专题6 化学反应与能量变化 分层作业5 化学能转化为电能--2025苏教版化学必修第二册同步练习题（含答案）
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| 名称 | 专题6 化学反应与能量变化 分层作业5 化学能转化为电能--2025苏教版化学必修第二册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 512.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-27 18:33:20 | ||
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文档简介
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2025苏教版化学必修第二册
分层作业5 化学能转化为电能
A级必备知识基础练
1.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
2.下面是某同学做完铜-锌-稀硫酸原电池的实验后得出的结论和认识,正确的是( )
A.稀硫酸中Zn2+浓度增大
B.在该原电池中,铜作负极
C.外电路中的电流方向:Zn→Cu
D.电子通过稀硫酸由锌流向铜,在铜电极上氢离子得到电子放出氢气
3.某电池的工作原理如图所示,总反应为Zn+2NZn2++2NH3↑+H2↑,下列说法正确的是 ( )
A.锌片不断溶解,说明Zn失去电子,被还原
B.溶液中的N在石墨表面得到电子,被氧化
C.电子由Zn电极经外电路流向石墨电极
D.电流计指针发生偏转,说明该装置将电能转换为化学能
4.如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是( )
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸
C.C中阴离子向B极移动
D.A极发生氧化反应
5.某同学依据反应Zn+2H+Zn2++H2↑,利用下列各组材料设计原电池,你认为能组成相应原电池的是( )
选项 A B C D
两极材料 Zn片,石墨 Cu片,Ag片 Zn片,Cu片 Fe片,Cu片
插入溶液 稀硫酸 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸
6.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯溶液中的c(H+)均减小
D.乙产生气泡的速率比甲快
7.在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是( )
A.外电路的电流方向为X→外电路→Y
B.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为Fe
C.X极上发生的是氧化反应,Y极上发生的是还原反应
D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为Y>X
8.如图所示,将锌、铜通过导线相连,置于稀硫酸中。
(1)锌片上的现象是 ,电极反应式为 。
(2)铜片上的现象是 ,电极反应式为 。
(3)电子由 经导线流向 。
(4)若反应过程中有0.2 mol电子发生转移,则生成的氢气在标准状况下的体积为 。
9.(2024河北邯郸高一期中节选)用A、B、C、D四种金属按表所示的装置进行实验。
序号 甲 乙 丙
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)装置甲中电流的流动方向为:沿导线 (填“从A流向B”或“从B流向A”)。
(2)装置乙中正极的电极反应式为 。
(3)四种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
(4)选择合适的实验用品,利用反应2Fe3++Fe3Fe2+设计一个原电池,画出简单的装置示意图,并写出正、负极的电极反应式。
B级关键能力提升练
10.某校兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法不正确的是( )
A.锌片作负极
B.电子由锌片经浸有稀硫酸的滤纸流向铜片
C.铜片上有气泡产生
D.S向锌片迁移,H+向铜片迁移
11.将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液里,当有0.2 mol电子转移时,负极质量的变化是( )
A.增加5.6 g B.减少0.1 g
C.减少6.5 g D.增加6.4 g
12.(2024四川成都高一期中节选)镁、海水、溶解氧可构成原电池,为水下小功率设备长时间供电,结构示意图如图所示,其总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。下列说法不正确的是( )
A.Mg作电池的负极
B.O2发生还原反应
C.海水溶液中阴离子移向Mg极
