1、第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能(时间:40分钟)选题表知识点题号原电池原理4,8,9,11,12原电池的构成与设计1,2,3,7原电池的原理应用5,14综合6,10,13基础过关1.下列反应能设计成原电池的是(A)A.Cu与Cl2的燃烧反应B.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应C.灼热的炭与CO2反应D.氢氧化钠溶液与稀盐酸反应解析:理论上属于放热反应的氧化还原反应都能设计为原电池,B、D不属于氧化还原反应,没有电子转移,C属于吸热反应,没有能量释放。2.(2016广西桂林期末)利用化学反应Fe+CuSO4FeSO4+Cu设计原电池,下列有关描述正确的是(D)A.Fe为正极B.
2、Cu为负极C.负极发生还原反应D.电解质溶液是CuSO4溶液解析:根据金属活动性顺序表知,铁比铜活泼,结合原电池原理知,铁作负极,铜作正极,负极上电极材料失电子变成离子进入溶液,发生氧化反应,正极上,溶液中铜离子得电子生成铜单质,发生还原反应,电解质溶液是CuSO4溶液,故A、B、C错误,D正确。3.(2017广西钦州期中)有甲、乙两位同学,他们一起做了水果电池的实验,测得的数据如下表:实验序号电极材料水果品种电极间距/cm电压/mV1锌铜菠萝39002锌铝菠萝36503锌铝苹果3450下列叙述中不正确的是(D)A.实验1中锌为负极,电子由锌经导线流向铜B.实验2中铝为负极,铝失去电子,电流由
3、锌经导线流向铝C.实验3中铝为负极,电极反应为Al-3e-Al3+D.水果电池的电压只跟水果的品种有关解析:水果电池的电压跟水果的种类、电极材料有关。4.(2017浙江湖州期中)如图是某同学学习原电池后整理的学习笔记,错误的是(B)A.电子流动方向 B.电流方向C.电极反应 D.溶液中离子移动方向解析:锌为负极,铜为正极,电子由锌片流向铜片,A正确;电流与电子运动方向相反,则电流由铜片经导线流向锌片,B错误;锌失电子生成锌离子,H+在铜片上得电子被还原生成H2逸出,C正确;原电池工作时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,D正确。5.(2016广东清远期末)如图所示的装置中,金属a能从酸中置换出H
4、2,b为碳棒,关于此装置的各种叙述中不正确的是(B)A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大B.a是正极,b是负极C.导线中有电子流动,电子从a极到b极D.a极上发生了氧化反应解析:金属a能从酸中置换出H2,b为碳棒,则a属于氢之前的金属,该装置构成原电池,a为负极、b为正极。碳棒上氢离子得电子生成氢气,溶液中氢离子浓度减小,溶液的pH增大,A正确;通过以上分析知,a是负极、b是正极,B不正确;该装置构成原电池,电子从负极a沿导线流向正极b,C正确;a电极上金属失电子发生氧化反应,D正确。6.(2017湖南娄底期中)下面是某同学做完铜锌硫酸原电池的实验后得出的结论和认识,正确的是(D)A.构成原电池
5、的正极和负极的材料必须是两种金属B.在该原电池中,铜作负极C.电子通过硫酸溶液由锌流向铜,在铜电极上被氢离子得到而放出 氢气D.铜、锌原电池工作时,若有13 g锌溶解,则电路中就有0.4 mol 电子通过解析:构成原电池正、负极的材料不一定是两种金属,可能是金属和导电的非金属,如石墨,A错误;锌比铜活泼,锌为负极,铜为正极,B错误;电子只能经过外电路,溶液中由离子定向移动导电,C错误;铜、锌原电池工作时,若有13 g锌被溶解,电路中通过的电子=2= 0.4 mol,D正确。7.(2016福建三明期末)根据反应:2Ag+Cu Cu2+2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是(B)A.X可以是
6、银或石墨B.Y是硫酸铜溶液C.电子从铜电极经外电路流向X电极D.X极发生还原反应解析:铜为负极,电极X的材料是Ag或石墨,为原电池的正极,A正确;Y为硝酸银溶液,Ag+被还原,为正极反应,B错误;原电池工作时,电子从负极(铜)经外电路流向X电极(银或石墨),C正确;X为正极,发生还原反应生成银,D正确。8.(2017河南天一大联考)如图装置中,“”表示电子的移动方向。则电极材料A、B分别可能是(C)A.石墨、石墨 B.Cu、AlC.Mg、石墨 D.Ag、Zn解析:根据电子的移动方向可知A是原电池的负极,石墨与稀硫酸不反应,A错误;Al比Cu活泼,故Al是负极,与题意不符,B错误;Mg能与稀硫酸
7、发生反应,Mg作负极,失去电子,电子沿导线流向石墨,C正确;Zn比Ag活泼,Zn作负极,与题意不符,D错误。9.(2017北京宣武区检测)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题:(1)装置甲中负极的电极反应式是 。(2)装置乙中正极的电极反应式是 。(3)装置丙中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是 。解析:甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理,甲中A不断溶解,则A为负极、B为正极,活泼性AB;乙中C极增重,即析出Cu,则B为负极,活泼性BC;丙中A上有气体即H
8、2产生,则A为正极,活泼性DA,随着H+的消耗,pH变大。答案:(1)A-2e-A2+(2)Cu2+2e-Cu(3)变大(4)DABC10.给你提供纯锌片、纯铜片和500 mL 0.2 mol/L的H2SO4溶液、导线、1 000 mL量筒。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。(1)如图所示,装置气密性良好,且 1 000 mL 量筒中已充满了水,则开始实验时,首先要 。(2)a 电极材料为 ,电极反应式为 ,b电极材料为 ,电极反应式为 。(3)当量筒中收集672 mL气体时(已折算到标准状况下),通过导线的电子的物质的量为 , 极(填“a”或“b”)质量
9、减少 g。解析:(1)根据图示装置,要想求得电子转移的量,需要设计成锌、铜、稀硫酸原电池,量取金属锌和硫酸反应产生氢气的体积,根据原电池的构成条件,首先要用导线把a、b两电极连接起来。(2)锌、铜、稀硫酸原电池中,纯锌片是负极,电极反应:Zn-2e-Zn2+;纯铜片是正极,该极上电极反应为2H+2e-H2。(3)正极上电极反应为2H+2e-H2,当量筒中收集到672 mL即标准状况下0.03 mol氢气时,转移电子是0.06 mol,纯锌片是负极,根据电极反应:Zn-2e-Zn2+,当转移电子0.06 mol时,减少的锌(a)是 0.03 mol,质量是 0.03 mol65 g/mol=1.
