第2章化學鍵化學反應規律第2節化學反應與能量轉化第2課時化學反應與電能基礎過關練題組一原電池的構成條件1.(2022河南濮陽期中)下列各組中,不能構成原電池的是()A.Zn片、石墨、H2SO4溶液B.Cu片、Ag片、AgNO3溶液C.Fe片、Cu片、稀鹽酸D.Zn片、Cu片、蔗糖溶液2.(2022山西太原期中)同學們設計了以下水果電池,其中正確的是()A.B.C.D.3.(2022湖南百所學校期中)下面四個化學反應,你認為理論上不可用于設計原電池的是()A.Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2AgB.2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑C.Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑D.SO2+Fe2(SO4)3+2H2O2FeSO4+2H2SO44.(2023北京一○一中學高一期中)某化學研究性學習小組針對原電池的形成條件,設計了實驗方案,進行如下探究。(1)請補全有關實驗現象并回答相關問題。編號實驗裝置實驗現象1鋅棒逐漸溶解,表面有氣泡產生;銅棒表面無現象2兩鋅棒逐漸溶解,表面均有氣泡產生;電流計指針不偏轉3銅棒表面的現象是;電流計指針

①通過實驗2和3,可得出原電池的形成條件是。②通過實驗1和3,可得出原電池的形成條件是。

③若將實驗裝置3中稀硫酸換成乙醇,電流計指針不發生偏轉,從而可得出原電池的形成條件是。

(2)分別寫出實驗3中Zn棒和Cu棒上發生的電極反應。Zn棒:;

Cu棒:。

(3)實驗3反應過程中若有0.4mol電子發生轉移,則Zn電極質量減少g。

題組二原電池的工作原理5.(2023福建福州一中高一期中)某原電池裝置如圖所示,下列有關該原電池的說法中錯誤的是()A.鐵棒逐漸溶解B.鐵棒發生還原反應C.該裝置可將化學能轉化成電能D.電子從鐵棒經導線移向碳棒6.某原電池裝置的總反應為Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2。下列說法正確的是()A.電池工作時正極上發生氧化反應B.裝置工作時,溶液中的Cl-向負極移動C.可改用Fe做電極材料D.裝置工作時每轉移1mol電子,將消耗64gCu7.(2022湖南長沙一中期中)如圖所示的原電池裝置,X、Y為兩電極,電解質溶液為稀硫酸,外電路中的電子流向如圖所示,對此裝置的下列說法正確的是()A.外電路的電流方向為X→外電路→YB.若兩電極分別為Zn和石墨棒,則X為石墨棒,Y為ZnC.SO4D.X極上發生的是還原反應,Y極上發生的是氧化反應8.常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃硝酸中組成原電池(圖1),測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示,下列說法正確的是()A.0~t1時,原電池的負極是銅片B.0~t1時,正極的電極反應式是2H++2e-H2↑C.t1時刻,電流方向發生變化的原因是Al在濃硝酸中發生鈍化,鋁表面形成的氧化膜阻止了Al進一步反應D.t1時刻后,電子從鋁經過導線流向銅9.(2023福建龍巖連城二中高一下期中)某原電池裝置如圖所示,裝置中鹽橋的作用是使整個裝置形成一個閉合回路,電解質溶液足量,閉合開關,觀察到電流表指針發生偏轉,回答下列問題。(1)該原電池工作過程中,電池的負極上的電極反應為,石墨電極上發生了(填“氧化”或“還原”)反應。

(2)該原電池工作時,下列說法正確的是。

a.電子移動的方向:鐵電極石墨電極b.鹽橋中的K+會向右側燒杯移動c.FeCl2溶液的顏色會逐漸變淺d.將KCl鹽橋換成AgNO3鹽橋,該裝置不能長時間正常工作(3)當鐵電極質量減少28g時,外電路中轉移的電子數目為(設NA為阿伏加德羅常數的值)。

