课件37张PPT。第二章
化学反应与能量 第二节
化学能与电能第1课时
化学能转化为电能课
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限时：45分钟 总分：100分
一、选择题(每小题4分，共48分，每小题有1－2个正确选项)
1．(多选)下列关于锌、铜和稀硫酸构成的原电池的说法中，正确的是( )
A．锌是负极、铜是正极
B．电子从铜片经导线流向锌片
C．负极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．反应一段时间后，溶液的pH升高
2.
如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，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0.5 mol；
⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①②③ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．②③④
3.
如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。下列关于此装置的叙述中，不正确的是( )
A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向由M到N
4．锌、稀硫酸和铜组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上两极的变化是( )
①锌片溶解32.5 g；②锌片增重32.5 g；③铜片上析出1 g H2；④铜片上析出1 mol H2
A．①和③ B．①和④
C．②和③ D．②和④
5.两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是( )
6.
如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是( )
选项号
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．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C；
③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡；
④B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序为( )
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
8. (多选)某原电池总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是( )
A. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为C，负极为Fe，电解质溶液为
Fe(NO3)3溶液
C. 正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为
Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液
9．如图所示，杠杆AB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浓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；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；为导体时，A端低B端高
10．下列有关原电池的说法中，正确的是( )
A．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片较活泼，作负极
B．铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极
C．镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀
D．将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质
11．将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少量CuSO4溶液，下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，正确的是( )
答案
1．AD 由于锌比铜活泼，在形成的原电池中，锌是负极，铜是正极；电子从锌片经导线流向铜片；负极的反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑；反应一段时间后，由于消耗了H＋，溶液的pH升高。
2．B 在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故每转移1 mol电子时，产生0.5 mol H2；在溶液中H＋向正极移动，SO向负极移动。故①②⑥错误，③④⑤正确，选B项。
3．D 根据题意可知，M为负极，N为正极，且N极上有H2放出，导线中电流应从N到M。
4．A 由电池总反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、正极反应2H＋＋2e－===H2↑、负极反应Zn－2e－===Zn2＋可知，每当1 mol电子通过铜片时，会有0.5 mol(即32.5 g)锌溶解，铜片上析出0.5 mol(即1 g)H2。
5．C
选项
能否
理由
A
能
Zn为负极，Cu为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
B
能
Zn为负极，Fe为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
C
不能
无自发进行的氧化还原反应
D
能
Al为负极，C为正极，自发的氧化还原反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
6.C M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。
7．B 金属与稀H2SO4组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在其表面得到电子生成H2，外电路中电子流动方向由负极―→正极，电流方向则由正极―→负极。在题述原电池中，A—B—稀H2SO4原电池，A为负极；C—D—稀H2SO4原电池，C为负极；A—C—稀H2SO4原电池，A为负极；B—D—稀H2SO4原电池，D为负极。综上可知，金属活动性为：A>C>D>B。
8. CD 由原电池总反应式可知，Fe为负极，电解质溶液应是三价铁盐。C项中Fe为正极，故C错；D项中，电解质溶液为CuSO4溶液，故D错。
9．D 根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，A端下沉。
10．B 原电池工作时必须依赖于一个氧化还原反应。A项是依赖于铝与NaOH溶液的反应，铝是负极；B项是依赖于铜与浓硝酸的反应，铜是负极；由于活泼性Zn>Fe>Sn，故破损后镀锡铁易腐蚀，C项错误；根据电池反应，铁失电子，设计电池时应用铁作负极，石墨作正极，D项错误。
11．A a中加入少量CuSO4溶液，发生反应：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，由于部分Zn用于置换Cu，因而产生的H2的量减少，但同时形成Cu－Zn原电池，因而反应速度加快。答案为A项。
12．在理论上不能用于设计原电池的化学反应的是( )
A．Al(OH)3(s)＋NaOH(aq)===NaAlO2(aq)＋2H2O(l) ΔH<0
B．CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH<0
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3 ΔH<0
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH<0
二、填空题(共52分)
13．(9分)写出下列原电池的电极反应和总反应(属于离子反应的，用离子方程式表示)。
负极
正极
电解质溶液
(1)
铁
铜
稀硫酸
(2)
铜
银
AgNO3溶液
(3)
H2
O2
KOH溶液
(1)负极：________________________________________；
正极：________________________________________；
总反应：________________________________________。
(2)负极：________________________________________；
