人教版 高一化学选修二第二章第二节 化学能与电能

训练3　化学能转化为电能
[基础过关]
一、能源及其能量转换
1．下列有关能源的说法错误的是 (　　)
A．风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源
B．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源
C．月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核能的重要原料
D．原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源
2．核聚变是人类未来获取能源的理想方式之一。人类从受控热核聚变反应中可得到无穷尽的清洁能源，相当于为自己制造了一个个小太阳。下列关于能量转换的认识中不正确的是 (　　)
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能
二、原电池的形成与判定
3．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的合理组成是
(　　)
正极 负极 电解质溶液
A Zn Cu CuCl2
B Cu Zn H2SO4
C Cu Zn CuSO4
D Zn Fe CuCl2
4.在下图的装置中，属于原电池且有电流产生的是 (　　)

5．下列关于原电池的叙述中正确的是 (　　)
A．正极和负极必须是两种不同的金属
B．电子流入的一极为正极
C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应
D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气
生成
三、原电池正极和负极的判定
6．下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是 (　　)

A．锌片逐渐溶解 B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色
C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．Zn为正极，Cu为负极
7. 如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，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，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
8. 如下图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的 (　　)

A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸
B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸
C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液
D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液
四、原电池的应用
9．在实验室制取氢气时，最好的方法是 (　　)
A．纯锌与稀硫酸反应
B．纯锌与浓硫酸反应
C．纯锌与稀盐酸反应
D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应
10．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 (　　)
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
[能力提升]
11．如图所示的装置，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丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。

(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)________。
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：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．现有如下两个反应：
(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池__________________________________。
(2)如果不能，说明其原因__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化”或“还原”)：
负极：________，____________________，________。
正极：________，____________________，________。
若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g，电解质溶液为________。
13．有A、B两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如图所示的原电池，请完成下列问题：

(1)①负极材料：
A池________，B池________。
②电极反应式：
A池：
正极：__________________，负极：____________________________________________。
B池：
正极：__________________，负极：_____________________________________________。
(2)B池总反应的离子方程式为________________________________________________
__________________________________。
(3)写出反应的化学方程式：_________________________________________________
_________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：
(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)实验用品：电极(________、________)、稀硫酸、________、____________、耳机(或者电流计)(填写所缺的实验用品)。
(3)实验装置如图。

(4)原电池设计及注意的问题：
①按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为____________，在耳机中又由__________转化为声音这种能量。
②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的________极，电极反应是________________________________________________________________________，
发生了_________反应；铜钉应该接电流计的_______极，电极反应是________________，
发生了__________反应。
[拓展探究]
15．某化学兴趣小组为了探究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 电流计指针偏转方向
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
试根据上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)对实验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中电流计指针偏向铝的原因：_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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：________________
____________________________________________________。

答 案
1．D　2.D　3.C　4.D　5.B　6.A　7.C　8.D　9.D　10.B
11.(1)D　(2)加入CuSO4溶液后，构成Fe－Ag原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2＋在银圈上得电子，生成Cu沉积在其上，质量增加　(3)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
12．(1)(A)不能，(B)可以
(2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移
(3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋　氧化　碳棒、Ag、铂、金(任选一)　2Ag＋＋2e－===2Ag　还原　108　AgNO3溶液
13．(1)①Mg　Al　②2H＋＋2e－===H2↑　Mg－2e－===Mg2＋　2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O　(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)A池：Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
B池：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
14．(2)铁钉或铁条　铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都正确)　烧杯　导线
(4)①电能　电能　②负　Fe－2e－===Fe2＋　氧化　正
2H＋＋2e－===H2↑　还原
15．(1)否　(2)①负　2Al－6e－===2Al3＋　②正　6H＋＋6e－===3H2↑
③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)负极　在NaOH溶液中，活动性Al＞Mg　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，即在浓硝酸中活动性
Zn＞Al，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