1、第第 2 2 课时课时 化学反应与电能化学反应与电能 学 考 练 1下列说法不正确的是( ) A根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源 B电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源 C原电池是将化学能转化为电能的一种装置 D水力发电是将化学能转化为电能的过程 解析 氢气不能从自然界中直接获得，是二次能源。电能也是二次能源，且使用 方便，污染最小，A、B 都正确。原电池是将化学能转化为电能的装置，C 正确。 水力发电是把势能转化为电能，不是化学能转化为电能，D 错误。 答案 D 2如图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液构成原电池。下列叙 述正确的是( ) AZ
2、n 是负极，发生还原反应 B电流从锌片流向铜片 C一段时间后，铜片质量减轻 D该装置将化学能转变为电能 解析 A 中 Zn 发生氧化反应， B 中电流的方向从正极负极， C 中一段时间后， 锌片质量减轻，故只有 D 正确。 答案 D 3下列关于化学电源的说法正确的是( ) A干电池放电之后还能再充电 B充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能 C充电电池可以无限制地反复放电、充电 D氢氧燃料电池是一种环境友好电池 解析 A 项，干电池是一次性电池，放电之后不能再充电，A 错误；B 项，充电 电池在放电时化学能转化为电能 ， 充电时将电能转化为化学能， B 错误； C 项， 充电电池不能无限制
3、地反复放电、充电，C 错误；D 项，氢氧燃料电池的生成物 是水，是一种环境友好电池，D 正确。 答案 D 4将纯锌片和纯铜片按下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两个装置都构成了原电池 B甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池 C两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生 D产生气泡的速率甲比乙慢 解析 甲中构成了铜锌原电池，锌作负极，失电子；铜作正极，氢离子在铜极上 得电子，生成氢气；总反应式为：ZnH2SO4=ZnSO4H2。乙装置没有构 成原电池，因为没有形成闭合电路。构成原电池后生成氢气的速率加快。 答案 B 5核聚变是人类未来获取能源的理想方式之一，人类从受
4、控热核聚变反应中可 得到无穷尽的清洁能源，相当于为自己制造了一个个小太阳。下列关于能量转换 的认识中不正确的是( ) A电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能 B绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能 C煤燃烧时，化学能主要转化为热能 D白炽灯工作时，电能全部转化为光能 解析 白炽灯工作时，电能没有全部转化为光能，还转化为热能等。 答案 D 6X、Y、Z 都是金属，把 X 浸入 Z 的硝酸盐溶液中，X 的表面有 Z 析出，X 和 Y 组成原电池时，Y 为电池的负极。X、Y、Z 三种金属的活动性顺序为( ) AXYZ BXZY CYXZ DYZX 解析 根据原电池原理，负极的金属比正极活泼
5、，可知 YX，根据金属活动性 顺序和置换反应原理，可知 XZ，故有 YXZ。 答案 C 7燃料电池是燃料(如 CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为 电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是 ( ) A负极反应式：O22H2O4e =4OH B负极反应式：CH48OH 8e=CO 26H2O C随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变 D放电时溶液中的阴离子向负极移动 解析 O22H2O4e =4OH应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可 能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为 CH4 10OH 8e=CO2 37H2
6、O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的 c(OH )将减小。 答案 D 8一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 A Zn Cu CuCl2 B Cu Zn H2SO4 C Cu Zn CuSO4 D Zn Fe CuCl2 解析 由总反应式知，Zn 被氧化作原电池的负极，符合条件的有 B、C 两项， 正极反应为：Cu2 2e=Cu，B 选项中是：2H2e=H 2，C 正确。 答案 C 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 H
7、2SO4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)如果甲与乙同学均认为“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表已过时，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
8、响较大，因此应具体问题具体 分析 解析 甲同学依据的化学反应原理是：MgH2SO4=MgSO4H2，乙同学依 据的化学反应原理是：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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。所以判断一个原电池的 正、负极应具体问题具体分析。 答案 (1)2H 2e=H 2 (2)Al 2Al2OH 2H 2O=2AlO 23H2 (3)Mg Al (4)AD 10 【实验目的】利用所学知识，设计原电池装置。 【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。 【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。 【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL 烧
9、杯。 【实验方案】CuMg 原电池，电解质溶液为橙汁； CuFe 原电池，电解质溶液为苹果汁； FeMg 原电池，电解质溶液为柠檬汁。 【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片 两两插入到盛有果汁的三个 500 mL 的烧杯中，将发光二极管两端分别接在三种 方案中金属活动性不同的金属夹上。观察现象，连接方式如图所示。 【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。 【实验结论】原电池把化学能转变为电能。 回答问题： (1)连接装置时活泼金属接二极管的_极上，较不活泼金属接二极管的 _极上。 (2)在方案中铜作电极情况：_ _。 (3)在方案中镁作电极情况：_ _。 (4
