1、第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化 第第 2 课时课时 化学反应与电能化学反应与电能 1随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首 要原因是( ) A利用电池外壳的金属材料 B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品 D回收其中的石墨电极 2下面是有关各种形式能量的相互转化途径的叙述，其中错误的是( ) A家庭液化气灶将化学能转变为热能 B灯泡将电能全部转变为光能 C光合作用将光能转变为化学能 D太阳能电池将光能转变为电能 3“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能，如图所示是某同学设计的
2、几种装 置，其中能构成原电池的是( ) A B C D 4下列关于原电池的叙述，正确的是( ) A构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属 B原电池是将化学能转变为电能的装置 C在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 5某实验兴趣小组按下图装置实验后，所记录内容合理的是( ) 实验记录 Cu 为正极，Zn 为负极； Zn 质量减少，Cu 质量增加； SO2 4向 Cu 极移动； 电子流向：由 Zn 经导线流入 Cu 片； Zn 电极发生还原反应； 正极反应式：Cu2 2e=Cu。 A. B C D 6人造地球卫星用到的一种高能电池银
3、锌蓄电池，其电池的电极反应式：Zn2OH 2e =ZnOH 2O，Ag2OH2O2e =2Ag2OH。据此判断氧化银是( ) A负极，被氧化 B正极，被还原 C负极，被还原 D正极，被氧化 7如图是铅蓄电池构造示意图，下列说法不正确的是( ) A铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B电池工作时，电子由 Pb 板通过导线流向 PbO2板 C电池工作时，负极反应为 Pb2e =Pb2 D电池工作时，H 移向 PbO 2板 8如图将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸中，发生原电池反应，下列叙述错误的是 ( ) A溶液的 pH 增大 B溶液中的 Zn2 浓度增大 C溶液中的 SO2 4浓度增大
4、D溶液的密度增大 9如图所示装置，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 10X、Y、Z、W 四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如 图所示： 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) AZYXW BZXYW CZYWX DYZXW 11下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应
5、是( ) A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 B2H2O2= 点燃 2H2O CMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3 DCH42O2= 点燃 CO22H2O 12为将反应 2Al6H =2Al33H 2的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝 条均已除去了氧化膜)( ) 13某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验 中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是( ) Aa 和 b 不连接时，该装置不能形成原电池，铁片上有红色的铜析出 Ba 和 b 用导线连接时，铜片为负极，发生的反应为 Cu2 2e=Cu C无论 a 和 b 是否连接，
6、铁片均会被氧化，溶液中均有 Fe2 生成 Da 和 b 用导线连接时，溶液中的 Cu2 向铜电极移动 14小颖同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是( ) A若将图 1 装置的 Zn、Cu 直接接触，Cu 片上能看到气泡产生 B图 2 装置中 SO2 4向 Cu 片移动 C若将图 2 中的 Zn 片改为 Mg 片，Cu 片上产生气泡的速率加快 D图 2 与图 3 中正极生成物的质量比为 132 时，Zn 片减轻的质量相等 15按下图装置进行实验，若 x 轴表示流入正极的电子的物质的量，则 y 轴可以表示( ) c(Ag ) c(NO 3) a 棒的质量 b 棒的质量 溶液的质量 A