(4)原電池工作時能量轉化形式為,根據原電池形成條件,下列反應理論上可以設計成原電池的是(填字母)。

A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應B.KOH和HCl的反應C.Cu和AgNO3的反應D.H2和O2的反應能力提升練題組一原電池原理的應用1.(2022福建廈門一中期中)把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時,b為正極;c、d相連時,電流由d到c;a、c相連時,c上產生大量氣泡;b、d相連時,d溶解減重,則四種金屬的活動性順序由強到弱正確的是()A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>a>d>c2.(2023江西景德鎮高一期中)普通水泥在固化過程中其自由水分子減少并形成堿性溶液,根據這一特點,科學家發明了電動勢法測水泥的初凝時間,此法的原理如圖所示,反應的總方程式為2Cu+Ag2OCu2O+2Ag,下列有關說法正確的是()A.電池工作時,OH-向Ag2O/Ag極移動B.負極的電極反應為2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2OC.外電路中電流方向從Cu→Ag2O/AgD.電路中轉移2mol電子時,正極材料減少了16g3.(2022福建寧德同心順聯盟期中聯考)如圖所示裝置中觀察到電流計指針偏轉,M棒變粗,N棒變細,指針指向M,由此判斷下表中所列M、N、P物質,其中可以成立的是()MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液題組二原電池的設計4.某原電池,兩電極一個為碳棒,一個為鐵片,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()A.a為負極,是鐵片,燒杯中的溶液為稀硫酸B.b為負極,是鐵片,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C.a為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為稀硫酸D.b為正極,是碳棒,燒杯中的溶液為硫酸銅溶液5.從理論上講,任何自發的氧化還原反應都可以設計成原電池。某同學利用反應“Cu+2Ag+2Ag+Cu2+”設計了一個原電池,如圖所示,已知在外電路中,電流從a極流向b極。請回答下列問題:(1)b極是電池的極,材料是,寫出該電極的電極反應式:。

(2)a可以為(填字母)。

A.銅B.銀C.鐵D.石墨(3)c是(填字母)。

A.CuSO4溶液B.AgNO3溶液C.酒精溶液(4)若該反應過程中有0.2mol電子發生轉移,則生成的Ag為g。6.(2022浙江杭州“六縣九?！甭撁似谥新摽?某興趣小組在“簡易電池的設計與制作”的實驗探究中,記錄如下:序號電極電極間距(cm)水果種類電流表示數(μA)①Cu和Al2.0西紅柿78.5②Cu和Fea西紅柿70.3③Al和Al2.0西紅柿0④Cu和Al2.0檸檬45.7⑤Cu和Al1.0檸檬98.4⑥石墨棒和Al1.0檸檬104.5(1)設計實驗①④的目的是。(2)a為。

(3)對比實驗①②③得出的結論是。(4)如將實驗①中的西紅柿換成硫酸銅溶液,進行實驗,電流表示數不為零,Cu片上發生的電極反應為。

7.(2022河南名校聯盟期中)化學電源廣泛地應用于現代社會的生產和生活。請回答下列問題:(1)原電池是一種化學能轉化為電能的裝置,所以原電池的設計原理與某一類化學反應有關。你認為下列化學反應,可以設計成原電池的是(填字母)。

A.CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2OB.Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+C.4Fe+3O2+2H2O2Fe2O3·H2OD.Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(2)化學反應均涉及能量變化,為探究這些能量變化,某同學設計了如圖兩個實驗,已知兩個實驗除是否有導線連接兩個金屬棒外,其余均相同。①該同學設計這兩個實驗的目的是。②下列有關實驗現象的說法正確的是(填字母)。

A.圖1、圖2所示實驗的溫度傳感器測定的體系溫度均上升,且圖1實驗上升值大于圖2實驗上升值B.圖1、圖2所示實驗的溫度傳感器測定的體系溫度均上升,且上升值相同C.圖1所示實驗的溫度傳感器測定的體系溫度上升,圖2所示實驗的溫度傳感器測定的體系溫度下降D.圖1所示實驗的鋅棒表面有氣泡產生,圖2所示實驗的銅棒表面有氣泡產生,且產生氣泡的速率大于圖1所示實驗(3)若將用導線相連,總質量為80.00g的鋅片和銀片同時浸入稀硫酸中,工作一段時間后,取出金屬片,進行洗滌、干燥、稱量,得金屬片的總質量為63.75g。則裝置工作時鋅片上的電極反應式為,工作時間內裝置所產生氫氣的體積為mL(標準狀況)。