D.电池工作时,电子转移方向:石墨→海水→Mg
13.四个烧杯中分别盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A.②①③④ B.④③①②
C.④②①③ D.③②④①
14.X、Y、Z、M、N代表五种金属,有以下反应:
①Y与M用导线连接放入稀硫酸中,M上冒气泡;
②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路,流入N极;
③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;
④水溶液中,X+Y2+X2++Y。
则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.Z>X>Y>M>N
B.Z>Y>X>M>N
C.Z>X>Y>N>M
D.X>Y>M>N>Z
15.等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,产生H2的体积(V)与时间(t)的关系如图所示,其中正确的是 ( )
16.如图所示,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线使之平衡,小心地往烧杯中滴入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)写出反应的化学方程式: 。
C级学科素养拔高练
17.(1)1780年,意大利解剖学家伽伐尼在用银质手术刀触碰放在铁盘上的青蛙时,无意间发现青蛙的腿部肌肉抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激。伽伐尼认为出现这种现象的原因是动物体内存在“生物电”。结合所学知识模拟该过程,用下列材质的手术刀触碰铁盘上的青蛙腿,青蛙会产生抽搐的是 (填字母)。
a.铝 b.玻璃
c.塑料 d.铁
(2)1799年,伏打仔细研究了伽伐尼的发现,将含食盐水的湿抹布夹在银和锌的圆形板中间,堆积成圆柱状,制造出世界上最早的电池——伏打电池。将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的示数,数据记录如表所示。
金属 电子流动方向 电压/V
A A→Cu +0.78
B Cu→B -0.15
C C→Cu +1.35
D D→Cu +0.30
已知:构成两电极的金属的活动性相差越大,电压表的示数越大。请依据表中数据判断:金属 可能是最强的还原剂;金属 一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
(3)1836年,英国科学家丹尼尔对伏打电池进行了改进,获得了世界上第一个具有稳定电流的电池,如图所示是丹尼尔电池的简化装置:
该电池的正极反应式是 ,负极反应式是 。
(4)随着社会的发展和科技的进步,越来越多的电池被制造出来。请选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,使它的正极反应为Fe3++e-Fe2+,在方框内画出装置图并标出电极材料和电解质溶液以及电池的正、负极。
(资料:Fe+2Fe3+3Fe2+,Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+)
分层作业5 化学能转化为电能
1.B
2.A 解析 Zn和Cu通过导线相连,插入稀硫酸中形成原电池,Zn比Cu活泼,则Zn是负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,故稀硫酸中Zn2+浓度增大,A正确;该电池中,铜作正极,B错误;外电路中电流由正极流向负极,故外电路中的电流方向:Cu→Zn,C错误;电子只能在电极和导线之间移动,不能进入电解质溶液,D错误。
3.C 解析 根据总反应可知,Zn失电子,作原电池的负极,石墨作正极。锌片不断溶解,说明Zn失去电子,被氧化,A错误;石墨作正极,溶液中的N在石墨表面得到电子,被还原,B错误;锌是负极,电子由Zn电极经外电路流向石墨电极,C正确;该装置为原电池,电流计指针发生偏转,说明该装置将化学能转换为电能,D错误。
4.C
5.A 解析 在反应Zn+2H+Zn2++H2↑中,Zn被氧化生成Zn2+,H+被还原生成H2,则Zn片是负极,正极是比Zn活动性弱的金属或导电的非金属,电解质溶液是酸溶液,只有A项符合要求。
6.C 解析 甲烧杯中,铜、锌用导线连接,甲构成原电池,铜是正极,铜片表面有气泡产生;乙中铜、锌没有连接,不构成原电池,铜片表面无气泡产生,A、B错误。两烧杯中都发生反应Zn+2H+Zn2++H2↑,溶液的c(H+)均减小,C正确。甲烧杯中,铜、锌用导线连接,甲构成原电池,氧化还原反应速率加快,产生气泡的速率甲比乙快,D错误。
