1、1第 1 课时 化学能转化为电能课后篇巩固提升基础巩固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解析原电池中相对活泼的金属为负极,不活泼的为正极,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。答案 C2.下列说法正确的是( )A.原电池是把电能转变成化学能的装置B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应C.原电池两极均发生氧化反应和还原反应D.原电池内部的阳离子向正极移动解析要综合
2、考虑原电池的概念、电极反应、电子移动的方向和电流方向。原电池是把化学能转变为电能的装置,A 项错;原电池中的电子移动方向是:负极外电路正极,可见 B 项错;阳离子向正极移动,得电子,发生还原反应,D 项正确;在原电池中负极失去电子,发生氧化反应,而正极可以是溶液中的离子或空气中的氧气发生还原反应,C 项错。答案 D3.如图所示的 8 个装置属于原电池的是( )A. B. C. D.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
3、符合题意。答案 C4.某原电池反应的离子方程式为 Fe+2H+ Fe2+H2,则下列说法正确的是( )A.硝酸可能为电解质溶液 B.锌可能为原电池正极C.铁的质量不变 D.铜可能为原电池正极解析由原电池反应的离子方程式知,电池的负极为铁,则正极应是比铁不活泼的金属或能导2电的非金属;在反应中负极不断被消耗,由于反应中放出了氢气并生成了 Fe2+,故知电解质溶液不是硝酸。由以上分析可知正确选项为 D。答案 D5.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( )选项 M N PA 锌 铜 稀硫酸B 铜 铁 稀盐酸C 银 锌 硝
4、酸银溶液D 锌 铁 硝酸铁溶液解析 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。答案 C6.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 A7.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
5、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 b3D.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解析 a 和 b 不连接时,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,形成原电池反应时 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。答案 D8.如图所示,将锌、铜
6、通过导线相连,置于稀硫酸中。(1)锌片上的现象是 ,电极反应为 。 (2)铜片上的现象是 ,电极反应为 。 (3)电子由 经导线流向 。 (4)若反应过程中有 0.2 mol 电子发生转移,则生成的氢气在标准状况下的体积为 。 解析 Cu-Zn-稀硫酸形成的原电池中,Zn 作负极:Zn-2e - Zn2+,现象是锌片逐渐溶解,Cu 作正极:2H +2e- H2,铜片表面有气泡产生。电子由负极(Zn)经导线流向正极(Cu)。由电极反应式可知当有 0.2mol 电子发生转移时,可生成 0.1molH2,即标准状况 2.24LH2。答案(1)锌片逐渐溶解 Zn-2e - Zn2+(2)铜片上有气泡产
7、生 2H +2e- H2(3)锌片 铜片 (4)2.24 L9.(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: 。 若外电路中转移的电子为 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。 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+Cu 2Fe2+Cu2+,Cu 失
8、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,可计算出转移 1.5mol 电子时溶解铜的质量为 48g。答案(1)2Fe3+2e- 2Fe2+ Cu-2e - Cu2+ 48 g4(2)形成 Zn-Cu 原电池,增大化学反应的速率能力提升1.如图是某课外活动小组设计的用化学电源使耳机发声的装置。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,耳机还能发声解析锌为负极,铜片上的反应为 2H+2e- H2,A 项正确
9、;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。答案 C2.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 为石墨棒,Y 为 FeC.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
10、应为 Fe,Y 为石墨棒,B 项错误;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。答案 D3.将两极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 mol B.0.2 mol C.0.3 mol D.0.4 mol解析负极:Zn-2e - Zn2+,Zn 失去 2mole-减重 65g;正极:Cu 2+2e- Cu,Cu2+得到 2mole-增重 64g。两极质量相差:65g+64g=129g,现在两棒质量相差 6.
11、45g,应转移 0.1mole-。答案 A4.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)( )5A.杠杆为导体和绝缘体时,均为 A 端高 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,在铁球表面析出 C
12、u,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。答案 D5.如图所示,两电极一为石墨棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,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,是石墨棒,烧杯中的溶液为稀硫酸D.b 为正极,是石墨棒,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(石墨棒),则 b 为负极(铁片),即可确定烧杯中的溶液是
13、稀硫酸。答案 C6.某原电池的总反应的离子方程式是 Zn+Cu2+ Zn2+Cu,则该反应的原电池组成正确的是( )选项 A B C D正极 Zn Cu Ag Cu负极 Cu Zn Cu Fe电解质溶液CuCl2CuSO4H2SO4ZnCl2解析根据原电池中发生的化学反应,负极反应为 Zn-2e- Zn2+,正极反应为 Cu2+2e-Cu。故选项 B 符合题意。答案 B7.将纯锌片和纯铜片按右图方式插入 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
14、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速率:甲 乙(填“” “乙。(3)甲中,铜电极上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,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,剩余的氢离子是 0.1mol,所以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。答案(1)BD (2) (3)
15、0.1 NA(或 6.021022)(4)1.0 molL-18.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用,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 Mg、Al 稀盐酸 偏向 Al2 Al、Cu 稀盐酸 偏向 Cu3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨4 Mg、Al NaOH 溶液 偏向 Mg回答下列问题:(1)实验 1、2 中 Al 所作的电极(指正极或负极) (填“相同”或“不同”)。 (2)对实验 3 完成下列填空:铝为 极,电极反应式为 。 石墨为 极,电极反应式为 。 电池总反应式为 。 (3)实验 4 中铝作 极(填“负”或“
16、正”),理由是 。 此反应的离子方程式为 。 (4)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为 。 解析根据实验记录,不难看出实验 1 中 Mg 作负极,Al 作正极;实验 2 中 Al 作负极,Cu 作正极;实验 3 中,Al 作负极,C 作正极,总反应式是 2Al+6H+ 2Al3+3H2;实验 4 中,由于 Al 与NaOH 溶液可以发生自发的氧化还原反应:2Al+2OH -+2H2O 2Al +3H2,而 Mg 与 NaOH 溶7液不反应,故 Al 作负极,Mg 作正极,通过以上的实验可以看出:一般是活泼的金属作负极,但也有特殊情况,也要考虑电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应。答案(1)不同(2)负 2Al-6e - 2Al3+ 正 6H +6e- 3H2 2Al+6H + 2Al3+3H2(3)负 铝与 NaOH 溶液可以发生自发的氧化还原反应 2Al+2OH -+2H2O 2Al +3H2(4)另一电极材料的活动性和电解质溶液的氧化性