正极：_____________________________________________；
总反应：___________________________________________。
(3)负极：______________________________________________；
正极：_________________________________________________；
总反应：____________________________________________。
14．(10分)分别按下图所示甲、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，甲中A为电流表。
(1)下列叙述正确的是________。
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．产生气泡的速率甲中的比乙中的慢
(2)甲装置中的能量转化形式：________能转化为________能；乙装置中的能量转化形式：________能转化为________能。
(3)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__________________________。
(4)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__________________________________________。
15.(9分)如图，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Sn极的电极反应式为____________________。
(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为________________________________________________________。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为________(填序号)。
16．(12分)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H2SO4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，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________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、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
17．(12分)观察图A、B、C，回答下列问题：
(1)把一块干净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡产生，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A)，组成一个原电池，正极的电极反应式为____________________。
(2)如果烧杯中最初装入的是2 mol·L－1 500 mL的稀硫酸溶液，构成铜锌原电池(见图B，假设产生的气体没有损失，锌失去的电子完全沿导线流入铜电极)，当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为(溶液体积变化忽略不计)________________________。
(3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接，插入氯化钠溶液中(见图C)，放置数天后，铁棒上出现的现象是______________。
(4)生活中利用原电池原理生产了各种各样的电池，废电池必须进行集中处理的问题已被提到议事日程，其最主要的原因是________。
A．回收利用电池外壳的金属
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤、水源造成污染
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
答案
12．A 只有氧化还原反应才能设计成原电池，A项不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池。
13．(1)Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)Cu－2e－===Cu2＋ 2Ag＋＋2e－===2Ag Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(3)2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2H2＋O2===2H2O
解析：(1)Fe－Cu－稀硫酸构成的原电池中，Fe作负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。
(2)Cu－Ag－AgNO3溶液构成的原电池中，Cu作负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋；Ag作正极，电极反应为Ag＋＋e－===Ag。
(3)氢氧燃料电池中，通入H2的一极为负极，电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O，通入O2的一极为正极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
14．(1)C (2)化学 电 化学 热 (3)锌片不纯，锌与杂质构成原电池 (4)Cu2＋＋2e－===Cu
解析：(1)甲装置构成了原电池，乙中Zn与稀硫酸接触反应；甲装置中H＋在铜片上得到电子被还原为H2，铜片作正极，构成原电池后产生气泡的速率比乙中的快；随着两烧杯中H＋不断被消耗，溶液中的c(H＋)均减小。(2)甲装置构成了原电池，将化学能转化为电能，乙装置主要是将化学能转化为热能。(3)锌片上产生气体，原因可能是锌片不纯，锌与杂质构成原电池。(4)若将稀硫酸换成CuSO4溶液，则铜电极上会析出Cu。
15．(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑
(3)Zn Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ B>A>C
解析：A中铁与稀H2SO4反应；B中形成Sn－H2SO4－Fe原电池，其中Fe作负极，Sn作正极，负极的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋，正极的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑；C中形成Zn－H2SO4－Fe原电池，Zn作负极被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。比较A、B、C三种情况可知：B中Fe作负极，被腐蚀得最快，C中的Fe作正极，被腐蚀得最慢。
16．(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)Mg Al
(4)AD
解析：甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。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依据实验事实。
17．(1)没有 2H＋＋2e－===H2↑
(2)c(H2SO4)＝1 mol·L－1，
c(ZnSO4)＝1 mol·L－1
(3)生锈 (4)B
解析：(1)干净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡产生，是由于锌和酸反应，产生了氢气。若再平行插入一块铜片，由于铜不和硫酸反应，所以铜片没有气泡产生；若将两者用导线连接起来，如图A所示，组成原电池，铜为正极，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑。
(2)在该装置中，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，生成11.2 L氢气，消耗0.5 mol H2SO4，生成0.5 mol ZnSO4，溶液的体积为500 mL，所以c(H2SO4)＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝1 mol·L－1。
(3)在装置C中，正极为石墨，负极为铁，铁生锈。
(4)本题考查了废旧电池的回收，主要原因是防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤、水源造成污染。