7.C 解析 根据题图知该装置是原电池,外电路中电子从X电极流向Y电极,电流的流向与此相反,即Y→外电路→X,A项错误;原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,若两电极分别为Fe和碳棒,则Y为碳棒,X为Fe,B项错误;X是负极,负极上发生氧化反应,Y是正极,正极上发生还原反应,C项正确;原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,该原电池中X是负极,Y是正极,所以若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y,D项错误。
8.答案 (1)锌片逐渐溶解 Zn-2e-Zn2+
(2)铜片上有气泡产生 2H++2e-H2↑
(3)锌片 铜片
(4)2.24 L
解析 Cu-Zn-稀硫酸形成的原电池中,Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,现象是锌片逐渐溶解;Cu作正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,现象是铜片表面有气泡产生。电子由负极(Zn)经导线流向正极(Cu)。由电极反应式可知当有0.2 mol电子发生转移时,可生成0.1 mol H2,标准状况下为2.24 L。
9.答案 (1)从B流向A
(2)Cu2++2e-Cu
(3)D>A>B>C
(4)负极:Fe-2e-Fe2+;正极:2Fe3++2e-2Fe2+
解析 (1)装置甲中,二价金属A不断溶解,说明A为负极、B为正极,电流的流动方向为:沿导线从B流向A。(2)装置乙中C电极的质量增加,说明C是正极,正极铜离子得电子生成铜,正极的电极反应式为Cu2++2e-Cu。(3)装置甲中,A为负极、B为正极,活泼性A>B;装置乙中,C的质量增加,C是正极,活泼性B>C;装置丙中,A上有气体产生,A是正极、D是负极,活泼性D>A;四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
10.B 解析 锌片和铜片通过导线连接,与浸有稀硫酸的滤纸接触,形成原电池。Zn比Cu活泼,则Zn作负极,Cu作正极,A正确;电子由负极经导线流向正极,即由锌片经导线流向铜片,但不能进入稀硫酸中,B错误;铜是正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,铜片表面产生气泡,C正确;电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故S向锌片迁移,H+向铜片迁移,D正确。
11.C 解析 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。
12.D 解析 从总反应方程式可知,Mg失电子转化为Mg(OH)2,因此镁作电池负极,A正确;O2在正极上得电子发生还原反应,B正确;海水溶液中的阴离子向负极Mg移动,C正确;电子不会经过电解质溶液,电子不会进入海水中,D错误。
13.C 解析 ②③④均为原电池装置。③中Fe为正极,被保护。②④中Fe为负极,均被腐蚀;但相对来说,Fe和Cu的金属活动性差别比Fe和Sn的差别大,故Fe-Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快。①中构成原电池,作为正极的杂质碳较少,被腐蚀得最慢。
14.A
15.D 解析 由于a中Zn还与CuSO4发生置换反应,所以最后生成H2的量小于b,而a中Zn和Cu形成原电池,可加快反应速率。
16.答案 (1)D (2)加入CuSO4溶液后,构成Fe-Ag原电池,铁溶解,质量减轻,而Cu2+在银圈上得电子生成铜,质量增加 (3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
解析 加入CuSO4溶液后,构成Fe-Ag原电池,Fe失电子作负极,质量减轻,Cu2+在正极银圈上得电子,生成金属铜沉积在上面使其质量增加。
17.答案 (1)a (2)C B
(3)Cu2++2e-Cu Zn-2e-Zn2+
(4)图见解析(合理即可)
解析 (1)原电池的电极材料通常是活动性不同的金属或导电的非金属,铁电极和铁盘材料相同,玻璃和塑料不导电,均不能与铁形成原电池,所以只有铝能作电极材料,与铁构成原电池。(2)根据题中信息和原电池的原理,可知电子流出的一极是原电池的负极,是相对活泼的金属,A、Cu连接时,电子流动方向为A→Cu,所以A的金属活动性强于铜;B、Cu连接时,电子流动方向为Cu→B,所以铜的金属活动性强于B;C、Cu连接时,电子流动方向为C→Cu,所以C的金属活动性强于铜;D、Cu连接时,电子流动方向为D→Cu,所以D的金属活动性强于铜;A、C、D都比Cu活泼,金属活动性相差越大,电压表的示数越大,故C最活泼,而金属活动性比Cu弱的是B,即金属B一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。(3)该原电池中,锌易失去电子作负极,铜作正极,负极上锌失去电
