第二節化學能與電能第1課時化學能轉化為電能課時訓練8化學能轉化為電能基礎夯實1.對于原電池的電極名稱敘述有錯誤的是()A.發生氧化反應的為負極B.正極為電子流入的一極C.比較不活潑的金屬為負極D.電流的方向由正極到負極解析:原電池中相對活潑的金屬為負極,不活潑的為正極,C項錯誤;負極發生氧化反應,正極發生還原反應,A項正確;原電池工作時,外電路中電子由負極流出,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.根據一次能源和二次能源的劃分,氫氣為二次能源B.電能是現代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源C.原電池是將化學能轉化為電能的一種裝置D.水力發電是將化學能轉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。原電池是將化學能轉化為電能的裝置,C項正確。水力發電是把勢能轉化為電能,不是化學能轉化為電能,D項錯誤。答案:D3.關于原電池的敘述中正確的是()A.任何化學反應,均可以設計成原電池B.原電池是把化學能直接轉化成電能的裝置C.原電池的兩極必須都是金屬D.原電池都可以提供持續穩定的電流,應用十分廣泛解析:原電池的基礎反應是氧化還原反應;原電池的正極可以用石墨棒;原電池不能提供持續穩定的電流,因此應用受到限制。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:構成原電池要有四個基本條件:a.電解質溶液;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,并插入電解質溶液中;c.能自發進行氧化還原反應;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.硝酸可能為電解質溶液B.鋅可能為原電池正極C.鐵的質量不變D.銅可能為原電池正極解析:由原電池反應的離子方程式知,電池的負極為鐵,則正極應是比鐵不活潑的金屬或能導電的非金屬;在反應中負極不斷被消耗,由于反應中放出了氫氣并生成了Fe2+,故知電解質溶液不是硝酸。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,M棒變粗,N棒變細。下表所列M、N、P物質中,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,說明N棒是負極,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.電子由鋅通過導線流向銅B.該裝置將電能轉化為化學能C.鋅電極發生還原反應D.銅電極上無氣泡產生解析:因為番茄中含有酸(即H+),可組成原電池。依據原電池的基本知識,其中Zn作負極,發生氧化反應;Cu作正極,發生還原反應;電子由負極(Zn)通過導線流向正極(Cu)。答案:A8.利用生活中或實驗室中常用的物品,根據氧化還原反應知識和電學知識,自己動手設計一個原電池。請填寫下列空白:(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出“嚓嚓嚓”聲音。其原因是:在原電池中,化學能轉化為。

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

解析:由實驗原理:Fe+2H+Fe2++H2↑,可知組成該原電池的負極應為Fe,正極可選用活動性比Fe弱的金屬或能導電的非金屬。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、導線(4)①電能②負Fe-2e-Fe2+正還原9.(1)原電池原理的應用之一是可以設計原電池裝置。請利用反應Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+設計一個原電池,在方框內畫出原電池的裝置圖,標出正、負極,并寫出電極反應式。正極反應:;

負極反應:。

若外電路中轉移的電子為mol,則溶解銅的質量是。

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

解析:(1)分析Fe3+與Cu的反應中的氧化劑、還原劑,然后依據原電池原理,設計原電池裝置。依據反應2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,Cu失電子,應為原電池的負極,正極選用石墨棒或鉑絲等,電解質溶液選用FeCl3溶液;由轉移2mol電子時溶解64g銅,可計算出轉移mol電子時溶解銅的質量為48g。答案:(1)2Fe3++2e-2Fe2+Cu-2e-Cu2+48g(2)形成Zn-Cu原電池,增大化學反應的速率能力提升1.如圖是某課外活動小組設計的用化學電源使耳機發聲的裝置。下列說法錯誤的是()A.銅片表面有氣泡生成B.裝置中存在化學能→電能→聲能的能量轉化關系C.如果將銅片換成鐵片,電路中的電流方向將改變D.如果將鋅片換成鐵片,耳機還能發聲解析:鋅為負極,銅片上的反應為2H++2e-H2↑,A項正確;耳機中存在著電能轉化為聲能的能量轉化關系,B項正確;銅片換為鐵片后,鋅片仍為負極,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極,D項正確。答案:C2.如圖,在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,下列關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極上發生的是還原反應,Y極上發生的是氧化反應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極為負極,Y極為正極,則X應為Fe,Y為石墨棒,B項錯誤;X極發生氧化反應,Y極發生還原反應,C項錯誤;X極的金屬應比Y極的金屬活潑,D項正確。答案:D3.導學號52090054一種新型環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(化學藥品店常見試劑)等原料制作的。電池的總反應方程式為2Al+3ClO-+2OH-3Cl-+2Al+H2O。下列說法不正確的是()A.該電池的優點是電極材料和電解質用完后可以更換B.該電池發生氧化反應的是金屬鋁C.電極的正極反應式為3ClO-+3H2O+6e-3Cl-+6OH-D.當有molAl完全溶解時,流經電解液的電子個數為×1023解析:該電池所用材料都是生活中常見的,電極材料和電解質用完后可以更換,A項正確;金屬鋁是原電池的負極,發生氧化反應,B項正確;在正極上,發生還原反應,電極反應式為3ClO-+3H2O+6e-3Cl-+6OH-,C項正確;電子只能流經導線,不能流經電解液,D項錯誤。答案:D4.導學號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絲吊住,并使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液,反應一段時間后,觀察到的現象是()A.兩圈仍保持平衡B.有氣泡產生,兩圈搖擺不定C.鐵圈向下傾斜D.銀圈向下傾斜解析:根據形成原電池的條件。滴入的CuSO4溶液作電解質溶液,鐵圈和銀圈直接相連則是不同的導體連接成了閉合回路。首先鐵圈可以與CuSO4發生氧化還原反應: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,可以構成原電池,其電極反應式為:負極:Fe-2e-Fe2+正極:Cu2++2e-Cu鐵溶解,鐵圈質量減小;生成的Cu沉積在銀圈上,銀圈質量增大。答案:D5.如圖所示,兩電極一為石墨棒,一為鐵片,若電流表的指針發生偏轉,且a極上有大量氣泡生成,則以下敘述正確的是()為負極,是鐵片,燒杯中的溶液為稀硫酸為負極,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“電流表的指針發生偏轉”,可確定該裝置構成了原電池。又因“a極上有大量氣泡生成”,可知:a為正極(石墨棒),則b為負極(鐵片),即可確定燒杯中的溶液是稀硫酸。答案:C6.根據反應:2Ag++CuCu2++2Ag,設計如圖所示原電池,下列說法錯誤的是()可以是銀或石墨是硫酸銅溶液C.電子從銅電極經外電路流向X電極極上的電極反應式為Ag++e-Ag解析:由電池反應2Ag++Cu2Ag+Cu2+可知,銅作負極,電極反應為Cu-2e-Cu2+;X為正極,可以是比銅不活潑的銀或導電的石墨等,電極反應為Ag++e-Ag;電解質溶液中需含有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、乙均為化學能轉變為電能的裝置B.乙中銅片上沒有明顯變化C.甲中銅片質量減小、乙中鋅片質量減小D.兩燒杯中H+的濃度均減小(2)在相同時間內,兩燒杯中產生氣泡的速率:甲乙(填“>”“<”或“=”)。

(3)當甲中產生L(標準狀況)氣體時,理論上通過導線的電子數目為。

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

(2)乙中負極為,總反應的離子方程式:

。

(3)若甲與乙同學均認為“構成原電池的電極材料如果都是金屬,則負極材料的金屬應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論中,正確的有。

A.利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的介質B.鎂