1、课时作业4化学能与电能的转化1某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为()A铝 B铜C铁 D镁2汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是()APbO2是电池的负极B负极的电极反应式为：PbSO2e=PbSO4CPbO2得电子，被氧化D电池放电时，溶液酸性增强3下列事实不能用电化学理论解释的是()A轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C铝片不用特殊方法保存D锌跟稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后，反应速率加快4(双选)日常所用干电池的电极
2、分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn2e=Zn2，2NH2e=2NH3H2(NH3与Zn2能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是()AZn为正极，碳为负极BZn为负极，碳为正极C工作时，电子由Zn极经过外电路流向碳极D长时间连续使用该电池时，内装糊状物不可能流出腐蚀用电器5将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速度甲比乙慢6有a、b、c、d四个金属电极，有
3、关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()Aabcd BbcdaCdabc Dabdc7如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()AA是Zn，B是Cu，C为稀硫酸BA是Cu，B是Zn，C为稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液8下列关于原电池的叙述中正确的是()A在锌、铜、CuSO4溶液组成的原电池中，负极质量减轻，正极质量增加B
4、在铁、铝、稀硫酸组成的原电池中，电子由铁片通过导线流向铝片C在锌、铜、稀硫酸组成的原电池中，当电池工作时，硫酸根离子向正极移动D在镁、铝、稀NaOH溶液组成的原电池中，镁是负极，铝是正极9下列反应中，在原理上不可以设计成原电池的是()AFe2Fe3=3Fe2B2Al2OH2H2O=2AlO3H2CCH42O2=CO22H2ODHOH=H2O10一个原电池的总反应的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，该原电池的合理组成是()正极负极电解质溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DZnFeCuCl211.将等质量的镁球和铜球用导线连接在一铁棒上，平行插入CuSO4溶液中(如
5、图)，一段时间后，关于两球高度的说法正确的是()A左端高 B右端高C一样高 D无法确定12银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2。下列说法中不正确的是()A原电池放电时，负极上发生反应的物质是ZnB负极发生的反应是Zn2OH2e=Zn(OH)2C工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强D溶液中的OH向正极移动，K、H向负极移动13酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池的构造简图如图所示，比较二者的异同，回答问题：(1)酸性锌锰干电池的负极反应为_。(2)碱性锌锰干电池在放电过程产生MnOOH，写出
6、正极反应式：_。(3)维持电流强度为0.6 A，电池工作10分钟，理论消耗Zn_ g。(结果保留到小数点后两位，F96 500 C/mol)14燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空。(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为_。(2)已知燃料电池的总反应式为CH42O22KOH=K2CO33H2O，电池中有一极的电极反应为CH410OH8e=CO7H2O，这个电极是燃料电池的_(选填“正极”或“负极”)，另一电极上的电极反应式为_。(3)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性_(选
7、填“增大”“减小”或“不变”)。(4)通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率_(选填“大于”“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。 15微生物燃料电池是利用微生物作为反应主体，将有机物的化学能转化为电能，如以葡萄糖溶液为例，其工作原理如图所示：(1)电池工作时，石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应。(2)阳离子移向_(填“石墨”或“铂碳”)电极。(3)该电池负极电极上反应的电极反应式为_。(4)当有8 mol电子发生转移时消耗的氧气在标况下为_L。16某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，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计指针偏转方向1
8、Al、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)是否相同_(填“是”或“否”)。(2)根据实验3完成下列填空：铝为_极，电极反应式：_。石墨为_极，电极反应式：_。电池总反应式：_。(3)实验4中铝作_(填“负极”或“正极”)，理由是_，写出铝电极的电极反应式：_。(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：_。课时作业4化学能与电能的转化1解析：原电池的两极是活动性不同的材料，Zn为负极，正极材料应比Zn的活动性差，且能与
