专题6 第三单元 第1课时　化学能转化为电能 课后巩固练习(含答案）

第三单元　化学能与电能的转化
第1课时　化学能转化为电能
题组一　化学能转化为电能
1．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SO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之比为1∶32时，Zn片减轻的质量相等
2．(2022·长沙高一检测)对于敞口容器中的反应：Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)，下列叙述不正确的是(　　)
A．Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量
B．反应过程中能量关系可用如图表示
C．若将该反应设计成原电池，则Zn为负极
D．若将该反应设计成原电池，当有65 g锌溶解时，正极放出11.2 L气体(标准状况)
3．(2022·吉林高一月考)下列关于实验现象的描述不正确的是(　　)
A．铜、锌组成的原电池中，电子从锌极经过导线流向铜极
B．把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
C．把铜片插入FeCl3溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．将铜片和铁片用导线相连浸入硫酸铜溶液中，一段时间后，铁片质量减轻，铜片质量增加
题组二　原电池工作原理的应用
4．X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应：
①水溶液中：X＋Y2＋===X2＋＋Y　②Z＋2H2O(冷)===Z(OH)2＋H2↑　③M、N为电极与N的盐溶液组成原电池，发生的电极反应为M－2e－===M2＋　④Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化。则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是(　　)
A．MC．N5．等质量的两份锌a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列选项表示生成H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是(　　)
6．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑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)(　　)
题组三　钢铁的电化学腐蚀
7．(2022·江苏常州横山桥高级中学高一期中)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，脱氧过程中发生了原电池反应。下列分析正确的是(　　)
A．脱氧过程中，化学能全部转化为电能
B．脱氧过程中，炭粉发生氧化反应生成CO2
C．脱氧过程中，Cl－发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
D．脱氧过程中，铁电极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
8．如图所示装置，下列有关该装置反应开始时的叙述正确的是(　　)
A．锌极附近滴入酚酞，溶液呈红色
B．铁极发生的电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．铁极发生电化学腐蚀生成铁锈
D．溶液中的OH－向铁极移动
9．将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液里，当电池中有0.2 mol电子通过时，负极质量的变化是(　　)
A．增加5.6 g B．减小0.1 g
C．减少6.5 g D．增加6.4 g
10．(2022·江苏徐州高一质检)某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)，有关说法正确的是(　　)
A．Zn为正极
B．工作时Cu电极发生氧化反应
C．工作时电子经外电路由Cu流向Zn
D．工作一段时间后Cu电极质量增加
11.如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片，若电流计的指针发生偏转，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，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
12．我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法正确的是(已知质子交换膜只允许H＋通过)(　　)
A．该制氢工艺中可以实现H2S的连续高效转化
B．该装置工作时，H＋由b极区流向a极区
C．a极上发生的电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋
D．a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液
13．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
14.将锌片和铜片用导线相连浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计(装置如图)，若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为47 g，则该过程中产生H2(标准状况下)的体积为(　　)
A．2.24 L B．3.36 L
C．4.48 L D．6.72 L
15．(2022·安徽阜阳高一期中)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中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为___________________________。
(4)A、B、C中铁被腐蚀由快到慢的顺序是________。
16．现有如下图Ⅰ原电池装置，插入电解质溶液前Cu和Fe电极的质量相等。
请回答下列问题：
(1)当图Ⅰ中的电解质溶液为稀硫酸时，铁片作________极，铜片上的现象是________________；图中箭头的方向表示________(填“电子”或“电流”)的流向。
(2)若将图Ⅰ中的U形管虚线以下的电解质溶液换为四氯化碳(不导电)，如图Ⅱ所示，则该装置______(填“能”或“不能”)形成原电池，原因是_______________________________
____________________________________________________________________________。
(3)当电解质溶液为某溶液时，两电极的质量变化曲线如图Ⅲ所示。
①该电解质溶液可以是下列中的________(填字母)。
A．稀硫酸 B．CuSO4溶液
C．稀盐酸 D．FeSO4溶液
②Cu电极的电极反应式为____________________________________________________；
6 min时Cu电极的质量为________ g。
第三单元　化学能与电能的转化
第1课时　化学能转化为电能
1．B　2.D　3.C　4.C　5.D
6．B　[A项为原电池，铝为负极，但总反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，不符合；C项为原电池，但硝酸是氧化性酸，与Al反应不产生H2，不符合；D项装置中有外接电源，不属于原电池，不符合。]
7．D　[脱氧过程中，化学能除转化为电能外，还部分转化为热能，故A错误；炭粉为原电池的正极，没有参与反应，故B错误；NaCl是电解质，没有参与反应，故C错误；铁是原电池的负极，发生氧化反应，故D正确。]
8．B　[该装置构成原电池，Zn为负极，Fe为正极。]
9．C　[方法一　依据电极反应式计算，
负极：Zn　－　2e－　===　Zn2＋
65 g　　2 mol
m(Zn) 0.2 mol
m(Zn)＝＝6.5 g。
方法二　依据原电池总反应式计算，
m(Zn)＝＝6.5 g。]
10．D　[由于Zn比Cu更活泼，故Zn为负极，A错误；工作时Cu电极作正极，发生还原反应，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，B错误；工作时电子经外电路由负极Zn流向正极Cu，C错误；浸有硫酸铜溶液的滤纸，说明电解质溶液为硫酸铜溶液，工作时Cu2＋在铜电极得电子生成Cu，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，工作一段时间后Cu电极质量增加，D正确。]
11．C　[Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成Fe2＋，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C棒)的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。]
12．A　[该装置工作时，H＋由a极区流向b极区，B项错误；a极上有电子流出，发生氧化反应，所以a极上发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，C项错误；由图可知，a极区Fe2＋和Fe3＋可相互转化，故不需补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液，D项错误。]
13．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。]
14．C　[由题意可知，该原电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，则负极上锌生成锌离子进入溶液而导致质量减少，正极上氢离子得电子生成氢气，所以正极质量不变，两个电极减少的质量是参加反应的锌的质量，锌和稀硫酸反应的离子方程式为2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑，根据反应的离子方程式得氢气的物质的量n(H2)＝n(Zn)＝＝0.2 mol，标准状况下H2的体积为V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。]
15．(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，铁被腐蚀的速率加快；C能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被腐蚀，铁为正极，被保护。
16．(1)负　有气泡生成　电流　(2)不能　CCl4为非电解质，不能构成闭合回路　(3)①B　②Cu2＋＋2e－===Cu　9.2
解析　(1)铁比铜活泼，所以当电解质溶液为稀硫酸时铁作负极，铜作正极，铜电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，所以铜片上的现象是有气泡生成；图中的箭头方向是由正极指向负极，故应是电流方向。(2)由于四氯化碳不导电，所以不能构成闭合回路，图Ⅱ所示装置不能形成原电池。(3)①由图Ⅲ可知两电极的质量均在变化，Fe电极的质量减小而Cu电极的质量增加，故电解质溶液为硫酸铜溶液。②Cu电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，Fe电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，6 min时Fe电极减少的质量为6.0 g－3.2 g＝2.8 g，根据得失电子守恒求得Cu电极增加的质量为3.2 g，故m＝(6.0＋3.2) g＝9.2 g。