答案與分層梯度式解析第2章化學鍵化學反應規律第2節化學反應與能量轉化第2課時化學反應與電能基礎過關練1.D2.C3.C5.B6.B7.C8.C1.DA項,鋅為負極,石墨為正極,H2SO4溶液為電解質溶液,Zn和H2SO4自發發生氧化還原反應,可形成原電池;B項,銅為負極,銀為正極,AgNO3溶液為電解質溶液,Cu和AgNO3自發發生氧化還原反應,可形成原電池;C項,鐵為負極,銅為正極,稀鹽酸為電解質溶液,Fe和HCl自發發生氧化還原反應,可形成原電池;D項,蔗糖不是電解質,其溶液不導電,不能形成閉合回路,不能形成原電池;故選D。方法點撥一般情況下,構成原電池需要兩個活潑性不同的電極、電解質溶液、構成閉合回路、能自發進行的氧化還原反應。2.CA項、B項中兩電極活潑性相同,不能構成原電池;D項,不能形成閉合回路,不能構成原電池;C項,滿足構成原電池的條件,能構成原電池;故選C。3.C原電池的反應均是氧化還原反應,Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑不是氧化還原反應,不可用于設計原電池,故選C。4.答案(1)有氣泡產生偏轉①有活潑性不同的兩個電極②形成閉合回路③有電解質溶液(2)Zn-2e-Zn2+2H++2e-H2↑(3)13解析(1)實驗1和實驗2均沒有構成原電池,實驗3中構成原電池,鋅是負極,失電子,鋅棒逐漸溶解,銅是正極,溶液中的氫離子得電子,產生氫氣,銅棒表面的現象是有氣泡產生,且電流計指針發生偏轉。①實驗2和3相比,可得出原電池的形成條件是有活潑性不同的兩個電極;②實驗1和3相比實驗3中構成閉合回路,可得出原電池的形成條件是形成閉合回路;③若將實驗3裝置中稀硫酸換成乙醇,電流計指針將不發生偏轉,由乙醇不是電解質,硫酸是電解質,可得出原電池形成的條件是有電解質溶液。(2)鋅是負極,發生失去電子的氧化反應,電極反應為Zn-2e-Zn2+;銅是正極,溶液中的氫離子放電,電極反應為2H++2e-H2↑。(3)實驗3中鋅是負極,銅是正極,反應過程中若有0.4mol電子發生轉移,根據Zn-2e-Zn2+可知消耗0.2mol鋅,Zn電極質量減輕0.2mol×65g/mol=13g。5.B由題圖知,Fe作負極,發生氧化反應,逐漸溶解,A正確、B錯誤;原電池將化學能轉化為電能,故C正確;原電池中電子從負極沿外電路移向正極,即從鐵棒經導線移向碳棒,故D正確。6.B電池工作時正極發生還原反應,A項錯誤;裝置工作時,陰離子向負極移動,B項正確;若Fe做電極材料,負極發生反應為Fe-2e-Fe2+,C項錯誤;由總反應可推知負極的電極反應式為Cu-2e-Cu2+,轉移1mol電子,消耗0.5molCu,其質量為32g,D項錯誤。7.C根據電子的流向可知X是負極,Y是正極,電流的方向是正極→負極,即Y→外電路→X,故A錯誤;若兩電極分別為Zn和石墨棒,由于活潑性Zn>C,則X為Zn,Y是石墨棒,故B錯誤;陰離子向負極移動,所以SO42-移向X電極,Y電極即正極上發生的電極反應為2H++2e-H2↑,故C正確;X極失去電子,發生氧化反應,Y極上H+得到電子,發生的是還原反應,故8.C0~t1時,Al為負極,被氧化生成氧化鋁,Cu為正極,硝酸根離子得電子生成二氧化氮;隨著時間推移,鋁表面的氧化膜阻礙反應進行,t1后,銅為負極,Al為正極。0~t1時,銅為正極,鋁為負極,A錯誤;0~t1時,正極的電極反應式為2H++NO3-+e-NO2↑+H2O,B錯誤;隨著時間推移,鋁表面形成的氧化膜阻止了Al進一步反應,因此t1時刻電流方向發生了變化,C正確;t1時刻后,銅為負極,電子從銅經導線流向鋁,D9.答案(1)Fe-2e-Fe2+還原(2)bd(3)NA(4)化學能轉化為電能CD解析(1)由裝置圖可知,該電池總反應為Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe是負極,電極反應為Fe-2e-Fe2+;石墨是正極,石墨電極上Fe3+得電子生成Fe2+,發生了還原反應。