PAGEPAGE10化學能轉化為電能一、選擇題(每小題4分，共44分，每小題只有一個正確選項)1．如圖所示進行試驗，下列說法不正確的是(B)A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可視察到有氣泡產生B．甲、乙裝置中的能量改變均為化學能轉化為電能C．裝置乙中的鋅、銅之間用導線連接電流計，可視察到電流計指針發生偏轉D．裝置乙中負極的電極反應式：Zn－2e－=Zn2＋解析：裝置甲發生反應Zn＋2H＋=H2↑＋Zn2＋，鋅片上有氣泡產生，裝置乙屬于原電池裝置，銅為正極，發生反應2H＋＋2e－=H2↑，銅片上有氣泡產生，A正確；裝置甲中沒有發生電能的轉化，B錯誤；裝置乙是一個原電池裝置，鋅、銅之間用導線連接電流計，可視察到指針偏轉，C正確；裝置乙中，Zn為負極，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，D正確。2.如圖是Zn和Cu形成的原電池，某試驗愛好小組做完試驗后，在讀書卡片上記錄如下，其中正確的是(B)①Zn為正極，Cu為負極；②H＋向負極移動；③電子是由Zn經外電路流向Cu；④Cu極上有H2產生；⑤若有1mol電子流過導線，則產生的H2為0.5mol；⑥正極的電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④解析：在該原電池中，Zn比Cu活潑，故Zn作負極，Cu作正極，電子由Zn流出經導線流向Cu；負極反應為Zn－2e－=Zn2＋，正極反應為2H＋＋2e－=H2↑，故每轉移1mol電子時，產生0.5molH2；在溶液中H＋向正極移動，SOeq\o\al(2－,4)向負極移動。故①②⑥錯誤，③④⑤正確，選B項。3.如圖所示的裝置中，M為活動性依次位于氫之前的金屬，N為石墨棒。下列關于此裝置的敘述中，不正確的是(D)A．N上有氣體放出B．M為負極，N為正極C．化學能轉變為電能的裝置D．導線中有電流通過，電流方向由M到N解析：依據題意可知，M為負極，N為正極，且N極上有H2放出，導線中電流應從N到M。4．兩電極用導線連接插入電解質溶液中(不考慮溶液中溶解的氧氣的影響)，你認為不能構成原電池的是(C)選項ABCD電極材料ZnFeCuAl電極材料CuZnAgC電解質溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4NaOH溶液解析：選項能否理由A能Zn為負極，Cu為正極，自發的氧化還原反應：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋B能Zn為負極，Fe為正極，自發的氧化還原反應：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑C不能無自發進行的氧化還原反應D能Al為負極，C為正極，自發的氧化還原反應：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑5．如圖所示的電池，下列有關說法正確的是(D)A．該電池負極反應為2Fe2＋－2e－=2Fe3＋B．當有6.02×1023個電子轉移時，Fe電極削減56gC．石墨電極上發生氧化反應D．鹽橋中K＋移向FeCl3溶液解析：該原電池中，鐵作負極，石墨作正極。負極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應為Fe－2e－=Fe2＋，A項錯誤；當有6.02×1023個電子轉移時，Fe電極削減的質量為eq\f(6.02×1023,6.02×1023mol－1)×eq\f(1,2)×56g·mol－1＝28g，B項錯誤；石墨作正極，正極上Fe3＋得電子發生還原反應，C項錯誤；鹽橋中K＋移向正極，即移向FeCl3溶液，D項正確。6．有A、B、C、D四塊金屬片，進行如下試驗：①A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4中，A極為負極；②C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4中，電流由D→導線→C；③A、C用導線相連后，同時浸入稀H2SO4中，C極產生大量氣泡；④B、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4中，D極發生氧化反應。據此推斷四種金屬的活動性依次為(B)A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A解析：金屬與稀H2SO4組成原電池，活潑金屬為負極，失去電子發生氧化反應，較不活潑的金屬為正極，H＋在其表面得到電子生成H2，外電路中電子流淌方向由負極→正極，電流方向則由正極→負極。在題述原電池中，A—B—稀H2SO4原電池，A為負極；C—D—稀H2SO4原電池，C為負極；A—C—稀H2SO4原電池，A為負極；B—D—稀H2SO4原電池，D為負極。綜上可知，金屬活動性為：A>C>D>B。7．如圖所示的裝置中，視察到電流計指針偏轉，M棒變粗，N棒變細，并測得電解質溶液的質量減小，由此推斷下表中所列M、N、P物質，其中可以成立的是(C)選項MNPAZnCu稀硫酸BCuFe稀鹽酸CAgZn硝酸銀溶液DZnFe硫酸亞鐵溶液解析：視察到電流計指針偏轉，說明該裝置是原電池；M棒變粗，N棒變細，說明M電極作正極，N電極作負極，N極材料比M極材料活潑；溶液中的金屬陽離子在正極放電析出金屬，并測得電解質溶液的質量減小，說明析出的金屬質量大于溶解的金屬質量，結合選項分析推斷。M極材料(Zn)比N極材料(Cu)活潑，A錯誤；M極上質量不增加，溶液中的氫離子放電，B錯誤；N極材料比M極材料活潑，且M極上有銀析出，由得失電子守恒可知每溶解1molZn析出2molAg，所以電解質溶液的質量減小，符合題意，C正確；M極材料(Zn)比N極材料(Fe)活潑，D錯誤。