子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,正极上Cu2+得到电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu。(4)正极反应为Fe3++e-Fe2+,说明电解质溶液是可溶性的铁盐溶液,负极为能与Fe3+反应的金属,正极为不如负极活泼的金属或导电的非金属,根据题给资料可知,负极可以用铜或铁,正极用碳,装置如图所示。
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2025苏教版化学必修第二册
分层作业5 化学能转化为电能
A级必备知识基础练
1.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
2.下面是某同学做完铜-锌-稀硫酸原电池的实验后得出的结论和认识,正确的是( )
A.稀硫酸中Zn2+浓度增大
B.在该原电池中,铜作负极
C.外电路中的电流方向:Zn→Cu
D.电子通过稀硫酸由锌流向铜,在铜电极上氢离子得到电子放出氢气
3.某电池的工作原理如图所示,总反应为Zn+2NZn2++2NH3↑+H2↑,下列说法正确的是 ( )
A.锌片不断溶解,说明Zn失去电子,被还原
B.溶液中的N在石墨表面得到电子,被氧化
C.电子由Zn电极经外电路流向石墨电极
D.电流计指针发生偏转,说明该装置将电能转换为化学能
4.如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是( )
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸
C.C中阴离子向B极移动
D.A极发生氧化反应
5.某同学依据反应Zn+2H+Zn2++H2↑,利用下列各组材料设计原电池,你认为能组成相应原电池的是( )
选项 A B C D
两极材料 Zn片,石墨 Cu片,Ag片 Zn片,Cu片 Fe片,Cu片
插入溶液 稀硫酸 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸
6.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯溶液中的c(H+)均减小
D.乙产生气泡的速率比甲快
7.在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,下列关于该装置的说法正确的是( )
A.外电路的电流方向为X→外电路→Y
B.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为Fe
C.X极上发生的是氧化反应,Y极上发生的是还原反应
D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为Y>X
8.如图所示,将锌、铜通过导线相连,置于稀硫酸中。
(1)锌片上的现象是 ,电极反应式为 。
(2)铜片上的现象是 ,电极反应式为 。
(3)电子由 经导线流向 。
(4)若反应过程中有0.2 mol电子发生转移,则生成的氢气在标准状况下的体积为 。
9.(2024河北邯郸高一期中节选)用A、B、C、D四种金属按表所示的装置进行实验。
序号 甲 乙 丙
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)装置甲中电流的流动方向为:沿导线 (填“从A流向B”或“从B流向A”)。
(2)装置乙中正极的电极反应式为 。
(3)四种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
(4)选择合适的实验用品,利用反应2Fe3++Fe3Fe2+设计一个原电池,画出简单的装置示意图,并写出正、负极的电极反应式。
B级关键能力提升练
10.某校兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法不正确的是( )
A.锌片作负极
B.电子由锌片经浸有稀硫酸的滤纸流向铜片
C.铜片上有气泡产生
D.S向锌片迁移,H+向铜片迁移
11.将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液里,当有0.2 mol电子转移时,负极质量的变化是( )
A.增加5.6 g B.减少0.1 g
C.减少6.5 g D.增加6.4 g
12.(2024四川成都高一期中节选)镁、海水、溶解氧可构成原电池,为水下小功率设备长时间供电,结构示意图如图所示,其总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2。下列说法不正确的是( )
A.Mg作电池的负极
B.O2发生还原反应
C.海水溶液中阴离子移向Mg极
D.电池工作时,电子转移方向:石墨→海水→Mg
13.四个烧杯中分别盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A.②①③④ B.④③①②
C.④②①③ D.③②④①
14.X、Y、Z、M、N代表五种金属,有以下反应:
①Y与M用导线连接放入稀硫酸中,M上冒气泡;
②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路,流入N极;
