6.3 课题1化学能转化为电能 练习（含答案） 2024-2025学年高一化学苏教版（2019）必修2

课题1　化学能转化为电能
1 下列设备工作时，将化学能转化为电能的是(　　)
A. 锂离子电池 B. 太阳能集热器 C. 燃气灶 D. 硅太阳能电池
2 (2023无锡期末)西红柿中含有矿物盐、有机酸等，某同学利用如图所示装置探究原电池原理。下列说法正确的是(　　)
A. Zn是该电池的正极
B. Cu表面产生的气体是H2
C. 电子经导线由Cu流入Zn
D. 该装置可将电能转化为化学能
3 (2023南通海安高级中学期中)如图所示的原电池装置中，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，下列对此装置的说法正确的是(　　)
A. 电子流动方向：X→外电路→Y→溶液→X
B. 若两电极分别为Zn和石墨棒，则X电极为石墨棒，Y电极为Zn
C. SO移向Y电极，X电极上有氢气产生
D. X电极上发生的是氧化反应，Y电极上发生的是还原反应
4 (2023扬州期末)某原电池工作原理如图所示，总反应为Zn＋2NH===Zn2+＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是(　　)
A. 该装置可将化学能转化为电能
B. 锌为电池的正极
C. 电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
D. 电路中每转移2 mol电子，生成33.6 L气体
5 (2024连云港期末)钢铁在海水中的电化学腐蚀原理示意图如图。下列说法正确的是(　　)
A. 铁为电池负极，X离子为Fe3+
B. 正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C. 电子由铁流向碳，再经海水流向铁
D. 钢铁的腐蚀速率：在河水中>在海水中
6 如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。下列关于该装置的说法正确的是(　　)
A. a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应
B. 碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大
C. 导线上有电流，电流方向a→b
D. 反应后a极质量减小
7 (教材习题)如图所示，烧杯中盛有水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住并使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后观察到的现象是(　　)
A. 两圈仍保持平衡
B. 有气泡产生，两圈摇摆不定
C. 铁圈向下倾斜
D. 银圈向下倾斜
8 (2023南京江宁期末)用如图装置探究原电池的工作原理。下列说法正确的是(　　)
甲　　　 乙 丙　
A. 甲图中正极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B. 乙图中锌棒变细，铜棒变粗
C. 丙图中Zn棒上发生还原反应，溶液中的Cu2+向铜电极移动
D. 若乙图与丙图中锌棒减轻的质量相等，则两装置中还原产物的质量比为1∶32
9 如图所示装置，下列说法错误的是(　　)
　
A. 在①装置中锌棒逐渐变细，铜棒质量无变化
B. 在②装置中锌棒逐渐变细，铜棒逐渐变粗
C. ②装置实现了化学能到电能的转化
D. 在①②装置中锌棒均被氧化
10 X、Y两根金属棒插入Z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、Z可能是(　　)
选项 X Y Z
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
11 (教材习题)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，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 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、石墨 稀盐酸 偏向石墨
4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
根据上表中记录的实验现象，回答下列问题。
(1) 实验1、2中，Al电极的作用________(填“相同”或“不相同”)。
(2) 实验3中，铝作________极，电极反应式为Al－3e－===Al3+；石墨作_______极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；电池总反应为_______________。
(3) 实验4中，Al作________极，原因是________________________________
_________________。写出铝电极的电极反应式：______________________。
(4) 根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到哪些因素的影响？______________________________________________________
______________________________________________________________________。
12 (2023淮安淮阴中学阶段测试)某兴趣小组同学将锌片和铜片插入相同浓度的稀硫酸中，按如图所示装置进行实验，实验结束后，在实验报告上记录信息如表。
