第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与电能
一、选择题
1．电能是现代社会中应用最广泛的一种能源。下列与电有关的叙述中，正确的是（ ）
A．电能属于一次能源
B．锂离子电池属于一次电池
C．火力发电将电能间接转化为热能
D．电池工作时发生了氧化还原反应
2.锌、铜和稀硫酸组成的原电池如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．Zn是正极
B．Cu电极上发生氧化反应
C．该装置能将化学能转变为电能
D．在外电路中，电流由Zn电极流向Cu电极
3.下列关于如图所示装置的说法，正确的是（ ）
A．铁是正极
B．电子从石墨经导线流向铁片
C．石墨上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．该装置可实现电能向化学能的转化
4．下列关于如图所示原电池装置的叙述正确的是（ ）
A.铜片是正极，电极上发生氧化反应
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜离子移向铜片被还原
5．锌（Zn） 空气电池的总反应式：2Zn＋O2＋2H2O===
2Zn（OH）2，装置如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．多孔石墨电极上发生还原反应
B．电子从锌电极经过KOH溶液流向石墨电极
C．负极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2
D．电池工作时，电解质溶液中K＋的数目保持不变
6．同学们设计了以下水果电池，其中正确的是（ ）
7.某金属能和盐酸反应放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为（ ）
A．铜 B．铝 C．镁 D．锡
8．小明利用家中废旧材料制作了一个可使玩具扬声器发出声音的电池，装置如图。下列有关该电池工作时的说法不正确的是（ ）
A．木炭棒是正极材料，发生还原反应
B．电子流向为铝质汽水罐→导线→扬声器→导线→木炭棒
C．食盐水中的Na＋向木炭棒移动
D．木炭棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
9．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）（ ）
10．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg（OH）2。下列关于该电池的说法错误的是（ ）
A．镁片作为正极
B．食盐水作为电解质溶液
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．在活性炭处O2发生还原反应
11．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y和Z溶液可能是下列中的（ ）
选项 X Y Z溶液
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 硝酸银溶液
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Cu Zn 稀硫酸
12．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是（ ）
A．该电池的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．Fe极为电池的负极
C．电子从C极经导线流向Fe极
D．Fe3＋在C极表面被还原
二、非选择题
13．如图是一个原电池装置，请按要求填空。
（1）正极材料是 ，负极材料是 。
（2）电子的流向是由 （填“Fe”或“Cu”，下同）极经外电路流向 极。
（3）写出电极反应式：
负极：_______________________________________________，
正极：_________________________________________________。
（4）该原电池中发生的总反应离子方程式为____________________。
14.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）B中反应的离子方程式为____________________________。
（2）A中作正极的金属是 ，该电极上看到的现象为_______________________________。
（3）C中作负极的金属是 ，该电极反应方程式为___________________________。
（4）现有未知金属A，将A与Fe用导线相连后放入稀硫酸溶液中，观察到A上有气泡产生，在A上发生
（填“氧化”或“还原”）反应。
15．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：
①铝为 极，电极反应式：______________________________；
②石墨为 极，电极反应式：_______________________________；
③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： ____________________________。 第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与电能
一、选择题
1．电能是现代社会中应用最广泛的一种能源。下列与电有关的叙述中，正确的是（ ）
A．电能属于一次能源
B．锂离子电池属于一次电池
C．火力发电将电能间接转化为热能
D．电池工作时发生了氧化还原反应
【解析】选D。电能是由煤、风等一次能源转化来的能源，属于二次能源，A错误；锂离子电池是可充电电池，属于二次电池，B错误；火力发电的能量转化过程为化学能→热能→机械能→电能，C错误；电池放电时将化学能转化成电能，发生了氧化还原反应，D正确。
2.锌、铜和稀硫酸组成的原电池如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．Zn是正极
B．Cu电极上发生氧化反应
C．该装置能将化学能转变为电能
D．在外电路中，电流由Zn电极流向Cu电极
【解析】选C。Zn比铜活泼，失去电子，发生氧化反应，为负极，A错误；Cu不如锌活泼，为正极，氢离子得到电子在铜电极上发生还原反应，B错误；该装置为原电池装置，故能将化学能转变为电能，C正确；在外电路中，电子由Zn电极沿着导线流向Cu电极，电流方向正好相反，D错误。
3.下列关于如图所示装置的说法，正确的是（ ）
A．铁是正极
B．电子从石墨经导线流向铁片
C．石墨上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．该装置可实现电能向化学能的转化
【解析】选C。Fe为活泼金属，为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A项错误；电子从负极经导线流向正极，B项错误；石墨为原电池的正极，H＋在正极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C项正确；Fe、石墨、稀硫酸形成原电池，可以实现化学能向电能的转化，D项错误。
4．下列关于如图所示原电池装置的叙述正确的是（ ）
A.铜片是正极，电极上发生氧化反应
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜离子移向铜片被还原
【解析】选D。Zn比Cu活泼，形成原电池时，铜片是正极，该电极上发生还原反应，A错误；铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，则铜片质量增加，B错误；锌片是负极，铜片是正极，则电流由铜片经导线流向锌片，C错误；电解质溶液中阳离子移向正极，故Cu2＋移向铜片，并得电子被还原为Cu，D正确。
5．锌（Zn） 空气电池的总反应式：2Zn＋O2＋2H2O===
2Zn（OH）2，装置如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．多孔石墨电极上发生还原反应
B．电子从锌电极经过KOH溶液流向石墨电极
C．负极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2
D．电池工作时，电解质溶液中K＋的数目保持不变
【解析】选B。多孔石墨为正极，发生还原反应，故A正确；电池工作时，电子由负极经过导线流向正极，不能经过电解质溶液，故B错误；Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2，故C正确；K＋不参与电极反应，所以电池工作时，电解质溶液中K＋的数目保持不变，故D正确。
6．同学们设计了以下水果电池，其中正确的是（ ）
【解析】选C。构成原电池的四个必要条件为有两个活泼性不同的电极、将电极插入电解质溶液中、两电极间构成闭合回路、有能自发进行的氧化还原反应。两电极都为铁电极，活泼性相同，不能构成原电池，A错误；两电极都为铜电极，活泼性相同，不能构成原电池，B错误；满足构成原电池的四个必要条件，能构成原电池，C正确；不能形成闭合回路，不能构成原电池，D错误。
