專題6 第3單元 第1課時　化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 同步練習(xí)- 蘇教版（2020）版高一化學(xué)必修第二冊

專題6第3單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能題組一原電池的形成條件1.“儲存”在物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能可通過原電池轉(zhuǎn)化為電能,如圖所示是某同學(xué)設(shè)計的幾種裝置,其中能構(gòu)成原電池的是 ()A.③⑤⑦ B.③④⑤ C.④⑤⑦ D.②⑤⑥2.(2021山東濟(jì)南高一下月考)常溫下,某同學(xué)按照以下4個實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計原電池,其中正確的是 ()選項(xiàng)正極負(fù)極電解質(zhì)溶液ACuAl濃HNO3BCuAlNaOH溶液CMgAl稀鹽酸DAlMgNaOH溶液3.某原電池工作時總的反應(yīng)為Zn+Cu2+Zn2++Cu,該原電池的組成可能是 ()選項(xiàng)正極負(fù)極電解質(zhì)溶液AZnCuCuCl2溶液BCuZn稀H2SO4CCuZnCuSO4溶液DFeZnZnSO4溶液題組二原電池的工作原理4.將純鋅片和純銅片用導(dǎo)線連接置于同一稀H2SO4中,下列敘述中正確的是 ()A.Zn片上有大量氣泡產(chǎn)生B.負(fù)極附近c(diǎn)(SO42C.正、負(fù)極附近c(diǎn)(SO42D.電子經(jīng)電解質(zhì)溶液由正極流向負(fù)極5.下列有關(guān)如圖所示原電池裝置的敘述中,正確的是 ()A.銅片是正極,電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.銅片質(zhì)量逐漸增加C.電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D.銅片上的電極反應(yīng)式為Cu2+-2e-Cu6.(2021浙江溫州瑞安中學(xué)高一開學(xué)考試)如圖所示的原電池裝置,X、Y為兩電極,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,外電路中的電子流向已給出,對此裝置的下列說法正確的是 ()A.電子流向?yàn)閄→外電路→Y→溶液→XB.若兩電極分別為Zn和石墨棒,則X為石墨棒,Y為ZnC.SO42-移向X電極D.X電極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y電極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)7.某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計如圖裝置。下列敘述不正確的是 ()A.a和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出B.a和b用導(dǎo)線連接時,銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液均從藍(lán)色直接變成黃色D.a和b用導(dǎo)線連接后,Fe片上發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的Cu2+向銅電極移動題組三原電池原理的應(yīng)用8.在鋼鐵腐蝕過程中,可能發(fā)生的是 ()①Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+②O2被還原③產(chǎn)生H2④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O⑤雜質(zhì)碳被氧化A.①② B.②③④C.①②③④ D.①②③④⑤9.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線分別兩兩相連組成原電池。若a、b相連時,a為負(fù)極;c、d相連時,外電路的電流由d到c;a、c相連時,c極上產(chǎn)生大量氣泡;b、d相連時,d極逐漸溶解。則四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?()A.a>b>c>d B.a>c>d>bC.c>a>d>b D.b>d>c>a10.能實(shí)現(xiàn)2Fe3++Fe3Fe2+反應(yīng)的原電池是 ()A.正極為Cu,負(fù)極為Fe,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液B.正極為C,負(fù)極為Fe,電解質(zhì)溶液為FeSO4溶液C.正極為Fe,負(fù)極為Zn,電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液D.正極為Ag,負(fù)極為Cu,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液11.如圖所示,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12.如圖所示,液面上浮著一個空心球(球材質(zhì)為鐵碳合金)。數(shù)天后可觀察到的現(xiàn)象是 ()①鐵球表面出現(xiàn)紅棕色銹斑②鐵球表面出現(xiàn)黑色銹斑③量筒內(nèi)水位下降④量筒內(nèi)水位上升A.①③ B.①④ C.②③ D.③④13.有W、X、Y、Z四種金屬,按下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說法不正確的是 ()裝置現(xiàn)象W不斷溶解Y的質(zhì)量增加W上有氣體產(chǎn)生A.裝置甲中W作原電池負(fù)極B.裝置乙中Y電極上的反應(yīng)式為Cu2++2e-CuC.裝置丙中溶液的c(H+)不變D.四種金屬的活動性強(qiáng)弱順序?yàn)閆>W>X>Y14.(2021四川雅安中學(xué)高一開學(xué)考試)理論上講,任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。請利用反應(yīng)Cu+2Ag+2Ag+Cu2+設(shè)計一個原電池(正極材料用石墨棒)。回答下列問題:(1)該電池的負(fù)極材料是,發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電解質(zhì)溶液可以是。

(2)正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是。

(3)若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移1mol電子,則生成銀g。

15.分別按圖甲、乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),兩個燒杯里均為同濃度的稀硫酸,甲中為電流表。請回答下列問題:(1)下列敘述正確的是(填字母)。