a 甲、乙均能将化学能转化为电能
b 甲中锌作负极，乙中铜作正极
c 甲、乙中溶液的c(H＋)均减小
d 若将稀硫酸换为CuSO4溶液，则甲、乙中铜片的质量均增加
　
甲　 　　　　乙
请回答下列问题。
(1) 实验报告中记录合理的是______(填字母，下同)。
(2) 构成原电池的装置中，正极反应式为__________________，溶液中的SO向________(填“正极”或“负极”)移动。
(3) 当甲中溶液质量增加3.15 g时，生成的氢气在标准状况下的体积为__________。
(4) 对甲、乙装置进行如下改变后，可形成原电池的是__________。
a. 甲中铜片换成锌片
b. 乙中锌片和铜片相互倾斜至上端接触
13 按要求完成下列各题。
(1) 某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置如图所示。
①若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，SO向________(填“a”或“b”)极移动，正极反应式为______________________。
②若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为________，电子沿导线向________(填“a”或“b”)极移动。
(2) 根据反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，设计一个原电池。正极反应式为______________________，负极材料为______，选用电解质溶液为____________。
课题1　化学能转化为电能
1. A　锂离子电池将化学能转化为电能，A正确；太阳能集热器将太阳能转化为热能，B错误；燃烧是放热反应，将化学能转化为热能，C错误；硅太阳能电池将太阳能转化为电能，D错误。
2. B　Zn比Cu活泼，Zn作负极，A错误；Cu作正极，H＋在正极上得到电子生成H2，B正确；电子经导线由负极(Zn)流入正极(Cu)，C错误；该装置是原电池，可将化学能转化为电能，D错误。
3. D　电子不会在电解质溶液中流动，根据分析，电子流动方向为X→外电路→Y，A错误；Zn电极活动性强于石墨，则X电极为Zn，作负极，Y电极为石墨棒，作正极，电子从Zn电极流出，B错误；原电池中，阴离子向负极移动， 则SO移向X电极，稀硫酸作电解质溶液，正极(即Y电极)上产生H2，C错误；X为负极，失电子，发生氧化反应，Y极为正极，得电子，发生还原反应，D正确。
4. A　原电池将化学能转化为电能，A正确；由总反应为Zn＋2NH===Zn2+＋2NH3↑＋H2↑可知，Zn发生氧化反应，为负极，石墨为正极，B错误；电子由负极流向正极，故电子由Zn电极经外电路流向石墨电极，C错误；不确定是否为标准状况下，不能计算气体体积，D错误。
5. B　铁作负极，发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2+，X离子为Fe2+，A错误；O2在正极上得电子生成OH－，B正确；电子不能在溶液中移动，C错误；海水中自由移动的离子浓度较大，溶液的导电性较强，故钢铁的腐蚀速率：在河水中<在海水中，D错误。
6. D　a金属可与稀硫酸反应，a为原电池的负极，a失电子发生氧化反应，质量减小，b为正极，发生还原反应，A错误，D正确；溶液中的H＋在b极上得电子生成氢气，c(H＋)减小，B错误；导线中电子流向为a→b，所以导线中电流方向为b→a，C错误。
7. D　可以构成Fe Ag CuSO4原电池，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，铁圈质量减小；Ag作正极，Cu2+在正极银圈表面得到电子，电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，银圈的质量增大，向下倾斜，D符合题意。
8. D　甲图中，没有形成完整的回路，不能构成原电池，A错误；乙图中，锌棒作负极，铜棒作正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，铜棒质量不变，B错误；丙图中，锌棒作负极，发生氧化反应，C错误；乙图、丙图中，均是铜棒作正极，正极反应式分别为2H＋＋2e－===H2↑、Cu2+＋2e－===Cu，若乙图与丙图中锌棒减轻的质量相等，依据得失电子守恒，两装置中还原产物的质量比＝2∶64＝1∶32，D正确。
9. B　在①装置中锌与氢离子反应生成锌离子和氢气，锌棒变细，铜不与氢离子反应，铜棒没有变化，A正确；在②装置中锌棒与铜棒通过导线连接形成闭合回路，构成原电池，锌失去电子转化为锌离子，锌棒变细，氢离子在铜棒上得电子生成氢气，铜棒不会变粗，B错误；②装置实现了化学能到电能的转化，C正确；在①②装置中，锌均失去电子发生氧化反应，D正确。
10. B　X棒变粗，Y棒变细，说明Y的金属活动性强于X，A、C不符合题意；X棒变粗，电解质溶液不能是稀硫酸，D不符合题意。
11. (1) 不相同　
(2) 负　正　2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑
(3) 负　铝能与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应　Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
(4) 金属本身的还原性、电解质溶液的成分
12. (1) c
(2) 2H＋＋2e－===H2↑　负极
(3) 1.12 L
(4) b
13. (1) ①a　2H＋＋2e－===H2↑　②Fe　b
(2) Fe3+＋e－===Fe2+　Cu　FeCl3溶液