9、盐酸反应放出H2。故选C。答案：C2解析：铅蓄电池放电时，Pb为负极，电极反应为Pb2eSO=PbSO4，PbO2为正极，得电子发生还原反应，因消耗H，故酸性减弱，B正确。答案：B3解析：铝片不用特殊方法保存主要是因为在铝片的表面会生成一层致密的氧化物薄膜，防止它被进一步氧化，与电化学理论无关。答案：C4解析：由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应或根据原电池形成的条件可知，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极，可知B正确。在外电路中，电子从负极流向正极，C正确。长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而生成H2O，糊状物越来越稀，故其
10、很可能流出腐蚀用电器，D不正确。答案：BC5解析：由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件。铜的活泼性比锌弱，故铜作正极，发生电极反应为2H2e=H2；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn2H=Zn2H2，由于两者都消耗H，故溶液的pH都增大。由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙的快。答案：C6解析：装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc，故选
11、C。答案：C7解析：A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B中的反应为ZnH2SO4=ZnSO4H2，则A中A极变细，B中A极不变。C和D两项中的反应为Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2，其中C中A极变细，D中A极变粗。答案：D8解析：锌作负极，电极反应式为Zn2e=Zn2，负极质量减轻，铜作正极，电极反应式为Cu22e=Cu，正极质量增加，故A正确；铝作负极，铁作正极，电子由铝片(负极)通过导线流向铁片(正极)，故B项错误；H向正极移动，得到电子，发生还原反应，则硫酸根离子
12、必然向负极移动，这样才能形成一个闭合回路，故C错误；虽然镁的金属活动性比铝强，但镁不与NaOH溶液反应，而铝能与NaOH溶液反应，即在此环境中铝更容易失去电子，铝作负极，镁作正极，故D错误。答案：A9解析：原电池中发生的反应为氧化还原反应，只有氧化还原反应才能设计为原电池，D项HOH=H2O为复分解反应，没有电子转移，不能设计为原电池。答案：D10解析：原电池中，相对活泼的金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。所以根据原电池的总反应的离子方程式ZnCu2=Zn2Cu知，该原电池中，锌为负极，铜为正极，硫酸铜溶液作电解质溶液，即选项C正确。答案：C11解析：镁的活泼性比铜活泼
13、，镁是负极，逐渐溶解，铜是正极，溶液中的铜离子放电生成铜，生成的铜覆盖在铜的表面，故杠杆会右端上翘，故选B。答案：B12解析：根据总反应Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2，分析各物质化合价发生的变化可知，Zn在负极上反应，Ag2O在正极上反应，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，正极反应式为Ag2O2eH2O=2Ag2OH，这样，在负极区因OH被消耗，碱性减弱，pH减小，溶液的OH定向移动到负极，正极区生成OH，碱性增强，pH增大。答案：D13解析：(1)酸性锌锰干电池的负极是锌，正极为石墨棒，电解质为二氧化锰和氯化铵，负极发生氧化反应，电极反应式为Z
14、n2e=Zn2。(2)在反应中Zn元素化合价升高，被氧化，Zn为负极，电极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2；Mn元素化合价降低，被还原，MnO2为正极，电极反应式为MnO2H2Oe=MnOOHOH。(3)维持电流强度为0.6 A，电池工作10分钟，则通过的电量是0.6 A600 s360 C，因此通过电子的物质的量是 mol3.73103mol，锌在反应中失去2个电子，则理论上消耗Zn的质量是mol65 g/mol0.12 g。答案：(1)Zn2e=Zn2(2)MnO2eH2O=MnOOHOH(3)0.1214答案：(1)CH42O2CO22H2O(2)负极2O24H2O8e=8OH(3
15、)减小(4)大于15解析：(1)燃料电池的正极上是氧气发生得电子的还原反应，故石墨为负极，发生氧化反应。(2)阳离子向正极移动，铂碳为正极，故移向铂碳电极。(3)石墨为负极，电极反应式为C6H12O636OH24e=6CO24H2O。(4)正极反应O24H4e=2H2O，当4 mol电子转移时消耗1 mol氧气，8 mol电子转移消耗2 mol氧气，标况下体积为2 mol22.4 L/mol44.8 L。答案：(1)氧化(2)铂碳(3)C6H12O636OH24e=6CO24H2O(4)44.816解析：(1)实验1中：Mg、Al都能与盐酸反应，因为Mg的活动性比Al强，因此Mg作负极，Al作
16、正极；实验2中：铝与盐酸反应，铜不与盐酸反应，因此Al作负极，Cu作正极，综上所述，两个实验中铝所作的电极不同。(2)实验3中铝与盐酸发生氧化还原反应，反应方程式为2Al6HCl=2AlCl33H2，Al作负极，其电极反应式为Al3e=Al3或2Al6e=2Al3。根据石墨作正极，电极反应式为2H2e=H2或6H6e=3H2。电池总反应式为2Al6HCl=2AlCl33H2。(3)实验4中，虽然镁比铝活泼，但是镁不与氢氧化钠反应，而铝与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，即2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，因此铝作负极，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，因此锌作负极，铝作正极。答案：(1)否(2)负2Al6e=2Al3正6H6e=3H22Al6HCl=2AlCl33H2(3)负极在NaOH溶液中，活动性AlMgAl3e4OH=AlO2H2O(4)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
