2018-2019版高中化学化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时学案.docx

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MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液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bD.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+Cu2Fe2+Cu2+,Cu失电子,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 g(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;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 molB.0.2 molC.0.3 molD.0.4 mol解析负极:Zn-2e-Zn2+,Zn失去2mole-减重65g;正极:Cu2+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6.45g,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)()A.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Cu,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ABCD正极ZnCuAgCu负极CuZnCuFe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)0.1NA(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1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH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“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