8．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相同的空心銅球和空心鐵球，調整杠桿使其在水中保持平衡，然后當心地向燒杯中心滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向推斷正確的是(試驗過程中不考慮鐵絲反應及兩邊浮力的改變)(D)A．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端高B端低B．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端低B端高C．當杠桿為絕緣體時，A端低B端高；為導體時，A端高B端低D．當杠桿為絕緣體時，A端高B端低；為導體時，A端低B端高解析：依據題意，若杠桿為絕緣體，滴入CuSO4溶液后，Cu在鐵球表面析出，鐵球質量增大，B端下沉；若杠桿為導體，滴入CuSO4溶液后，形成原電池，Cu在銅球表面析出，A端下沉。9．下列有關原電池的說法中，正確的是(B)A．鋁片和鎂片用導線連接后插入NaOH溶液中，鎂片較活潑，作負極B．鋁片和銅片用導線連接后插入濃硝酸中，銅作負極C．鍍鋅鐵和鍍錫鐵的鍍層破損后，前者較易被腐蝕D．將反應2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋設計為原電池，則可用鋅片作負極，鐵片作正極，FeCl3溶液作電解質解析：原電池工作時必需依靠于一個氧化還原反應。A項是依靠于鋁與NaOH溶液的反應，鋁是負極；B項是依靠于銅與濃硝酸的反應，銅是負極；由于活潑性Zn>Fe>Sn，故破損后鍍錫鐵易腐蝕，C項錯誤；依據電池反應，鐵失電子，設計電池時應用鐵作負極，石墨作正極，D項錯誤。10．將等質量的兩份鋅粒a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時向a中加少量CuSO4溶液，下列各圖中產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系，正確的是(A)解析：a中加入少量CuSO4溶液，發生反應：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，由于部分Zn用于置換Cu，因而產生的H2的量削減，但同時形成Cu－Zn原電池，因而反應速度加快。答案為A項。11．在理論上不能用于設計原電池的化學反應的是(A)A．Al(OH)3(s)＋NaOH(aq)=NaAlO2(aq)＋2H2O(l)ΔH<0B．CH3CH2OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH<0C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH<0D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH<0解析：只有氧化還原反應才能設計成原電池，A項不是氧化還原反應，所以不能設計成原電池。二、非選擇題(共56分)12．(10分)給你供應純鋅片、純銅片和500mL0.2mol/L的H2SO4溶液、導線、1000mL量筒。試用如圖裝置來測定鋅和稀硫酸反應時在某段時間內通過導線的電子的物質的量。(1)如圖所示，裝置氣密性良好，且1000mL量筒中已充溢了水，則起先試驗時，首先要用導線把a、b兩電極連接起來。(2)a電極材料為純鋅片，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，b電極材料為純銅片，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑。(3)當量筒中收集672mL氣體時(已折算到標準狀況下)，通過導線的電子的物質的量為0.06_mol，a極(填“a”或“b”)質量削減1.95g解析：(1)依據圖示裝置，要想求得電子轉移的量，須要設計成鋅、銅、硫酸原電池，量取金屬鋅和硫酸反應產生氫氣的體積，依據原電池的構成條件，所以首先要用導線把a、b兩電極連接起來。(2)鋅、銅、硫酸原電池中，純鋅片是負極，電極反應：Zn－2e－=Zn2＋；銅是正極，該極上電極反應為：2H＋＋2e－=H2↑。(3)正極上電極反應為：2H＋＋2e－=H2↑，當量筒中收集到672mL即標準狀況下0.03mol氫氣時，轉移電子是0.06mol，純鋅片是負極，依據電極反應：Zn－2e－=Zn2＋，當轉移電子0.06mol時，削減的鋅(a)是0.03mol，質量是0.03mol×65g/mol＝1.95g。13．(12分)有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性強弱依次，兩極均運用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6mol·L－1H2SO4溶液中，乙同學將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中正極的電極反應式：2H＋＋2e－=H2↑。(2)寫出乙池中負極的電極反應式和總反應的離子方程式。負極的電極反應式：Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，總反應的離子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)由此試驗可得到如下哪些正確結論？ad(填序號)。a．利用原電池反應推斷金屬活動性強弱依次時應留意選擇合適的介質b．