③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;
④水溶液中,X+Y2+X2++Y。
则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.Z>X>Y>M>N
B.Z>Y>X>M>N
C.Z>X>Y>N>M
D.X>Y>M>N>Z
15.等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,产生H2的体积(V)与时间(t)的关系如图所示,其中正确的是 ( )
16.如图所示,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线使之平衡,小心地往烧杯中滴入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)写出反应的化学方程式: 。
C级学科素养拔高练
17.(1)1780年,意大利解剖学家伽伐尼在用银质手术刀触碰放在铁盘上的青蛙时,无意间发现青蛙的腿部肌肉抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激。伽伐尼认为出现这种现象的原因是动物体内存在“生物电”。结合所学知识模拟该过程,用下列材质的手术刀触碰铁盘上的青蛙腿,青蛙会产生抽搐的是 (填字母)。
a.铝 b.玻璃
c.塑料 d.铁
(2)1799年,伏打仔细研究了伽伐尼的发现,将含食盐水的湿抹布夹在银和锌的圆形板中间,堆积成圆柱状,制造出世界上最早的电池——伏打电池。将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的示数,数据记录如表所示。
金属 电子流动方向 电压/V
A A→Cu +0.78
B Cu→B -0.15
C C→Cu +1.35
D D→Cu +0.30
已知:构成两电极的金属的活动性相差越大,电压表的示数越大。请依据表中数据判断:金属 可能是最强的还原剂;金属 一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
(3)1836年,英国科学家丹尼尔对伏打电池进行了改进,获得了世界上第一个具有稳定电流的电池,如图所示是丹尼尔电池的简化装置:
该电池的正极反应式是 ,负极反应式是 。
(4)随着社会的发展和科技的进步,越来越多的电池被制造出来。请选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,使它的正极反应为Fe3++e-Fe2+,在方框内画出装置图并标出电极材料和电解质溶液以及电池的正、负极。
(资料:Fe+2Fe3+3Fe2+,Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+)
分层作业5 化学能转化为电能
1.B
2.A 解析 Zn和Cu通过导线相连,插入稀硫酸中形成原电池,Zn比Cu活泼,则Zn是负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,故稀硫酸中Zn2+浓度增大,A正确;该电池中,铜作正极,B错误;外电路中电流由正极流向负极,故外电路中的电流方向:Cu→Zn,C错误;电子只能在电极和导线之间移动,不能进入电解质溶液,D错误。
3.C 解析 根据总反应可知,Zn失电子,作原电池的负极,石墨作正极。锌片不断溶解,说明Zn失去电子,被氧化,A错误;石墨作正极,溶液中的N在石墨表面得到电子,被还原,B错误;锌是负极,电子由Zn电极经外电路流向石墨电极,C正确;该装置为原电池,电流计指针发生偏转,说明该装置将化学能转换为电能,D错误。
4.C
5.A 解析 在反应Zn+2H+Zn2++H2↑中,Zn被氧化生成Zn2+,H+被还原生成H2,则Zn片是负极,正极是比Zn活动性弱的金属或导电的非金属,电解质溶液是酸溶液,只有A项符合要求。
6.C 解析 甲烧杯中,铜、锌用导线连接,甲构成原电池,铜是正极,铜片表面有气泡产生;乙中铜、锌没有连接,不构成原电池,铜片表面无气泡产生,A、B错误。两烧杯中都发生反应Zn+2H+Zn2++H2↑,溶液的c(H+)均减小,C正确。甲烧杯中,铜、锌用导线连接,甲构成原电池,氧化还原反应速率加快,产生气泡的速率甲比乙快,D错误。
7.C 解析 根据题图知该装置是原电池,外电路中电子从X电极流向Y电极,电流的流向与此相反,即Y→外电路→X,A项错误;原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,若两电极分别为Fe和碳棒,则Y为碳棒,X为Fe,B项错误;X是负极,负极上发生氧化反应,Y是正极,正极上发生还原反应,C项正确;原电池中较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或导电的非金属作正极,该原电池中X是负极,Y是正极,所以若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y,D项错误。