7、 B C D 16某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图所示实验。 (1)打开 K，观察到的现象为_。 (2)关闭 K，观察到的现象是_。 此电池的负极的电极反应式为_。 总反应式为_。 (3)关闭 K，溶液中阳离子向_(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是 _。 16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
8、的化学方程式：_。 17将 Fe 片和石墨用导线相连，一组插入稀 H2SO4中，一组插入 FeCl3溶液中，分别形成 了原电池。 (1)这两个原电池中，正极分别是_(填字母)。 A石墨、石墨 B石墨、Fe 片 CFe 片、Fe 片 DFe 片、石墨 (2)写出插入稀H2SO4中形成原电池的正极反应式： _ _(用离子方程式表示，下同)。 (3)写出插入 FeCl3溶液中形成原电池的总反应式：_。 18铁及铁的化合物应用广泛，如 FeCl3可用于催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂 等。 (1)写出 FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： _。 (2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在
9、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：_。 19目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题： (1)铅蓄电池的负极是_，铅蓄电池的正极是_。 (2)铅蓄电池的总反应式为 PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，则负极发生_(填 “氧化”或“还原”)反应，由_生成_；正极发生_(填“氧化”或“还原”)反 应，由_生成_。 (3)电解质溶液是 H2SO4， 那么在铅蓄电池中 H 向_(填“正”或“负”)极移动， SO2 4向 _(填“正”或“负”)极移动。 【参考答案】 1 【答案】 B 【解析】 回收电池的主要目的是防止对环境
10、的污染。 2 【答案】 B 【解析】 灯泡除了将电能转变为光能之外，还转变为热能等其他形式的能。 3 【答案】 A 4 【答案】 B 【解析】 构成原电池的正极和负极可以是两种活动性不同的金属， 也可以是导电的非金属 (如石墨棒)和金属，A 错误；原电池是将化学能转变为电能的装置，B 正确；在原电池中， 负极上发生失去电子的氧化反应， 正极上发生得到电子的还原反应， 所以电子从负极沿导线 流向正极，C 错误；原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，则电流的方向是从正极到 负极，D 错误。 5 【答案】 B 【解析】 Zn 比 Cu 活泼，Zn 为负极，Cu 为正极，故正确；铜为正极，发生反应：
11、Cu2 2e=Cu，铜极质量增大，故正确；原电池工作时，阴离子向负极移动，故错误； 电子由负极经导线流向正极，即电子由 Zn 电极经导线流向 Cu 电极，故正确；Zn 电极发 生氧化反应， 故错误； 正极发生还原反应， 电极反应方程式为 Cu2 2e=Cu， 故正确。 综上所述，B 正确。 6 【答案】 B 【解析】 电池的电极反应式：Zn2OH 2e=ZnOH 2O，Ag2OH2O2e =2Ag 2OH ，从中可以看出锌的化合价升高，所以锌为负极，被氧化，而氧化银中的银化合价降 低，故氧化银为正极，被还原。 7 【答案】 C 【解析】 二次电池是可充电电池，典型的是铅蓄电池，充电时是把电能转
12、化成化学能的装 置，故 A 说法正确；依据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，Pb 作负极， PbO2作正极， 电子从 Pb 板通过导线流向 PbO2板，故 B 说法正确；电池的总反应式：Pb PbO22H2SO4=2PbSO42H2O，负极上的电极反应式：PbSO2 42e =PbSO 4，故 C 说法错误；依据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，故 D 说法正确。 8 【答案】 C 【解析】 A 项，氢离子浓度降低，溶液的 pH 增大，正确；B 项，锌不断溶解，溶液中的 Zn2 浓度增大， 正确； C项， 由于在反应过程中溶液中SO2 4没有参加反应， 所以溶液中c(SO 2 4
13、) 不变，错误；D 项，原电池放电时，溶液由硫酸溶液逐渐变成硫酸锌溶液，所以溶液的密度 增大，正确。 9 【答案】 D 【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 两项中的反应为 ZnH2SO4=ZnSO4H2，则 A 项 A 极变细，B 项 A 极不变；C 和 D 两项中的反应为 Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2，其中 C 项 A 极变细，D 项 A 极变粗。 10 【答案】 A 11 【答案】 C 【解析】 只有属于氧化还原反应，才能用于
