)當(dāng)乙中產(chǎn)生L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即mol氫氣氣體時,根據(jù)2H+~H2↑,則消耗的氫離子物質(zhì)的量是mol,剩余的氫離子是mol,所以氫離子的物質(zhì)的量是mol,硫酸的物質(zhì)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、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序,兩人均用鎂片和鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入6mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同學(xué)將電極放入6mol·L-1的NaOH溶液中,如圖所示。(1)寫出甲中正極的電極反應(yīng)式:。

(2)乙中負(fù)極為,總反應(yīng)的離子方程式:

。

(3)若甲與乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬,則負(fù)極材料的金屬應(yīng)比正極材料的金屬活潑”,則甲會判斷出金屬活動性更強,而乙會判斷出金屬活動性更強。(填寫元素符號)

(4)由此實驗得出的下列結(jié)論中,正確的有。

A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序時應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)B.鎂