1、第2课时化学反应与电能夯实基础轻松达标1.对于原电池的电极名称叙述有错误的是()A.发生氧化反应的一极为负极B.正极为电子流入的一极C.比较不活泼的金属为负极D.电流的方向由正极到负极答案C解析原电池中相对活泼的金属一般为负极,不活泼的一般为正极,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,A项正确;原电池工作时,外电路中电子由负极流出,由正极流入,电流方向与电子流动方向相反,B、D两项正确。2.下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中,锌电极是负极答案B解析手
2、机用的电池是可充电电池,A项正确。铜锌原电池中,Cu为正极,Zn为负极,外电路中电子由负极流向正极,B项错误。燃料电池将化学能转化为电能,C项正确。锌锰干电池中,Zn为负极,D项正确。3.为将反应2Al+6H+2Al3+3H2的化学能转化为电能,下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)()答案B解析A、B、C三项中的装置均能将化学能转化为电能,A项中反应为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2,A项错误;B项符合题目的要求,正确;C项中反应为Al和硝酸反应生成NO,故C项达不到目的;D项中两电极全是Al,因而不能构成原电池,即不能将化学能转化为电能。4.如图所示装置中,可观察到电流计指
3、针偏转,M棒变粗,N棒变细。下表所列M、N、P物质中,可以组合成该装置的是()选项MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液答案C解析M棒变粗,N棒变细,说明N棒是负极,金属活动性相对于M棒较强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。5.汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。其结构如下图所示,放电时的电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。根据此反应判断下列叙述中正确的是()A.PbO2是电池的负极B.Pb是负极C.PbO2得电子,被氧化D.电池放电时,溶液酸性增强答案B解析根据电池反应知放电过程中铅失去电子,因此它是原电池的负极,其电极反应式为Pb+S-2e-P
4、bSO4,故B项正确;PbO2在放电过程中得到电子被还原,所以它是原电池的正极,因此A、C两项错误;由于原电池放电的过程中消耗硫酸,所以溶液的酸性减弱,故D项错误。6.如图所示的8个装置属于原电池的是()A.B.C.D.答案C解析构成原电池要有四个基本条件:a.电解质溶液;b.两个电极,其中一个相对较活泼,另一个相对较不活泼,两个电极直接或间接地连接在一起,并插入电解质溶液中;c.能自发进行氧化还原反应;d.形成闭合电路。综上可知C项符合题意。7.市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热
5、量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。(1)“热敷袋”放出的热量是利用铁发生反应放出热量。(2)炭粉的主要作用是。(3)加入氯化钠的主要作用是。(4)木屑的作用是。答案(1)氧化(2)与铁、NaCl溶液构成原电池,并作为正极,加速铁的氧化(3)溶于水形成电解质溶液(4)让“热敷袋”产生的热量均匀地向外散失、传递解析日常生活中铁生锈过于缓慢,热量的释放也非常缓慢,难以觉察到。倘若提供适当的条件(如电解质溶液、导电且不活泼的固体物质)让铁成为原电池的负极材料,铁的氧化速率就会增大。木屑作用是让“热敷袋”产生的热量均匀地向外散失、传递。提升能力跨越等级1.如图是某课外活动小组设计的用化学电源使耳机发声
6、的装置。下列说法错误的是()A.铜片表面有气泡生成B.装置中存在化学能电能声能的能量转化关系C.如果将铜片换成铁片,电路中的电流方向将改变D.如果将锌片换成铁片,耳机还能发声答案C解析锌为负极,铜片上的反应为2H+2e-H2,A项正确;耳机中存在着电能转化为声能的能量转化关系,B项正确;铜片换为铁片后,锌片仍为负极,电流方向不变,C项错误;锌片换为铁片后,铁片也可作为原电池的负极,D项正确。2.(双选)如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是()A.外电路的电流方向为X外电路YB.若两电极分别为Fe和石墨棒,则X为Fe,Y为石
7、墨棒C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极材料都是金属,则它们的活动性顺序为XY答案BD解析外电路的电子流向与电流方向相反,A项错误;由电子流向可知,X极为负极,Y极为正极,则X应为Fe,Y为石墨棒,B项正确;X极发生氧化反应,Y极发生还原反应,C项错误;X极的金属应比Y极的金属活泼,D项正确。3.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述正确的是()A.a和b不连接时,铁片上会有H2产生B.a和b用导线连接时,铁片上发生的反应为Cu2+2e-CuC.a和b用导线连接时,电子由a流向bD.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色答案D解析a和b不
8、连接时,铁和Cu2+发生置换反应而析出铜,没有氢气生成,错误;B项,a和b用导线连接时构成原电池,铁是负极,铁片上发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+,错误;C项,Fe比铜活泼,形成原电池时Fe为负极,则电子由b流向a,错误;D项,无论a和b是否连接,铁片均会溶解,都生成亚铁离子,溶液由蓝色变为浅绿色,D正确。4.将两根质量相同的铜棒和锌棒,用导线相连接后插入CuSO4溶液中,经过一段时间后,取出洗净后干燥并称重,两棒质量相差6.45 g,导线中通过的电子的物质的量为()A.0.1 molB.0.2 molC.0.3 molD.0.4 mol答案A解析负极:Zn-2e-Zn2+,Zn失去2mol