10、95 g。答案:(1)用导线把a、b两电极连接起来(2)纯锌片Zn-2e-Zn2+纯铜片2H+2e-H2(3)0.06 mola1.95能力提升11.(2017河南信阳质检)分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是(B)A.中Mg作负极,中Fe作负极B.中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-6OH-+3H2C.中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+D.中Cu作正极,电极反应式为2H+2e-H2解析:中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电子,故Al是负极;中Fe在浓硝酸中钝化,Cu和浓硝酸反应失去电子作负极,A、C错误;中电池总反应为2Al+2NaOH+2
11、H2O2NaAlO2+3H2,负极反应式为2Al+8OH-6e-2Al+4H2O,两者相减得到正极反应式为6H2O+6e-6OH-+3H2,B正确;中Cu是正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,D错误。12.(2016湖北随州期末)如图所示是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如下,则卡片上的描述合理的是(B)实验后的记录:Cu为负极,Zn为正极Cu极上有气泡产生,发生还原反应S向Cu极移动若有0.5 mol电子流经导线,则可产生0.25 mol气体电子的流向是CuZn正极反应式:Cu-2e-Cu2+,发生氧化反应A. B.C. D.解析:该原电池中,
12、Zn为负极,Cu为正极,电子由Zn电极经导线流向Cu电极,铜电极上电极反应为2H+2e-H2,发生还原反应,故错误,正确。硫酸根离子向负极锌移动,若有0.5 mol电子流经导线,则可产生气体的物质的量=0.25 mol,故正确,错误。13.(2016山东聊城期末)有甲、乙两位学生分别利用如图A、B装置的原电池反应检测金属的活动性顺序。(1)A装置中,正极是 极,负极是 极,B装置中,正极是 极,负极是 极。(2)A装置中正极的电极反应式: ;A装置中总反应的反应方程式: 。(3)B装置中负极的电极反应式: ; B装置中总反应的反应方程式: 。(4)由此实验,可得到关于三种金属的活动性强弱的顺序
13、是 。解析:(1)A装置中,铝比铁活泼,所以正极是铁,负极是铝;B装置中,镁比铝活泼,所以正极是铝,负极是镁。(2)A装置中,铁为正极,正极是H+得电子发生还原反应,电极反应式为2H+2e-H2,负极是铝失电子发生氧化反应,电极反应式为Al- 3e-Al3+,总反应为2Al+6H+2Al3+3H2。(3)B装置中,镁比铝活泼,所以正极是铝,得电子发生还原反应,电极反应式为2H+2e-H2,负极是镁失电子发生氧化反应,电极反应式为Mg-2e-Mg2+,总反应为Mg+2H+Mg2+H2。(4)由此实验,可得到关于三种金属的活动性强弱的顺序是MgAlFe。答案:(1)铁铝铝镁(2)2H+2e-H22
14、Al+6H+2Al3+3H2(3)Mg-2e-Mg2+Mg+2H+Mg2+H2(4)MgAlFe14.(2017广西钦州期中)如图所示,组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适):(1)电解质溶液为稀硫酸时,灯泡 (填“亮”或“不亮”,填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。a.若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为 ;Al电极上发生的反应为 。b.若灯泡不亮,其理由为 。(2)电解质溶液为NaOH溶液时,灯泡 (填“亮”或“不亮”,填“亮”做a题,填“不亮”做b题)。a.若灯泡亮,Al电极上发生的反应为 。b.若灯泡不亮,其理由为 。解析:(1)因为两电极金属的活泼性不同且相连,Mg与稀硫酸反应,符合原电池的形成条件,所以灯泡发亮。(2)Al与NaOH溶液反应:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2,所以也符合原电池的条件,负极为Al,失电子,由方程式可知2 mol Al失6 mol 电子,生成2 mol Al,因为是碱性溶液,所以用OH-、H2O配平即可。答案:(1)亮a.Mg-2e-M2H+2e-H2(2)亮a.Al+4OH-3e-Al+2H2O