(2)鐵是負極、石墨是正極,電子移動的方向:鐵電極石墨電極,電子不能進入電解質溶液,故a錯誤;陽離子向正極移動,所以鹽橋中的K+會向右側燒杯移動,故b正確;負極發生反應Fe-2e-Fe2+,FeCl2溶液的濃度增大,顏色會逐漸加深,故c錯誤;將KCl鹽橋換成AgNO3鹽橋,Ag+能和電解質溶液中Cl-發生反應生成AgCl沉淀,堵塞鹽橋,導致裝置不能長時間正常工作,故d正確。(3)負極發生反應Fe-2e-Fe2+,當鐵電極質量減少28g時,外電路中轉移的電子物質的量為28g56g/mol×2=1mol,數目為NA。(4)原電池工作時化學能轉化為電能。原電池中發生的是自發的氧化還原反應。A項,Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應不是氧化還原反應,不能設計成原電池;B項,KOH和HCl的反應不是氧化還原反應,不能設計成原電池;C項,Cu和AgNO3反應生成硝酸銅和銀,屬于氧化還原反應,有電子轉移,能設計成原電池;D項,H2和O2反應生成水,屬于氧化還原反應,有電子轉移,能設計成原電池;故選能力提升練1.B2.BD3.C4.C1.B本題考查原電池原理的應用,根據原電池的工作原理可知:一般活動性強的金屬為負極,活動性弱的金屬為正極a、b相連時,b為正極,金屬活動性:a>b電流從正極由外電路流向負極c、d相連時,電流由d到c,金屬活動性:c>d稀硫酸做電解質溶液時,一般正極發生反應:2H++2e-H2↑a、c相連時,c上產生大量氣泡,說明c為正極,a為負極,金屬活動性:a>c兩塊金屬片浸入稀硫酸中,活潑性強的金屬失去電子,做負極b、d相連時,d溶解減重,則d為負極,金屬活動性:d>b由以上分析可知,四種金屬的活動性由強到弱的順序為a>c>d>b,故選B。2.BD根據總反應方程式可知,電池工作時Cu被氧化,為負極,Ag2O/Ag電極為正極,陰離子向負極移動,陽離子向正極移動,故A錯誤;負極發生氧化反應,電極反應為2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O,故B正確;外電路中電流從正極流向負極,即從Ag2O/Ag→Cu,故C錯誤;正極電極反應為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,轉移2mol電子時,電極材料相當于減少1molO,質量為16g,故D正確。3.C電流計指針偏轉,M棒變粗,N棒變細,說明M、N與P構成了原電池,N棒變細,做原電池的負極,M棒變粗,說明溶液中的金屬陽離子在M極上得到電子,生成金屬單質,M做原電池的正極。A項,如果是鋅、銅、稀硫酸構成原電池,Zn做負極,M極變細;B項,如果是鐵、銅、稀鹽酸構成原電池,鐵是負極,銅棒M上生成氫氣,不會變粗;C項,如果是銀、鋅、硝酸銀溶液構成原電池,鋅是負極,N棒變細,析出的銀附在正極銀上,M棒變粗;D項,如果是鋅、鐵、硝酸鐵溶液構成原電池,Zn做負極,M極變細;故選C。4.Ca極上有大量氣泡生成,說明a是正極,應該是碳棒,負極b是鐵片,燒杯中的溶液可以為稀硫酸,不可以為硫酸銅溶液,否則正極上會析出金屬銅,A、B、D錯誤,C正確。5.答案(1)負CuCu-2e-Cu2+(2)BD(3)B(4)21.6解析由題干信息可知,原電池中,電流從a極流向b極,則a為正極,得到電子,發生還原反應,b為負極,失去電子,發生氧化反應。(1)根據上述分析知,b是電池的負極,失去電子,反應Cu+2Ag+2Ag+Cu2+中Cu失去電子,故Cu做負極,發生的電極反應為Cu-2e-Cu2+。(2)a是電池的正極,電極材料可以是比銅不活潑的Ag,也可以是石墨。(3)電解質溶液c是含有Ag+的溶液。(4)轉移0.2mol電子生成Ag的質量為108g/mol×0.2mol=21.6g。6.答案(1)探究水果種類對電池效果的影響(2)2.0(3)其他條件相同時,電極材料活潑性差別越大,電池效果越好(4)Cu2++2e-Cu解析(1)實驗①④,除了水果種類不同,其他條件都相同,目的是探究水果種類對電池效果的影響。(2)實驗①②電極材料有區別,應是探究電極材料對電池效果的影響,要控制變量,保證其他條件相同,所以a=2.0。(3)實驗①②③中電極材料有區別,其他條件相同,探究的是電極材料對電池效果的影響,金屬活動性順序:Al>Fe>Cu,根據電流表示數可知,其他條件相同時,電極材料活潑性差別越大,電池效果越好。(4)鋁比