【名師一號(hào)】2020-2021學(xué)年蘇教版化學(xué)必修二雙基限時(shí)練11-化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

雙基限時(shí)練(十一)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能基礎(chǔ)強(qiáng)化1.將純鋅與純銅按下圖所示的方法插入同濃度稀鹽酸中，一段時(shí)間后，以下敘述正確的是()A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C．兩燒杯中溶液pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢解析甲中構(gòu)成了原電池，鋅作負(fù)極，失電子，銅作正極，H＋在銅上得電子，生成H2，總反應(yīng)式為Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑，原電池的構(gòu)成加快了反應(yīng)速率；乙中僅發(fā)生置換反應(yīng)：Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑，所以C項(xiàng)正確。答案C2．利用金屬A(活潑性比氫強(qiáng))和石墨棒B構(gòu)成原電池，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，關(guān)于此裝置的下列說法中正確的是()A．A為正極，B為負(fù)極B．導(dǎo)線上有電流通過，電流的方向從A→BC．反應(yīng)后，A極質(zhì)量減小D．B極上發(fā)生氧化反應(yīng)解析A為負(fù)極，B為正極，電流方向從B→A，A失去電子，A極質(zhì)量減小，在B極上氫離子得電子成為氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)。答案C3．銅板上鐵鉚釘處的電化學(xué)腐蝕原理如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()A．正極的電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－=H2↑B．此過程中還涉及反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3C．此過程中銅并不被腐蝕D．此過程中電子從Fe移向Cu解析正極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A項(xiàng)錯(cuò)；電化學(xué)腐蝕過程中生成的Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，B項(xiàng)正確；該裝置中銅為正極，被愛護(hù)起來，C項(xiàng)正確；此過程中電子從負(fù)極Fe流向正極Cu，D項(xiàng)正確。答案A4．50mL2mol·L－1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可接受的方法是()A．加入適量蒸餾水B．加入適量的氯化鈉溶液C．加入適量的6mol·L－1的鹽酸D．加入數(shù)滴氯化銅溶液解析加入蒸餾水或NaCl溶液，相當(dāng)于稀釋鹽酸，反應(yīng)速率應(yīng)減慢；加入鹽酸，生成H2的總量增加；加入CuCl2溶液，因發(fā)生反應(yīng)Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，形成Cu－Zn原電池，使反應(yīng)速率加快。答案D5．現(xiàn)有M、N、P、E4種元素的單質(zhì)，能發(fā)生以下反應(yīng)：①在水溶液中，M＋N2＋=M2＋＋N②P＋2H2O(冷)=P(OH)2＋H2↑③N、E相連浸入稀H2SO4中，電極反應(yīng)為：N－2e－=N2＋，2H＋＋2e－=H2↑。推斷它們的還原性由強(qiáng)到弱的挨次是()A．M、N、P、E B．P、M、N、EC．M、N、E、P D．E、P、M、N解析由①可知還原性：M>N；由③可知還原性：N>E；而P能與冷水直接反應(yīng)，故P的還原性最強(qiáng)，由此可得還原性：P>M>N>E。答案B6．所示裝置中，觀看到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；M棒變粗；N棒變細(xì)。由此推斷表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()選項(xiàng)MNPAZnCu稀H2SO4溶液BCuFe稀HCl溶液CAgZnAgNO3溶液DZnFeFeSO4溶液解析由題意可知，M棒為正極，N棒為負(fù)極。C中Ag(M棒)為正極，Zn(N棒)為負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為：Zn＋2Ag＋=2Ag＋Zn2＋符合題意。答案C7．將兩極質(zhì)量相同的銅棒和鋅棒，用導(dǎo)線相連接后插入CuSO4溶液中，經(jīng)過一段時(shí)間后，取出洗凈后干燥并稱重，兩棒質(zhì)量相差6.45g，導(dǎo)線中通過的電子的物質(zhì)的量為()A．0.1mol B．0.2molC．0.3mol D．0.4mol解析負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，Zn失去2mole－減重65g；正極：Cu2＋＋2e－=Cu，Cu2＋得到2mole－增重64g。兩極質(zhì)量相差：65g＋64g＝129g，現(xiàn)在兩棒質(zhì)量相差6.45g，應(yīng)轉(zhuǎn)移0.1mole－。答案A8．①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①；①③相連時(shí)，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量削減。據(jù)此推斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的挨次是()A．①③②④ B．①③④②C．③④②① D．③①②④解析①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①，說明①為負(fù)極；①③相連時(shí)，①為負(fù)極；②④相連時(shí)，②上有氣泡，說明④為負(fù)極；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量削減，說明③為負(fù)極。綜上所述可知，這四種金屬活動(dòng)性由大到小的挨次為①③④②，B項(xiàng)正確。答案B9．如圖所示。(1)在銀圈和鐵圈(用細(xì)塑料棒連接)的連接處吊著一個(gè)絕緣的細(xì)絲，使之平衡，然后當(dāng)心地從燒杯中心滴入CuSO4溶液。片刻后可觀看到的現(xiàn)象是___________________________________。(2)將(1)中細(xì)塑料棒取下，使銀圈和鐵圈接觸，連接處吊著一個(gè)絕緣的細(xì)絲，調(diào)整圈的大小，使之平衡，然后當(dāng)心地從燒杯中心滴入CuSO4溶液。片刻后可觀看到的現(xiàn)象是____________________，其緣由是_____________________________________________。解析(1)滴入CuSO4溶液，F(xiàn)e＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋，生成的Cu的質(zhì)量大于消耗的Fe的質(zhì)量，故鐵圈向下傾斜；而Ag不與CuSO4溶液反應(yīng)，其質(zhì)量不變。答案(1)鐵圈向下傾斜(2)銀圈向下傾斜銀圈和鐵圈形成原電池，銀圈做正極，鐵圈做負(fù)極質(zhì)量減輕，在銀圈上析出銅增重10．試驗(yàn)是爭辯化學(xué)的基礎(chǔ)，試回答以下問題：(1)把一塊純潔的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可觀看鋅片上有氣泡，再平行插入一塊銅片(見圖A)，可觀看到銅片________(填“有”或“沒有”)氣泡產(chǎn)生。再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(見圖B)，組成一個(gè)原電池，負(fù)極為________，正極的電極反應(yīng)式為________；(2)假如燒杯中最初裝入的是500mL2mol·L－1的稀硫酸溶液，構(gòu)成銅鋅原電池(見圖C，假設(shè)產(chǎn)生的氣體沒有損失)，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到11.2L的氫氣時(shí)，則此時(shí)燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為(溶液體積變化忽視不計(jì))c(H2SO4)＝________mol·L－1，c(ZnSO4)＝________mol·L－1。