7.某金属能和盐酸反应放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为（ ）
A．铜 B．铝 C．镁 D．锡
【解析】选D。铜和盐酸不反应，一般情况下原电池中活泼金属作负极，因金属活泼性为Mg＞Al>Zn＞Sn，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为Sn。
8．小明利用家中废旧材料制作了一个可使玩具扬声器发出声音的电池，装置如图。下列有关该电池工作时的说法不正确的是（ ）
A．木炭棒是正极材料，发生还原反应
B．电子流向为铝质汽水罐→导线→扬声器→导线→木炭棒
C．食盐水中的Na＋向木炭棒移动
D．木炭棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
【解析】选D。该原电池的负极是活泼金属铝，易被腐蚀，发生失电子的氧化反应，木炭棒是正极材料，发生还原反应，故A正确；在原电池中，电子从负极流向正极，铝是负极，木炭棒为正极，则电子流向为铝质汽水罐→导线→扬声器→导线→木炭棒，故B正确；原电池中，电解质溶液里的阳离子钠离子移向正极浸有食盐水的木炭棒，故C正确；在原电池的正极浸有食盐水的木炭棒上发生得电子的还原反应，在中性环境下，发生反应：O2＋4e－＋2H2O===
4OH－，故D错误。
9．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）（ ）
【解析】选B。A、B、C三项中的装置均能将化学能转化为电能，A项中反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，A项错误；B项符合题目的要求，正确；C项中反应为Al和稀硝酸反应生成NO，故C项达不到目的；D项中两电极全是Al，因而不能构成原电池，即不能将化学能转化为电能。
10．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg（OH）2。下列关于该电池的说法错误的是（ ）
A．镁片作为正极
B．食盐水作为电解质溶液
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．在活性炭处O2发生还原反应
【解析】选A。从电池反应看，Mg由0价升高到＋2价，则镁片失电子，是负极，A错误；食盐水中含有Na＋和Cl－，具有导电性，可作为电解质溶液，B正确；电池工作时，镁片不断失电子生成Mg2＋进入溶液，所以镁片逐渐被消耗，C正确；活性炭是正极，O2得电子发生还原反应，D正确。
11． X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y和Z溶液可能是下列中的（ ）
选项 X Y Z溶液
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 硝酸银溶液
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Cu Zn 稀硫酸
【解析】选B。锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，作原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，作原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，作原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；铜、银在硫酸铜溶液中不能构成原电池，故C不符合题意；锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，作原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意。
12．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是（ ）
A．该电池的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．Fe极为电池的负极
C．电子从C极经导线流向Fe极
D．Fe3＋在C极表面被还原
【解析】选C。根据原电池原理，Fe为负极，负极上Fe失去电子生成Fe2＋，
C极为正极，正极上Fe3＋得电子，被还原，生成Fe2＋，电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，原电池中电子由负极流出，经导线流入正极，故C错误。
二、非选择题
13．如图是一个原电池装置，请按要求填空。
（1）正极材料是 ，负极材料是 。
（2）电子的流向是由 （填“Fe”或“Cu”，下同）极经外电路流向 极。
（3）写出电极反应式：
负极：_______________________________________________，
正极：_________________________________________________。
（4）该原电池中发生的总反应离子方程式为____________________。
【解析】（1）金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe失电子，为负极，Cu为正极；（2）电子的流向是由负极经外电路流向正极，即电子由铁电极流出经外电路流向铜电极；（3）Fe为负极，失电子，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Cu为正极，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；（4）金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
答案：（1）Cu Fe （2）Fe Cu
（3）Fe－2e－===Fe2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
（4）Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
14.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）B中反应的离子方程式为____________________________。
（2）A中作正极的金属是 ，该电极上看到的现象为
___________________________________________________。
（3）C中作负极的金属是 ，该电极反应方程式为
__________________________________________。
（4）现有未知金属A，将A与Fe用导线相连后放入稀硫酸溶液中，观察到A上有气泡产生，在A上发生 （填“氧化”或“还原”）反应。
【解析】（1）B中是铁和稀硫酸反应，故其离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；（2）A中铁比铜活泼，故铁作负极，铜作正极，该原电池正极上看到的现象为有气泡产生；（3）C中锌比铁更活泼，故锌作负极，负极上通常是电极本身失电子被氧化，故电极反应方程式为Zn－2e－===Zn2＋；（4）观察到A上有气泡产生，故A上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故为还原反应。
答案：（1）Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
（2）Cu 有气泡产生 （3）Zn
Zn－2e－===Zn2＋ （4）还原
15．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：
①铝为 极，电极反应式：______________________________；
②石墨为 极，电极反应式：_______________________________；
③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：Mg>Al>Cu。由实验1、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溶液中镁不反应，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）①负 2Al－6e－===2Al3＋
②正 6H＋＋6e－===3H2↑
③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
（3）负极 Al与NaOH溶液自发进行氧化还原反应，而Mg与NaOH溶液不反应 Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
（4）Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，Al是原电池的正极
（5）①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液
