2020高中化学 第二章 第二节 化学能与电能 2.2.1 化学能转化为电能同步测试 新人教版必修2

第1课时　化学能转化为电能

基础巩固

1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

D

原电池中的电子移动方向是:负极→外电路→正极,可见B项错误;阳离子向正极移动,得电子,发生还原反应,D项正确;在原电池中负极金属失去电子,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项错误。

2能源可分为一次能源和二次能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断,下列叙述正确的是(　　)

A.天然气是二次能源 B.石油是二次能源

C.电能是一次能源 D.水流是一次能源

D

根据定义,天然气、石油、水流是自然界中存在的,都是一次能源;电能由其他能源转化而来,是二次能源。

3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

C

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。

4下列反应能设计成原电池提供电能的是(　　)

A.Cu与Cl2燃烧反应

B.Ba(OH)2·8H2O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

A

理论上属于放热反应的氧化还原反应都能设计为原电池,D项不属于氧化还原反应,没有电子转移;C项属于吸热反应,没有能量释放。

5关于原电池的叙述中正确的是(　　)

A.构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属

B.原电池是将化学能转变为电能的装置

C.原电池工作时总是负极溶解,正极上有物质生成

D.原电池的正极是还原剂发生反应,总是溶液中的阳离子在此被还原

B

构成原电池电极的也可以是非金属导体,A项错误;燃料电池中负极不溶解,C项错误;D项应是氧化剂在原电池的正极上发生还原反应。

6右图为番茄电池,下列说法正确的是 (　　)

A.一段时间后,锌片质量会变小

B.铜电极附近会出现蓝色

C.电子由铜通过导线流向锌

D.锌电极是该电池的正极

A

番茄电池中锌是负极,铜是正极,负极锌会失去电子溶解,质量减小,A项正确、D项错误;铜极是正极,电子由负极锌移向正极铜,C项错误;铜电极附近没有Cu2+生成,不会出现蓝色,B项错误。

7下列装置能形成原电池的是(　　)

C

A项,酒精是非电解质;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三项都不正确。C项,符合构成原电池的条件,电极反应式为Fe-2e-Fe2+(负极);Cu2++2e-Cu(正极)。

8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

D

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。

9下图所示装置中,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

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。

10在银锌原电池(如右图)中,以硫酸铜溶液为电解质溶液,锌为　　　　极,电极上发生的是　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为　, 

锌片上观察到的现象为　; 

银为　　　　极,电极上发生的是　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是　 

　　　　　　　　　,银片上观察到的现象是　 

　。 

负　氧化　Zn-2e-Zn2+　锌片逐渐溶解　正　还原　Cu2++2e-Cu　有红色物质析出

在该电池中,锌为负极,发生氧化反应,逐渐溶解;Ag为正极,发生还原反应,有红色的铜析出。

能力提升

1A、B、C都是金属,把A浸入C的硝酸盐溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液组成原电池时,B为电池的负极。A、B、C三种金属的活动性顺序为(　　)

A.A>B>C B.A>C>B

C.B>A>C D.B>C>A

C

A能从C的盐溶液中置换出C金属,活动性:A>C。A与B组成原电池时,B为负极,则金属活动性:B>A。

2下列设备工作时,将化学能转化为热能的是(　　)

D

A、C分别将太阳能转化为电能、热能;B是锂离子电池,将化学能转化为电能;D中燃气燃烧,将化学能转化为热能和光能。

3将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入相同浓度的稀硫酸中,以下有关叙述中正确的是(　　)

A.甲装置中铜片表面有气泡生成

B.乙装置中电能转化为化学能

C.甲装置中电能转化为化学能

D.乙装置中铜片表面有气泡生成

A

铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中形成原电池,化学能转化为电能,C项错误;锌片作负极,溶解,铜片作正极,H+还原生成H2,A项正确;乙装置中铜片和锌片没有用导线相连,不能形成原电池,B、D两项错误。

4等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系,其中正确的是(　　)

A

等质量的两份锌粉中,分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加入少量CuSO4溶液,则a中发生的反应有:Zn+Cu2+Zn2++Cu,Zn+2H+Zn2++H2↑,由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池,所以,a中的反应比b中的反应快,即反应完成所需的时间短,但Cu2+消耗了少量的Zn,a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生如下反应:Zn+2H+Zn2++H2↑。符合这些条件的图像就是A。

5某原电池的离子方程式是Zn+Cu2+Zn2++Cu,该原电池正确的组成是(　　)

C

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项。正极为Cu2+得电子,所以电解质溶液含Cu2+。

★6锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是(　　)

A.铜电极上发生氧化反应

B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)减小

C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加

D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡

C

原电池反应为Zn+CuSO4ZnSO4+Cu。Cu电极作正极,Cu2+在正极得电子,发生还原反应,A项错误;由于两半池中的阴离子S不能透过半透膜,故c(S)都不变,B项错误;甲池中由于生成Zn2+,而乙池中Cu2++2e-Cu,则乙池中的CuSO4部分变为ZnSO4,导致乙池中溶液总质量变大,C项正确;阴离子不能透过阳离子交换膜,D项错误。

★7把金属A放入盐B(NO3)2的溶液中,发生如下反应:A+B2+A2++B,以下叙述正确的是(　　)

A.常温下金属A一定能与水反应,B一定不能与水反应

B.A与B用导线连接后放入酒精中,一定形成原电池

C.A与B用导线连接后放入B(NO3)2的溶液中,一定有电流产生

D.由A、B和B(NO3)2溶液构成的原电池,A一定是正极,B一定是负极

C

由A+B2+A2++B,说明A比B活泼,但在金属活动性顺序中,A与B都有可能排在H之后,因此A、B可能都不与水反应,A项错误;酒精是非电解质,B项不能形成原电池,错误;由A、B和B(NO3)2溶液构成的原电池,A一定是负极,B一定是正极,D项错误。

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(　　　　、　　　　)、稀硫酸、　　　　　　　　(填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。 

(3)实验装置:如下图所示。

(4)原电池设计及注意的问题。

①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,化学能转化为　　　。 

②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,电极反应式是　　　　　　　　　　　;另一极应该接电流计的　　　极,电极发生了　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。 

(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)①电能　②负　Fe-2e-Fe2+　正　还原

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Fe弱的金属或能导电的非金属。

★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 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L-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)若甲与乙同学均认为“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

(1)2H++2e-H2↑　(2)Al　2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑　(3)Mg　Al　(4)AD

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。所以判断原电池的正负极应具体问题具体分析。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b991d98500d276a20029bd64783e0912a2167cf7.html