1、第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能一、选择题1.下列叙述中正确的是()A.原电池的负极发生得电子的还原反应B.原电池中较活泼的金属作正极C.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成D.原电池中发生氧化反应的电极是负极解析:原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属,也可以是由金属与非金属(例如石墨)组成,原电池的负极失去电子发生氧化反应,故A、B、C选项错;只有D选项正确。答案:D2.下列说法不正确的是()A.根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源C.原电池是将化学能转化为电能的一种装置D.水力发电是将化学能转化为电能
2、的过程解析:氢气不能从自然界中直接获得,是二次能源。电能也是二次能源,且使用方便,污染最小,A、B都正确。原电池是将化学能转化为电能的装置,C正确。水力发电是把势能转化为电能,不是化学能转化为电能,D错误。答案:D3.下列装置能形成原电池的是()解析:A项,酒精溶液是非电解质溶液;B项,两电极都是石墨棒,为惰性电极;D项,不能构成闭合回路,所以A、B、D都不正确。C项,符合构成原电池的条件,电极反应方程式为:Fe-2e-Fe2+(负极);Cu2+2e-Cu(正极)。答案:C4.如图为某兴趣小组制作的番茄电池,下列说法正确的是()A.电子由锌通过导线流向铜B.该装置将电能转化为化学能C.锌电极发
3、生还原反应D.铜电极上无气泡产生解析:因为番茄中含有酸(即H+),可组成原电池。依据原电池的基本知识,其中Zn作负极,发生氧化反应;Cu作正极,发生还原反应;电子由负极(Zn)通过导线流向正极(Cu)。答案:A5.如下图所示,烧杯中盛的是水,铁圈和银圈直接相连,在接头处用一根绝缘细丝吊住,并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液,反应一段时间后,观察到的现象是()A.两圈仍保持平衡B.有气泡产生,两圈摇摆不定C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜解析:根据形成原电池的条件。滴入的CuSO4溶液作电解质溶液,铁圈和银圈直接相连则是不同的导体连接成了闭合回路。首先铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反
4、应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;其次是铁圈和银圈直接相连,电子可以顺利传递。所以,可以构成原电池,其电极反应式为:负极:Fe-2e-Fe2+正极:Cu2+2e-Cu铁溶解,铁圈减轻;生成的Cu沉积在银圈上,银圈增重。答案:D6.某原电池的离子反应方程式是Zn+Cu2+Zn2+Cu,该原电池正确的组成是()选项正极负极电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2解析:根据离子方程式,Zn失去电子,化合价升高,发生氧化反应,作负极,排除B。正极为Cu2+得电子,所以电解质溶液含Cu2+。答案:C7.如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发
5、生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是()A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为稀硫酸B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为稀硫酸D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液解析:由题给信息“电流表的指针发生偏转”,可确定该装置构成了原电池。又因“a极上有大量气泡生成”,可知:a为正极(碳棒),则b为负极(铁片),即可确定烧杯中的溶液是稀硫酸。答案:C二、非选择题8.利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白:(1)实验原理:Fe+2H+Fe2+H2。(2)实验用品:电极(、)、
6、稀硫酸、(填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。(3)实验装置:(如右图所示)(4)原电池设计及注意的问题。按如图所示连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的),这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是:在原电池中,由化学能转化为。如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的极,电极反应是;另一极应该接电流计的极,电极发生了反应(填“氧化”或“还原”)。解析:由实验原理:Fe+2H+Fe2+H2,可知组成该原电池的负极应为Fe,正极可选用活动性比F
7、e弱的金属或导电的非金属。答案:(2)铁钉或铁条铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、石墨等)烧杯、导线(4)电能负Fe-2e-Fe2+正还原9.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6 molL-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 molL-1的NaOH溶液中,如图所示。(1)写出甲中正极的电极反应式:。(2)乙中负极为,总反应的离子方程式:。(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则负极材料的金属应比正极材料的金属活泼”,则甲会判断出金属活动性更强,而乙会判断出金属活动性更强。(填写元素符号)(4)由此实验得
8、出的下列结论中,正确的有。A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B.镁的金属性不一定比铝的金属性强C.该实验说明金属活动性顺序表已过时,没有实用价值了D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析解析:甲同学依据的化学反应原理是Mg+H2SO4MgSO4+H2,乙同学依据的化学反应原理是2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。但是由于Al与碱的反应是一特例,不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应具体问题具体分析。答案:(1)2H+2e-H2(2)Al2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2(3)MgAl(4)
9、AD10.【实验目的】利用所学知识,设计电池装置。【实验用品】电极:镁条、铜片、铁片等。【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。【实验方案】CuMg原电池,电解质溶液为橙汁;CuFe原电池,电解质溶液为苹果汁;FeMg原电池,电解质溶液为柠檬汁。【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上,分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中,将发光二极管两端分别接在三种方案中金属活动性不同的金属夹上。观察现象,连接方式如图所示。【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。【实验结论】原电池把化学能转变为电能。回答问题:(1)连
10、接装置时活泼金属接二极管的极上,较不活泼金属接二极管的极上。(2)在方案中铜作电极情况:。(3)在方案中镁作电极情况:。(4)在方案中铁作电极情况:。(5)在方案中负极反应为,正极反应为,总电池反应方程式为。解析:在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极),较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性:MgFeCu,故方案中Cu均作正极,中Mg均作负极,方案中铁作负极,方案中铁作正极。在方案中负极反应为Mg-2e-Mg2+,正极反应为2H+2e-H2,总电池反应方程式为Mg+2H+Mg2+H2。答案:(1)负正(2)Cu均作正极(3)镁均作负极(4)方案中铁作负极,方案中铁作正极(5)Mg-2e-Mg2+2H+2e-H2Mg+2H+Mg2+H27