8.答案 (1)锌片逐渐溶解 Zn-2e-Zn2+
(2)铜片上有气泡产生 2H++2e-H2↑
(3)锌片 铜片
(4)2.24 L
解析 Cu-Zn-稀硫酸形成的原电池中,Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,现象是锌片逐渐溶解;Cu作正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,现象是铜片表面有气泡产生。电子由负极(Zn)经导线流向正极(Cu)。由电极反应式可知当有0.2 mol电子发生转移时,可生成0.1 mol H2,标准状况下为2.24 L。
9.答案 (1)从B流向A
(2)Cu2++2e-Cu
(3)D>A>B>C
(4)负极:Fe-2e-Fe2+;正极:2Fe3++2e-2Fe2+
解析 (1)装置甲中,二价金属A不断溶解,说明A为负极、B为正极,电流的流动方向为:沿导线从B流向A。(2)装置乙中C电极的质量增加,说明C是正极,正极铜离子得电子生成铜,正极的电极反应式为Cu2++2e-Cu。(3)装置甲中,A为负极、B为正极,活泼性A>B;装置乙中,C的质量增加,C是正极,活泼性B>C;装置丙中,A上有气体产生,A是正极、D是负极,活泼性D>A;四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
10.B 解析 锌片和铜片通过导线连接,与浸有稀硫酸的滤纸接触,形成原电池。Zn比Cu活泼,则Zn作负极,Cu作正极,A正确;电子由负极经导线流向正极,即由锌片经导线流向铜片,但不能进入稀硫酸中,B错误;铜是正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,铜片表面产生气泡,C正确;电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故S向锌片迁移,H+向铜片迁移,D正确。
11.C 解析 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。
12.D 解析 从总反应方程式可知,Mg失电子转化为Mg(OH)2,因此镁作电池负极,A正确;O2在正极上得电子发生还原反应,B正确;海水溶液中的阴离子向负极Mg移动,C正确;电子不会经过电解质溶液,电子不会进入海水中,D错误。
13.C 解析 ②③④均为原电池装置。③中Fe为正极,被保护。②④中Fe为负极,均被腐蚀;但相对来说,Fe和Cu的金属活动性差别比Fe和Sn的差别大,故Fe-Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快。①中构成原电池,作为正极的杂质碳较少,被腐蚀得最慢。
14.A
15.D 解析 由于a中Zn还与CuSO4发生置换反应,所以最后生成H2的量小于b,而a中Zn和Cu形成原电池,可加快反应速率。
16.答案 (1)D (2)加入CuSO4溶液后,构成Fe-Ag原电池,铁溶解,质量减轻,而Cu2+在银圈上得电子生成铜,质量增加 (3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
解析 加入CuSO4溶液后,构成Fe-Ag原电池,Fe失电子作负极,质量减轻,Cu2+在正极银圈上得电子,生成金属铜沉积在上面使其质量增加。
17.答案 (1)a (2)C B
(3)Cu2++2e-Cu Zn-2e-Zn2+
(4)图见解析(合理即可)
解析 (1)原电池的电极材料通常是活动性不同的金属或导电的非金属,铁电极和铁盘材料相同,玻璃和塑料不导电,均不能与铁形成原电池,所以只有铝能作电极材料,与铁构成原电池。(2)根据题中信息和原电池的原理,可知电子流出的一极是原电池的负极,是相对活泼的金属,A、Cu连接时,电子流动方向为A→Cu,所以A的金属活动性强于铜;B、Cu连接时,电子流动方向为Cu→B,所以铜的金属活动性强于B;C、Cu连接时,电子流动方向为C→Cu,所以C的金属活动性强于铜;D、Cu连接时,电子流动方向为D→Cu,所以D的金属活动性强于铜;A、C、D都比Cu活泼,金属活动性相差越大,电压表的示数越大,故C最活泼,而金属活动性比Cu弱的是B,即金属B一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。(3)该原电池中,锌易失去电子作负极,铜作正极,负极上锌失去电
子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,正极上Cu2+得到电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu。(4)正极反应为Fe3++e-Fe2+,说明电解质溶液是可溶性的铁盐溶液,负极为能与Fe3+反应的金属,正极为不如负极活泼的金属或导电的非金属,根据题给资料可知,负极可以用铜或铁,正极用碳,装置如图所示。
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