9、e-减重65g;正极:Cu2+2e-Cu,Cu2+得到2mole-增重64g。此时两极质量相差:65g+64g=129g,而已知两棒质量相差6.45g,计算可得应转移0.1mole-。5.如图所示,杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)()A.杠杆不论为导体还是绝缘体,均为A端高B端低B.杠杆不论为导体还是绝缘体,均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高;为导体时,A端高B端低D.当杠杆为绝缘体时,A端高B
10、端低;为导体时,A端低B端高答案D解析根据题意,若杠杆为绝缘体,滴入CuSO4溶液后,在铁球表面析出Cu,铁球质量增大,B端下沉;若杠杆为导体,滴入CuSO4溶液后,形成原电池,在铜球表面析出Cu,A端下沉。6.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()A.有O2放电的a极为电池的负极B.O2-移向电池的正极C.b极对应的电极反应为2H2-4e-+2O2-2H2OD.a极对应的电极反应为O2+2
11、H2O+4e-4OH-答案C解析在该燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,A错误;在该燃料电池中,O2-移向电池的负极,B错误;在该燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,电极反应为2H2-4e-+2O2-2H2O,C正确;a极是正极,氧气在正极得电子,则对应的电极反应为O2+4e-2O2-,D错误。7.将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:(1)下列说法中正确的是(填序号)。A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置B.乙中铜片上没有明显变化C.甲中铜片质量减小、乙中锌片质量减小D.两烧杯中H+的浓度均减小(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的
12、速率:甲乙(填“”“(3)0.1NA(或6.021022)(4)1.0 molL-1解析(1)甲符合原电池构成条件,所以属于原电池,乙不能构成闭合回路,所以不能构成原电池,故A项错误;乙不能构成原电池,氢离子在锌片上得电子发生还原反应,所以乙中铜片上没有明显变化,故B项正确;甲中铜片作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,所以铜片质量不变,乙中锌片和氢离子发生置换反应,所以质量减小,故C项错误;两烧杯中锌和氢离子发生置换反应导致溶液中氢离子浓度减小,故D项正确。(2)甲能构成原电池,乙不能构成原电池,作原电池负极的金属加速被腐蚀,所以在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲乙。(3)甲中,铜电极上
13、氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H+2e-H2,根据电极反应式知,当产生1.12L气体时,通过电子的物质的量=2=0.1mol,通过导线的电子数目为0.1NA或6.021022。(4)当乙中产生1.12L(标准状况)即0.05mol氢气气体时,根据2H+H2,则消耗的氢离子物质的量是0.1mol,剩余的氢离子的物质的量是0.1mol,所以原稀硫酸中氢离子的物质的量是0.2mol,硫酸的物质的量是0.1mol,原稀硫酸中c(H2SO4)=1.0molL-1。8.(1)原电池原理的应用之一是可以设计原电池装置。请利用反应Cu+2Fe3+2Fe2+Cu2+设计一个原电池,在方框内画出原电池的装置
14、图,标出正、负极,并写出电极反应式。正极反应:;负极反应:。若外电路中转移电子的物质的量为1.5 mol,则溶解铜的质量是。(2)实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时,可向反应液中滴加少量硫酸铜溶液,其作用是,这体现了原电池原理的另一个应用。答案(1)2Fe3+2e-2Fe2+Cu-2e-Cu2+48 g(2)形成Zn-Cu原电池,增大化学反应的速率解析(1)分析Fe3+与Cu的反应中的氧化剂、还原剂,然后依据原电池原理,设计原电池装置。依据反应2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,Cu失电子,应为原电池的负极,正极选用石墨棒或铂丝等,电解质溶液选用FeCl3溶液;由转移2mol电子时溶解64g铜,
15、可计算出转移1.5mol电子时溶解铜的质量为48g。贴近生活拓展创新镍镉可充电电池在现代生活中有着广泛的应用,它的充、放电反应为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。请回答下列问题:(1)放电时,还原反应在(填“a”或“b”)极进行,负极的电极反应式为,在放电过程中,正极附近的电解质溶液碱性会(填“增强”或“减弱”)。(2)镍镉废旧电池必须进行回收并集中处理,最主要的原因是。答案(1)bCd-2e-+2OH-Cd(OH)2增强(2)镍镉废旧电池中残留的Cd2+、Ni2+等重金属离子易对土壤和水源造成污染解析(1)由题给示意图知,镍镉电池中,电流方向是由b极流向a极,故a极为负极,b极为正极;放电时,正极发生反应NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,是还原反应;镉在负极发生氧化反应,分两步:Cd-2e-Cd2+,Cd2+2OH-Cd(OH)2,负极反应式为Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2;正极附近电解质溶液的碱性增强,负极附近电解质溶液的碱性减弱。(2)镍镉废旧电池中残留的Cd2+、Ni2+等重金属离子易对土壤和水源造成污染。