鎂的金屬性不肯定比鋁的金屬性強c．該試驗說明金屬活動性強弱依次已過時，已沒有好用價值d．該試驗說明化學探討對象困難，反應受條件影響較大，因此應詳細問題詳細分析(4)上述試驗也反過來證明白“干脆利用金屬活動性強弱依次推斷原電池正、負極”的做法不行靠(填“牢靠”或“不行靠”)。解析：(1)甲池中鎂、鋁均能和稀硫酸反應生成氫氣，而鎂的活潑性比鋁強，鎂作負極，鋁作正極，氫離子在正極得電子生成氫氣，所以甲池中正極的電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑。(2)乙池中鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，Al元素化合價上升，故鋁作負極，負極的電極反應式為Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；電池總反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)原電池的負極一般是相對活潑的金屬，但當電解質溶液為NaOH溶液時，由于常溫下Mg幾乎不與NaOH溶液反應，而Al能跟NaOH溶液反應，在這種狀況下，該裝置中鋁作負極。因此，推斷原電池的正、負極時，應考慮到對應介質，誰更易與電解質溶液反應，誰就作負極，a正確；依據金屬活動性依次，鎂的金屬性比鋁的金屬性強，b錯誤；金屬活動性依次在許多方面仍有應用，c錯誤；依據a項分析可以看出，化學探討對象困難，反應受條件影響較大，因此應詳細問題詳細分析，d正確。(4)依據(3)中分析可知，推斷原電池的正、負極時，應考慮到對應介質，誰更易與電解質溶液反應誰就作負極，所以干脆利用金屬活動性依次推斷原電池中的正、負極是不行靠的。14．(10分)如圖，A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的稀硫酸。(1)A中反應的離子方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)B中Sn極的電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑。(3)C中被腐蝕的金屬是Zn，總反應的化學方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的依次為B>A>C(填序號)。解析：A中鐵與稀H2SO4反應；B中形成Sn—H2SO4—Fe原電池，其中Fe作負極，Sn作正極，負極的電極反應是Fe－2e－=Fe2＋，正極的電極反應是2H＋＋2e－=H2↑；C中形成Zn—H2SO4—Fe原電池，Zn作負極被腐蝕，總反應方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。比較A、B、C三種狀況可知：B中Fe作負極，被腐蝕得最快，C中的Fe作正極，被腐蝕得最慢。15．(12分)Ⅰ.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行試驗。裝置現象二價金屬A不斷溶解C的質量增加A上有氣體產生依據試驗現象回答下列問題：(1)裝置甲中負極的電極反應式是A－2e－=A2＋。(2)裝置乙中正極的電極反應式是Cu2＋＋2e－=Cu。(3)四種金屬活動性由強到弱的依次是D>A>B>C。Ⅱ.分別按圖所示甲、乙裝置進行試驗，圖中兩個燒杯中的溶液為相同濃度的稀硫酸，甲中A為電流表。(1)下列敘述正確的是C。A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B．甲中銅片作正極，乙中銅片作負極C．兩燒杯中溶液中的H＋濃度均減小D．產生氣泡的速率甲中的比乙中的慢(2)甲裝置中，某同學發覺不僅銅片上有氣泡產生，鋅片上也產生了氣體，緣由可能是鋅片不純，鋅與雜質構成原電池。(3)甲裝置中，若把稀硫酸換成CuSO4溶液，試寫出銅電極的電極反應式：Cu2＋＋2e－=Cu。解析：Ⅰ.(1)甲裝置中，二價金屬A不斷溶解說明A失電子發生氧化反應，則A作負極，B作正極，裝置甲中負極的電極反應式是A－2e－=A2＋。(2)乙裝置中，C的質量增加說明C電極上銅離子得電子發生還原反應，則C作正極，B作負極，裝置乙中正極的電極反應式是Cu2＋＋2e－=Cu。(3)丙裝置中，A上有氣體產生，說明A上氫離子得電子發生還原反應，則A作正極，D作負極，結合(1)(2)分析可知，四種金屬活動性強弱依次是D>A>B>C。Ⅱ.(1)銅不能與稀硫酸反應，則乙燒杯中銅片表面無氣泡生成，甲裝置中形成原電池，銅作正極，則甲燒杯中銅片表面有氣泡產生，故A錯誤；乙裝置沒有形成閉合回路，不能形成原電池，故B錯誤；兩燒杯中硫酸都參與反應，溶液中氫離子濃度均減小，故C正確；甲裝置能形成原電池，其反應速率較一般化學反應速率更大，所以甲中產生氣泡的速率比乙中快，故D錯誤。(2)在甲裝置中，某同學發覺不僅在銅片上有氣泡產生，而且在鋅片上也產生了氣體，是由于鋅片不純，在鋅片上形成原電池導致的。(3)在甲裝置中，假如把稀硫酸換成硫酸銅溶液，Cu2＋在正極上得電子產生Cu，電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu。16．(12分)視察圖A、B、C，回答下列問題：(1)把一塊干凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可視察到鋅片上有氣泡產生，再平行插入一塊銅片，可視察到銅片上沒有(填“有”或“沒有”)氣泡產生。再用導線把鋅片和銅片連接起來(見圖A)，組成一個原電池，正極的電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