第六章　第一节　第2课时　化学反应与电能（含答案)

第2课时　化学反应与电能
题组一　原电池工作原理
1．下列叙述不正确的是(　　)
A．用天然气火力发电时，每一步都需要化学反应来完成
B．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源，保护环境
C．原电池反应一定为氧化还原反应
D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化
2．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是(　　)
A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
D．C＋CO22CO
3．(2022·江苏省天一中学高一期中)下列各装置能在外电路获得电流的是(　　)
4.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下，其中正确的是(　　)
①Zn为正极，Cu为负极
②H＋向负极移动
③电子是由Zn经外电路流向Cu
④Cu极上有H2产生
⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为1 g
⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①②③ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．②③④
5．(2022·江苏淮安高一期中)下列关于如图装置说法正确的是(　　)
A．碳棒是负极
B．该装置能将电能转化为化学能
C．电子由铁片流出经过电流表流向碳棒
D．铁片上发生的反应为Fe＋2e－===Fe2＋
题组二　原电池工作原理的应用
6．如图所示装置中，观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)
选项 M N P
A 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
7.X、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(　　)
A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞W
C．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W
8．下列有关原电池的说法正确的是(　　)
A．将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质
B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极
C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极
9.如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(　　)
A．外电路的电流方向：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C．SO移向X电极，Y电极上有氢气产生
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
10．以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是(　　)
A．锌片溶解了1 mol，铜片上有1 mol H2生成
B．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C．锌片溶解了31 g，铜片上有1 g H2生成
D．锌片溶解了1 mol，消耗了1 mol H＋
11.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；当杠杆为导体时，A端高B端低
D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；当杠杆为导体时，A端低B端高
12．按图1所示装置进行实验，若图2中x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示(　　)
①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的质量
A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑤
13．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式为_______________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)B中锡极为____极，电极反应式为________________________，锡极附近溶液的酸性______(填“增强”“减弱”或“不变”)。B中Fe极为____极，电极反应式为_____________。
(3)C中被氧化的金属是________，总反应的化学方程式为_______________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)A、B、C中铁被氧化由快到慢的顺序是_____________________________________________
____________________。
14．选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池。
回答下列问题：
(1)负极材料：________；正极材料：________；电解质溶液：____________。
(2)写出电极反应式：
正极：________________________________________________________________________；
负极：________________________________________________________________________。
(3)原电池中电子从________(填“正”或“负”，下同)极流出，电解质溶液中阴离子流向______极。
15．Ⅰ.A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
Ⅱ.分别按如图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸。
(1)下列叙述正确的是________(填字母)。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小
D．产生气泡的速率：甲比乙慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是________
_______________________________________________________________________________。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
第2课时　化学反应与电能
1．A　2.D　3.B
4．B　[Cu-Zn原电池中，Zn为负极，①错误；阳离子移向正极，②错误；电子由Zn流出，经外电路流向Cu，③正确；Cu极上发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，④正确；由得失电子守恒可知1 mol电子流过导线可以产生0.5 mol H2，即1 g H2，⑤正确；正极发生还原反应，⑥错误。]
5．C　[由分析可知，碳棒是原电池的正极，A不正确；该装置属于原电池，能将化学能转化为电能，B不正确；在原电池中，电子从负极沿导线流入正极，所以该原电池中，电子由铁片流出经过电流表流向碳棒，C正确；铁片为负极，发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，D不正确。]
6．C　[本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。]
7．A　8.B
9．C　[由外电路中的电子流向可知，X为负极，Y为正极，由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向应该是Y→外电路→X，故A错误；X为原电池的负极，Y为正极，则X应为Zn，故B错误；X为负极，Y电极上生成氢气，SO移向负极X电极，故C正确；X极上发生的是氧化反应，Y极上发生的是还原反应，故D错误。]
10．A　[原电池两极得、失电子数相等。负极Zn－2e－===Zn2＋；正极2H＋＋2e－===H2↑。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上有1 mol氢气生成，得到2 mol电子。]
11．D
12．C　[NO不参加反应，因此c(NO)不变，②不符合图像变化；负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，则a棒的质量逐渐减少，b棒的质量逐渐增加，c(Ag＋)逐渐减小，①③符合图像变化，④不符合图像变化；由电极反应式可知，每溶解56 g铁转移2 mol电子，有216 g银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量减少，⑤符合图像变化。]
13．(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(2)正　2H＋＋2e－===H2↑　减弱　负　Fe－2e－===Fe2＋　(3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑　(4)B＞A＞C
解析　A中不能形成原电池，铁与稀硫酸发生置换反应。B中能形成原电池，铁比锡活泼，锡为正极，铁为负极，铁被氧化的速率加快。C能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被氧化，铁为正极，保持不变。
14．(1)铜　银(或碳棒)　AgNO3溶液　(2)2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋　(3)负　负
15．Ⅰ.(1)A－2e－===A2＋　(2)Cu2＋＋2e－===Cu　(3)D＞A＞B＞C　Ⅱ.(1)C　(2)锌片不纯，锌与杂质构成原电池　(3)Cu2＋＋2e－===Cu
解析　Ⅰ.(1)甲装置中，二价金属A不断溶解，说明A失电子发生氧化反应，则A作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。(2)乙装置中，C的质量增加，说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，B作负极，装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。(3)丙装置中，A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作正极，D作负极，结合(1)(2)分析可知，四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。Ⅱ.(1)铜不能与稀硫酸反应，则乙烧杯中铜片表面无气泡生成，甲装置中形成原电池，铜作正极，则甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；两烧杯中稀硫酸都参加反应，溶液中氢离子浓度均减小，故C正确；甲装置能形成原电池，其反应速率较一般化学反应速率更大，所以甲中产生气泡的速率比乙中快，故D错误。(2)在甲装置中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，可能是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池。(3)在甲装置中，如果把稀硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子生成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。