1、课时作业10化学能与电能1(双选)某原电池的总反应离子方程式为：ZnCu2=Zn2Cu则该原电池的正确组成可以是下列的(BC)解析：该原电池的负极必为锌，正极是比锌稳定的金属或导电的非金属，电解质溶液中含有Cu2，故选B、C。2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)解析：该电池中Zn作负极，Cu作正极。电极反应式为负极：Zn2e=Zn2，发生氧化反应；正极：2H2e=H2，发生还原反应；放电时外电路中电子由负极流向正极，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极；由2H2e=H2知，若有0.5 mol 电子流经导线，则可产
2、生0.25 mol 气体。故选B。3下列叙述正确的是(A)原电池是把化学能转化成电能的一种装置原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置可以实现碳棒不能用来作原电池的正极反应Cu2Ag=Cu22Ag可以设计成电池A BC D解析：原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，碳棒可以作原电池的正极。4.如图所示，杠杆AB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(实验过程中不考虑两边浮力的变化)(D)A杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高
3、B端低B杠杆为导体和绝缘体时，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端低；为导体时，A端低B端高解析：根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，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，Cu在铜球表面析出，A端下沉。5(双选)对于锌、铜、稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是(AC)A锌片溶解了32.5 gB锌片增重32.5 gC铜片上析出1 g H2D铜片上析出1 mol H2解析：当导线中有1 mol电子通过时，溶解了0.5 mol锌，
4、质量是32.5 g；在铜片上析出0.5 mol氢气，质量是1 g。6如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，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(C)解析：M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。7在甲、乙、丙三个烧杯中分别盛有相同浓度的稀硫酸，如图所示：(1)甲中反应的离子方程式为Fe2H=Fe2H2。(2)乙中Sn极的电极反应式为2H2e=H2，Sn极附近溶液的pH增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)丙中被腐蚀的金属是Zn，总反应式为Zn2H=Zn2H2(写离子方程式)。(4)比较甲、乙、丙中铁被腐蚀的
5、速率，由快到慢的顺序是乙甲丙。解析：甲中铁发生的是化学腐蚀，其离子方程式为Fe2H=Fe2H2。乙和丙装置构成原电池，乙中Sn极是正极，电极反应：2H2e=H2，电极附近溶液由于H浓度不断减小导致pH增大；丙中Zn作负极被腐蚀，Zn2e=Zn2，电池总反应式为Zn2H=Zn2H2。乙中铁作负极，反应速率加快，丙中铁作正极几乎不被腐蚀，所以铁被腐蚀的快慢顺序是：乙甲丙。8(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上没有(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为锌片，正极的电极反应式为2H2e=H2
6、。(2)如果烧杯中最初装入的是500 mL 2 mol/L的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)c(H2SO4)1_mol/L，c(ZnSO4)1_mol/L。解析：(1)铜片插入稀硫酸中，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中，会构成原电池，铜作原电池正极，电极反应式为2H2e=H2，锌作原电池负极，电极反应式为Zn2e=Zn2，电池总反应为Zn2H=Zn2H2。(2)当收集到11.2 L H2(标准状况)，即0.5 mol H2时，消耗的H2SO
7、4为0.5 mol，生成的ZnSO4为0.5 mol，c(H2SO4)1 mol/L，c(ZnSO4)1 mol/L。1“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能，如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是(A)ABCD解析：原电池的形成条件是“一液、二极、三回路、四自发”。中未形成闭合回路；中两个电极相同，不能进行电子转移；Cu、Ag均不能与稀硫酸反应；酒精为非电解质，不导电。2.选用下列试剂和电极：稀硫酸、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流表A的指针均明显偏转，则其可能的组合共有(B)A6种 B5种C4种 D3种解
8、析：符合条件的原电池有：铁棒铜棒稀硫酸；铁棒铜棒Fe2(SO4)3溶液；铁棒铂棒稀硫酸；铁棒铂棒Fe2(SO4)3；铜棒铂棒Fe2(SO4)3，综上共5种。3(双选)一学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是(AD)A(3)图中Zn片增重质量与Cu片减轻质量的比值为6564B(2)图中如果两极上都有气体产生，则说明Zn片不纯C(1)图中铜片上没有气体产生D(2)图与(3)图中正极生成物质量比为132时，Zn片减轻的质量不等解析：(3)图中Zn片作负极发生氧化反应而溶解，质量减轻，Cu片作正极发生还原反应析出Cu，质量增加，A错误；(2)图中如果Zn片纯净，则Zn电极上没有气体放出，B正确
9、；(1)图中没有形成原电池，C正确；(2)图与(3)图中正极生成物分别是H2和Cu，两者质量比为132时，物质的量之比n(H2)n(Cu)11，转移电子物质的量也相等，相同的负极消耗质量相等，D错误。4.(双选)如图所示是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法正确的是(CD)A铜是负极，电子从铜片经导线流向锌片B大多数氢离子在锌片上获得电子被还原 C装置中存在“化学能电能光能”的转换D如果将稀硫酸换成西红柿汁，导线中也会有电子流动解析：在该LED灯发光装置中：负极：Zn2e=Zn2，正极：2H2e=H2，A项，电子应从负极到正极，错误；B项，H应在Cu片上获得电子，错误；C
10、项，Zn与稀硫酸反应的化学能转变为电能，电能再转化为LED灯的光能，正确；D项，西红柿汁也属于电解液，导线中会有电子流过，D正确。5将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，正确的是(A)解析：a中由于加入少量CuSO4溶液，发生反应：ZnCuSO4=ZnSO4Cu，由于部分Zn用于置换Cu，因而产生的H2量减少，但同时形成CuZn原电池，因而反应速率加快。6由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。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A2e=A2。(2)装置乙中正极的电极
11、反应式是Cu22e=Cu。(3)装置丙中溶液的pH变大(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是DABC。解析：据图甲知活泼性：AB，A作负极，电极反应为A2e=A2；据图乙知活泼性：BC，正极反应为Cu22e=Cu；据图丙知活泼性：DA，正极反应为2H2e=H2，故c(H)减小，pH增大。据甲、乙、丙知活泼性：DABC。7依据氧化还原反应：Cu2(aq)Fe(s)=Fe2(aq)Cu(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是Fe；电解质溶液Y是硫酸铜溶液(或氯化铜溶液等)。(2)X电极上发生的电极反应式为Fe2e=Fe2。(3)针对上述原电池
12、装置，下列说法中不正确的是C。A原电池工作时的总反应：Cu2(aq)Fe(s)=Fe2(aq)Cu(s)为放热反应B原电池工作时，X电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，银电极上发生氧化反应D原电池工作时，阳离子向Ag极移动8某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向1Al、Mg稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Al、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试根据上表中的实验现象回答下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否
13、相同(填“是”或“否”)？否。(2)由实验3完成下列填空：铝为负极，电极反应式：2Al6e=2Al3；石墨为正极，电极反应式：6H6e=3H2；电池总反应式：2Al6HCl=2AlCl33H2。(3)实验4中铝作负极还是正极？负极，理由是在NaOH溶液中，活动性AlMg。写出铝电极的电极反应式：Al3e4OH=AlO2H2O。(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中活动性ZnAl，Al是原电池的正极。(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：另一个电极材料的活动性；电解质溶液。解析：在稀盐酸中的活动性MgAl、AlCu、AlC。由实验1、2、3可知，通常是活泼金属失电子作负极。在NaOH溶液中活动性AlMg，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中活动性ZnAl，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流表指针偏向铝。