A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片作正極,乙中銅片作負(fù)極C.兩燒杯溶液中的H+濃度均減小D.甲產(chǎn)生氣泡的速率比乙慢(2)甲裝置中的能量轉(zhuǎn)化形式:能轉(zhuǎn)化為能,乙裝置中的能量轉(zhuǎn)化形式:能轉(zhuǎn)化為能。

(3)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)甲裝置中不僅銅片上有氣泡產(chǎn)生,鋅片上也產(chǎn)生了氣泡,原因可能是。

(4)在甲裝置中,若把稀硫酸換成CuSO4溶液,試寫出銅電極的電極反應(yīng)式:。

16.(2021湖南長沙雅禮中學(xué)高一下月考)某化學(xué)興趣小組的幾位同學(xué)在探究原電池原理的應(yīng)用時,做了如下實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)前,甲同學(xué)認(rèn)為原電池的負(fù)極總是較活潑的金屬材料,若根據(jù)他的判斷,兩個裝置中的Al都是極;實(shí)際實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)兩個裝置中的電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同,則以下的有關(guān)判斷中正確的是。

A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序時應(yīng)注意選擇合適的電解質(zhì)溶液B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)C.該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動性順序已過時,已沒有實(shí)用價值D.該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對象復(fù)雜,反應(yīng)受條件影響較大,故應(yīng)具體問題具體分析(2)乙同學(xué)利用打磨過的銅片和鋁片設(shè)計了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置,并測量和繪制了原電池的電流(I)隨時間(t)的變化曲線(極短時間電流方向反轉(zhuǎn)),則圖中t1時刻之后,負(fù)極材料是。