14、设计原电池；A、B、D 属于氧化还原反应， 均可以设计为原电池。C 不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。 12 【答案】 B 【解析】 A 项为原电池，铝为负极，但总反应为 2Al2OH 2H 2O=2AlO 23H2，不 符合； C 项为原电池， 但硝酸是氧化性酸， 则总反应为 Al4H NO 3=Al 3NO2H 2O， 不符合；D 项装置中有外接电源，不属于原电池，不符合。 13 【答案】 B 【解析】 a 和 b 不连接时，没有形成闭合回路，没有构成原电池，发生化学反应，铁把铜置 换出来，A 项正确；导线连接后，构成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，发生的反应为 Fe2e =Fe2，B
15、项错误；根据选项 A、B 分析可知，无论 a 和 b 是否连接，铁片均会被氧化， 溶液中均有 Fe2 生成， C 项正确； 构成原电池时， 阳离子向正极移动， 铜作正极， D 项正确。 14 【答案】 B 【解析】 Zn、Cu 直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Cu 片上可看到有气泡产生， A 项正确；SO2 4带负电荷，应该向负极 Zn 片移动，B 项错误；由于 Mg 的失电子能力强于 Zn，所以将 Zn 片改为 Mg 片后，电子转移速率加快，生成 H2的速率也加快，C 项正确；假 设图 2 中正极产生 2 g H2， 则转移 2 mol 电子， 消耗负极 65 g Zn， 而图 3 中
16、正极析出 64 g Cu， 也转移 2 mol 电子，消耗负极 65 g Zn，故 Zn 片减轻的质量相等，D 项正确。 15 【答案】 A 【解析】 根据图中装置可判断，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属 Fe 为负极， Ag 为正极，Fe 和硝酸银之间发生氧化还原反应，所以银离子浓度减小，硝酸根浓度不变， 正确、错误；在负极上金属铁本身失电子，即 a 棒质量减轻，正确；正极 b 棒上析出 金属银，即 b 棒质量增加，错误；负极上金属铁本身失电子，正极 Ag 上析出金属银，所 以溶液的质量是增加了 Fe， 但是析出了 Ag， 在转移电子数相等情况下， 析出的金属质量多， 所以溶液
17、质量减轻，但不能为零，错误。 16 【答案】 (1)锌棒上附着有红色固体 (2)碳棒上附着有红色固体 Zn2e =Zn2 ZnCu2=Zn2Cu (3)C ZnC(或负极正极) 【解析】 (1)打开 K，锌与硫酸铜接触，置换出铜，所以可以看到锌棒上附着有红色固体。 (2)关闭 K，形成原电池，锌作负极，碳作正极，溶液中的铜离子在碳棒上得到电子生成铜， 看到碳棒上附着有红色固体；其正极反应为 Cu2 2e=Cu；负极反应为 Zn2e=Zn2 ；总反应为 ZnCu2=Zn2Cu。(3)关闭 K，溶液中的阳离子向正极移动，即向碳棒移 动，电子从锌出来经过导线流向碳。 16 【答案】 (1)D (2)
18、加入 CuSO4溶液后，构成 FeAg 原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2 在银圈上得电子，生成的 Cu 沉积在银圈上，质量增加 (3)FeCuSO 4=FeSO4Cu 【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。 17 【答案】 (1)A (2)2H 2e=H 2 (3)2Fe 3Fe=3Fe2 【解析】 当电解质溶液为稀 H2SO4时， 总反应为 FeH2SO4=FeSO4H2， 则负极为 Fe， 正极为石墨，正极反应式为 2H 2e=H 2；当电解质溶液为 FeCl3时，总反应为 F
19、e 2FeCl3=3FeCl2，离子方程式为 Fe2Fe3 =3Fe2，负极为 Fe，正极为石墨。 18 【答案】 (1)2Fe3 Cu=2Fe2Cu2 (2) 2Fe3 2e=2Fe2 Cu2e=Cu2 【解析】 (1)Fe3 有强氧化性，能把铜氧化成铜离子，自身被还原成 Fe2，反应的离子方 程式为：2Fe3 Cu=Cu22Fe2。 (2)设计原电池时，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，该电池反应中 Fe3 得电子 发生还原反应，所以正极电极反应：Fe3 e=Fe2，铜失电子发生氧化反应，所以负极 上电极反应：Cu2e =Cu2，电池反应中发生氧化反应的金属作负极，所以铜作负极， 不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极， 可选石墨作正极， 发生还原反应的电解质溶液 作原电池的电解质溶液，所以原电池图为。 19 【答案】 (1)Pb PbO2 (2)氧化 Pb PbSO4 还原 PbO2 PbSO4 (3)正 负