10、)在方案中铁作电极情况：_ _。 (5)在方案中负极反应为_， 正极反应为_， 总电池反应方程式为_。 解析 在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极 (连接二极管的正极)。 因金属活动性： MgFeCu， 故方案中 Cu 均作正极， 中 Mg 均作负极，方案中铁作负极，方案中铁作正极。在方案中负极 反应为：Mg2e =Mg2，正极反应为：2H2e=H 2，总电池反应方程 式为：Mg2H =Mg2H 2。 答案 (1)负 正 (2)Cu 均作正极 (3)镁均作负极 (4)方案中铁作负极，方案中铁作正极 (5)Mg2e =Mg2 2H2e=H 2 Mg2H =Mg2H
11、2 11 在盛有水的烧杯中， 铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝， 使之平衡(如 图所示)。小心地往烧杯中央滴入 CuSO4溶液。 (1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)_。(填字母) A铁圈和银圈左右摇摆不定 B保持平衡状态不变 C铁圈向下倾斜 D银圈向下倾斜 (2)产生上述现象的原因是_ _。 (3)写出反应的化学方程式：_ _。 解析 加入 CuSO4溶液后，构成 FeAg 原电池，Fe 失电子作负极，质量减轻， Cu2 在正极银圈上得电子，生成的金属铜沉积在上面使其质量增加。 答案 (1)D (2)加入 CuSO4溶液后，构成 FeAg 原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2 在银
12、圈上 得电子，生成的 Cu 沉积在银圈上，质量增加 (3)FeCuSO4=FeSO4Cu 12(1)现有如下两个反应： (A)NaOHHCl=NaClH2O (B)Cu2Ag =2AgCu2 根据两反应本质，判断能否设计成原电池：_ _。 如果不能，说明其原因：_ _。 如果可以， 则写出正、 负极材料， 电极反应式及反应类型(“氧化反应”或“还 原反应”)： 负极：_，_，_。 正极：_，_，_。 (2)利用反应 2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O 可制备 CuSO4，若将该反应设 计为原电池。 负极材料是_(写名称)，电极反应为_ _。 正极电极反应式为_ _。 溶液中 SO2
13、4向_极移动。 解析 (1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且 能自发进行。 根据电池反应式 Cu2Ag =2AgCu2可知，Cu 失电子作负极，负极材料 是 Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或能导电的非金属。 (2)该氧化还原反应中还原剂为 Cu，故负极是铜，电极反应为 Cu2e =Cu2， 氧化剂是 O2，故正极反应为 O24e 4H=2H 2O，溶液中阴离子 SO2 4向负极 移动。 答案 (1)(A)不能，(B)可以 (A)不是氧化还原反应，没有电子转移 Cu Cu2e =Cu2 氧化反应 碳棒、Ag、铂、金(任选一种) 2Ag2e=2Ag 还原反应 (2
14、)铜 Cu2e =Cu2 O 24e 4H=2H 2O 负 能 力 练 13 某同学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化学 知识，自己动手设计了一个原电池。请填写下列空白： (1)实验原理：Fe2H =Fe2H 2 (2)实验用品：电极(铁钉、铜钉)、稀硫酸、烧杯、导线、耳机(或者电流表)。 (3)实验装置如图。 (4)原电池设计及注意的问题： 按如图所示装置连接好实验仪器，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 生“嚓嚓嚓”的
15、声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为_，在 耳机中又由_转化为声音这种能量； 如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的_极，电极反 应式为_ _， 发生了_反应；铜钉应该接电流表的_极，电极反应式为 _， 发生了_反应。 解析 原电池是将化学能转变为电能的装置， 活泼金属作负极， 发生氧化反应， 不活泼材料作正极，发生还原反应。电流表正极应接原电池正极，电流表负极应 接原电池负极。 答案 (4)电能 电能 负 Fe2e =Fe2 氧化 正 2H2e =H2 还原 14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
16、极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 1 Al、Mg 稀盐酸 偏向 Al 2 Al、Cu 稀盐酸 偏向 Cu 3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨 4 Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向 Mg 5 Al、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)由实验 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 中铝作负极还是正极？_，理由是_ _。 写出铝电极的电极反应式：_ _。 (4)解释实验 5 中电流
17、表指针偏向铝的原因：_ _。 (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：_ _。 解析 在稀盐酸中的活动性 MgAl、AlCu。由实验 1 和 2 可知，原电池中电 流表指针是偏向正极。在实验 3 中电流表指针偏向石墨，由上述规律可知，Al 是负极，石墨是正极，化学反应是 Al 失去电子被氧化为 Al3 ，盐酸中的 H得到 电子被还原为 H2。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。 答案 (1)否 (2)负 2Al6e =2Al3 正 6H 6e=3H 2 2Al6HCl=2AlCl33H2 (3)负极 在 NaOH 溶液中，活动性 AlMg Al3e 4OH=AlO 22H2O (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 (5)另一个电极材料的活动性；电解质溶液