參考答案與解析1.A①該裝置不能構(gòu)成閉合回路,所以不能形成原電池,錯誤;②該裝置中電極材料相同,所以不能形成原電池,錯誤;③該裝置形成閉合回路,且兩極為不同金屬,能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,正確;④Cu和Ag的活動性都在H后邊,故不能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),錯誤;⑤該裝置形成閉合回路,且兩極為不同金屬,能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng),正確;⑥酒精不是電解質(zhì),不能形成閉合回路,錯誤;⑦該裝置中Cu失電子作負(fù)極,石墨作正極,鐵離子得電子在正極反應(yīng),符合原電池的構(gòu)成條件,所以能形成原電池,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,正確。2.B常溫下,濃硝酸使鋁鈍化,銅與濃硝酸反應(yīng),因此金屬銅為負(fù)極,鋁為正極,A錯誤;鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而銅不反應(yīng),所以鋁作負(fù)極,銅作正極,B正確;鎂的活潑性強(qiáng)于鋁,鎂與鹽酸反應(yīng),金屬鎂為原電池的負(fù)極,金屬鋁為正極,C錯誤;鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng),所以鋁失電子、作負(fù)極,鎂作正極,D錯誤。3.C根據(jù)電池總反應(yīng)知,Zn失電子化合價升高作負(fù)極,不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O,銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),則可溶性銅鹽溶液作電解質(zhì)溶液,只有C項(xiàng)Zn作負(fù)極,Cu作正極,硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液,可以實(shí)現(xiàn)該原電池反應(yīng),所以C正確。4.BZn比Cu活潑,Zn作負(fù)極,Cu作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng):2H++2e-H2↑,銅片上產(chǎn)生氣泡,A項(xiàng)錯誤;原電池工作時硫酸根離子移向負(fù)極,H+移向正極,所以負(fù)極附近硫酸根離子濃度增大,B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯誤;電子在外電路定向移動,離子在內(nèi)電路定向移動,D項(xiàng)錯誤。5.B銅的金屬性比鋅弱,所以銅片是正極,電極上發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯誤;在正極,Cu2+得電子生成Cu附著在銅電極表面,所以銅片質(zhì)量逐漸增加,B項(xiàng)正確;電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極,即從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片,C項(xiàng)錯誤;在銅片上,溶液中的Cu2+得電子生成Cu,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,D項(xiàng)錯誤。6.C根據(jù)外電路電子的流向可知X是負(fù)極,Y是正極。溶液中沒有電子通過,A錯誤;若兩電極分別為Zn和石墨棒,Zn失電子,則X為Zn,Y是石墨棒,B錯誤;陰離子向負(fù)極移動,則SO42-移向X電極,Y電極上有氫氣產(chǎn)生,C正確;X電極是負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),Y電極是正極,獲得電子,發(fā)生的是還原反應(yīng)7.Ca和b不連接時,鐵片和銅離子發(fā)生置換反應(yīng),因此鐵片上會有金屬銅析出,A正確;a和b用導(dǎo)線連接時,鐵作負(fù)極,銅作正極,因此銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-Cu,B正確;無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液中銅離子都會減少,鐵失去電子形成亞鐵離子,溶液顏色變淺,C錯誤;a和b用導(dǎo)線連接后,Fe為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),銅為正極,溶液中的Cu2+向正極(即銅電極)移動,D正確。8.C在鋼鐵腐蝕過程中,負(fù)極發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,正極O2或H+得電子,Fe2+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3失水形成鐵銹。9.Ba、b相連時,a為負(fù)極,活潑金屬作負(fù)極,所以金屬活動性a>b;c、a相連時,c極上產(chǎn)生大量氣泡,c極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng),所以a極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),故金屬活動性a>c;c、d相連時,電流由d經(jīng)導(dǎo)線流向c,電流由正極流向負(fù)極,所以c作負(fù)極、d作正極,金屬活動性c>d;b、d相連時,d極逐漸溶解,即b是正極,d是負(fù)極,金屬活動性d>b。所以a、b、c、d4塊金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閍>c>d>b,答案為B。10.A根據(jù)原電池總反應(yīng)的離子方程式2Fe3++Fe3Fe2+知,Fe作負(fù)極,比Fe活潑性弱的金屬或可導(dǎo)電的非金屬作正極,Fe3+得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽溶液,A項(xiàng)正確;鐵作負(fù)極,碳作正極,電解質(zhì)溶液為FeSO4溶液,不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能構(gòu)成原電池,B項(xiàng)錯誤;Zn作負(fù)極,Fe作正極,電解質(zhì)溶液為硫酸鐵溶液,不能構(gòu)成題述要求的原電池,C項(xiàng)錯誤;Cu作負(fù)極,銀作正極,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液,不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能構(gòu)成原電池,D項(xiàng)錯誤。11.D鐵圈和銀圈連接浸入水中,并滴加CuSO4溶液,該裝置構(gòu)成了原電池,較活潑的金屬鐵作負(fù)極,較不活潑的金屬銀作正極,負(fù)極上鐵失電子生成亞鐵離子進(jìn)入溶液,導(dǎo)致鐵質(zhì)量減少,正極上Cu2+得電子生成銅單質(zhì),導(dǎo)致銀圈質(zhì)量增加,所以一段時間后,鐵圈質(zhì)量小于銀圈質(zhì)量,銀圈向下傾斜,D項(xiàng)正確。12.B量筒中的空氣、氯化鈉溶液和空心球構(gòu)成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式是2Fe-4e-2Fe2+,正極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e-4OH-,Fe2+與OH-結(jié)合成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脫水成為Fe2O3·xH2O而在球表面出現(xiàn)紅棕色銹斑;由于量筒中的O2被消耗,所以量筒內(nèi)的水位會上升。13.C裝置甲中,W不斷溶解,說明W失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以W作原電池負(fù)極,A項(xiàng)正確。裝置乙中,Y的質(zhì)量增加,說明溶液中銅離子在Y極得電子生成銅單質(zhì),Y電極上的反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,B項(xiàng)正確。裝置丙中,W上有氣體產(chǎn)生,說明氫離子在W上得電子生成氫氣,電解質(zhì)溶液中c(H+)減小,C項(xiàng)錯誤。裝置甲中,W是負(fù)極,金屬活動性W>X;裝置乙中,Y是正極,金屬活動性X>Y;裝置丙中,W是正極,金屬活動性Z>W,所以四種金屬的活動性強(qiáng)弱順序?yàn)閆>W>X>Y,D項(xiàng)正確。14.答案(1)Cu氧化AgNO3溶液(2)石墨棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì)(3)108解析(1)在反應(yīng)Cu+2Ag+2Ag+Cu2+中,Cu失去電子,在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng):Cu-2e-Cu2+;正極上,Ag+得到電子生成銀單質(zhì),所以該電池的負(fù)極材料為Cu,發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液需要提供Ag+,故可用AgNO3溶液。(2)正極上發(fā)生反應(yīng):Ag++e-Ag,可看到石墨棒上出現(xiàn)銀白色物質(zhì)。(3)根據(jù)正極反應(yīng):Ag++e-Ag,每轉(zhuǎn)移1mol電子,生成1molAg,質(zhì)量為108g。15.答案(1)C(2)化學(xué)電化學(xué)熱(3)鋅片不純,鋅與雜質(zhì)、稀硫酸形成原電池(4)Cu2++2e-Cu解析(1)甲裝置為原電池,乙中Zn與稀硫酸接觸反應(yīng);甲裝置中銅片作正極,H+在銅片上得電子被還原為H2,形成原電池后產(chǎn)生氣泡的速率快;隨著兩燒杯溶液中H+不斷被消耗,溶液中的H+濃度均減小。(2)甲裝置中,鋅、銅及稀硫酸形成原電池,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,乙裝置主要是鋅與稀硫酸的反應(yīng),該反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。(3)鋅片上產(chǎn)生氣體,原因可能是鋅片不純,鋅與雜質(zhì)、稀硫酸形成原電池。(4)若將稀硫酸換成CuSO4溶液,則銅片上會析出Cu。16.答案(1)正AD(2)銅片解析(1)金屬活動性順序中,鎂比鋁活潑,甲同學(xué)認(rèn)為原電池的負(fù)極總是較活潑的金屬材料,所以根據(jù)他的判斷,兩個裝置中Al都是正極。利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序時應(yīng)注意涉