解析(1)銅金屬活動(dòng)性排在氫的后面，與稀硫酸不反應(yīng)。用鋅銅構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極，溶液中的H＋放電生成氫氣。(2)發(fā)生總反應(yīng)：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，已知生成氫氣0.5mol，消耗H2SO40.5mol，生成ZnSO40.5mol，c(H2SO4)＝eq\f(0.5L×2mol·L－1－0.5mol,0.5L)＝1mol·L－1，c(ZnSO4)＝1mol·L－1答案(1)沒有鋅2H＋＋2e－=H2↑(2)11能力提升1.市場上出售的“熱敷袋”主要成分是鐵屑、碳粉和少量氯化鈉、水等。在“熱敷袋”使用前，用塑料袋使之與空氣隔絕；使用時(shí)打開塑料袋輕輕揉搓，就會(huì)放出熱量；使用完后，會(huì)發(fā)覺袋內(nèi)有很多鐵銹生成。(1)“熱敷袋”放出的熱量是利用了鐵發(fā)生了____________反應(yīng)放出熱量。(2)碳粉的作用是______________________________________。(3)氯化鈉的作用是____________________________________。(4)寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式：正極：_______________________________________________；負(fù)極：_______________________________________________。解析鐵屑、碳粉與NaCl溶液形成了原電池，鐵屑作原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳粉作電池的正極，O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)。答案(1)氧化(2)作原電池的正極(3)電解質(zhì)(4)正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－負(fù)極：2Fe－4e－=2Fe2＋2．某化學(xué)愛好小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果記錄如下：編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1Al、Mg稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Al、Mg氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試依據(jù)上表中的試驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)試驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)是否相同(填“是”或“否”)？________。(2)對(duì)試驗(yàn)3完成下列填空：①鋁為________極，電極反應(yīng)式：______________________。②石墨為________極，電極反應(yīng)式：_____________________。③電池總反應(yīng)式：_____________________________________。(3)試驗(yàn)4中鋁作負(fù)極還是正極________，理由是______________________________。寫出鋁電極的電極反應(yīng)式：__________________________________________________。(4)解釋試驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向鋁的緣由：__________________________________________________。(5)依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素：____________________________________________。解析在原電池中，相對(duì)較活潑的金屬材料作負(fù)極。在稀鹽酸中的活動(dòng)性Mg>Al、Al>Cu。由試驗(yàn)1和2可知，原電池中電流計(jì)指針是偏向正極。在試驗(yàn)3中電流計(jì)指針偏向石墨，由上述規(guī)律可知，Al是負(fù)極，石墨是正極?；瘜W(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3＋，鹽酸中的H＋得到電子被還原為H2。在NaOH溶液中活動(dòng)性Al>Mg，則Al是負(fù)極，Mg是正極。Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中被氧化，即在濃硝酸中活動(dòng)性Zn>Al，Zn是負(fù)極，Al是正極，所以在試驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向鋁。答案(1)否(2)①負(fù)2Al－6e－=2Al3＋②正6H＋＋6e－=3H2↑③2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(3)負(fù)極在NaOH溶液中，活動(dòng)性Al>MgAl－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(4)Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，Zn在濃硝酸中發(fā)生反應(yīng)被氧化，即在濃硝酸中活動(dòng)性Zn>Al,Al是原電池的正極(5)①另一個(gè)電極材料的活動(dòng)性；②電解質(zhì)溶液3．某同學(xué)在用稀硫酸與鋅反應(yīng)制取氫氣的試驗(yàn)中，發(fā)覺加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問題：(1)上述試驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有__________________。(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的緣由是____________。(3)試驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述試驗(yàn)中CuSO4溶液起相像作用的是________。(4)要加快上述試驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可實(shí)行的措施有________________________________________________________(答兩種)。(5)為了進(jìn)一步爭辯硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列試驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。①請(qǐng)完成此試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________；②反應(yīng)一段時(shí)間后，試驗(yàn)A中的金屬呈________色，試驗(yàn)E中的金屬呈________色；③該同學(xué)最終得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高，但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過肯定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要緣由：___________________________________________________。解析稀硫酸與鋅的反應(yīng)過程中加入少量硫酸銅，是利用鋅置換出銅，構(gòu)成Cu－Zn－H2SO4原電池，加快鋅的反應(yīng)速率；Ag2SO4也可以達(dá)到同樣效果。由于是CuSO4的量對(duì)氫氣生成速率的影響，所以硫酸的濃度要相同，一是所加硫酸的量相同，二是混合溶液的體積相同，所以V1～V5均為30mL，由F組數(shù)據(jù)可知，CuSO4溶液的體積加水的體積為20mL，故V6＝20mL－10mL＝10mL，V9＝20mL－2.5mL