2019_2020学年高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时化学能转化为电能课后限时作业含解析新人教版必修2.doc

第1课时 化学能转化为电能
考点
对应题号
基本目标
发展目标
1.原电池原理及组成
1,2,4,5
10,11
2.原电池的应用、能源
3,6
12,13
3.正负极判断 、电极反应方程式
7,9
14
4.综合应用
8
15
[基本目标]
1．下列装置中能够组成原电池的是(　　)

B　解析　A项，两个电极都是Zn，不能构成原电池，错误；B项，符合构成原电池的条件，正确；C项，Al、Cu两个电极分别置于两个分离的烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电解质，不能构成原电池，错误。
2．如图为番茄电池，下列说法正确的是(　　)

A．一段时间后，铜片质量会变小
B．铜电极附近会出现蓝色
C．电流由铜通过导线流向锌
D．锌电极是该电池的正极
C　解析　番茄中含有的酸性物质可以和Zn发生反应，故Zn为原电池的负极，Cu为正极，A、B、D三项均错误。
3．下面是有关各种形式能量的相互转化途径的叙述，其中错误的是(　　)
A．家庭液化气灶将化学能转变为热能
B．灯泡将电能全部转变为光能
C．光合作用将光能转变为化学能
D．太阳能电池将光能转变为电能
B　解析　灯泡除了将电能转变为光能之外，还转变为热能等其他形式的能。
4．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　)
A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
B．2H2＋O22H2O
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑
D．CH4＋2O2CO2＋2H2O
C　解析　只有属于氧化还原反应，才能用于设计原电池；A、B、D属于氧化还原反应，均可以设计为原电池。C不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故选C。
5．根据反应2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计了如图所示的原电池，下列说法中错误的是(　　)

A．X为正极
B．Y是硫酸铜溶液
C．电子从铜电极经外电路流向X电极
D．X电极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag
B　解析　A项，由反应原理知，铜作负极，X作正极，正确；B项，电解质溶液中应含有Ag＋，错误；C项，铜失去电子，电子经外电路流向X电极，正确；D项，在正极上，溶液中的Ag＋得电子发生还原反应，正确。
6．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与过量的锌反应，为加快反应速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是(　　)
A．加入适量的6 mol·L－1的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量的蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
B　解析　A项能加快反应速率，但增加了氢气的总量；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B项发生反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu、Zn原电池，加快了反应速率，因锌过量，故不影响产生H2的总量。
7．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　)

A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
B．铜片上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
C　解析　原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转为为光能，A项正确；铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，电极反应式为2H＋＋2e－===H2，B项正确；柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流，C项错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，D项正确。
8．A、B、C、D、E五个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：

(1)A中反应的离子方程式是________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为________________，Sn极附近溶液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被腐蚀的金属是__________，总反应方程式是________________________。
(4)D烧杯中，________是负极，发生________反应，______是正极，该极的现象是________________________________________________________________________。
(5)E中没有电流产生的原因是__________________。
解析　(1)铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。(2)铁比锡活泼，锡为原电池正极，氢离子在正极放电生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH升高。(3)锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(4)较为活泼的金属铁作负极，发生氧化反应Fe－2e－===Fe2＋；不活泼的金属铜作正极，正极上发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑，可以看到的现象是正极产生气泡。
答案　(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑　升高
(3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(4)Fe　氧化　Cu　电极上产生气泡
(5)二个电极活泼性相同，且不与H2SO4自发进行氧化还原反应不能构成原电池
9．由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验：
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)装置甲中负极的电极反应式是_______________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是_________________________________________。
(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是____________。(从大到小排列，用字母表示)
解析　甲、乙、丙均为原电池装置，依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极，B为正极，活泼性A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B＞C；丙中A上有气体即有H2产生，则A为正极，活泼性D＞A。
答案　(1)A－2e－=== A2＋　(2)Cu2＋＋2e－=== Cu
(3)D＞A＞B＞C
[发展目标]
10．如图所示装置中，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上有气泡产生
B．M为负极，N为正极
C．电解质溶液中H＋的浓度减小
D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
D　解析　原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，则N为正极。溶液中的H＋在正极得到电子被还原为H2，溶液中H＋的浓度减小。电流方向与电子流向相反，电流应由正极(N)流向负极(M)。
11．如图所示的装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，并测得电解质溶液的质量减小，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)

选项
M
N
P
A
Zn
Cu
稀硫酸溶液
B
Cu
Fe
稀盐酸
C
Ag
Zn
硝酸银溶液
D
Zn
Fe
硫酸亚铁溶液
C　解析　Zn作负极，溶解变细，A项错误；Fe作负极，失电子溶解变细，M电极生成氢气不会变粗，B项错误；Zn作负极溶解，N电极变细，Ag作正极，溶液中Ag＋得到电子析出Ag，M电极变粗，C项正确；Zn作负极，溶解变细，Fe作正极，N电极变粗，D项错误。
12．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并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球的浮力变化)(　　)

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
D　解析　若杠杆为导体，则构成原电池，铁作负极，失电子而溶解；Fe－2e－===Fe2＋，溶液中Cu2＋在正极(铜极)得电子，生成铜、质量增大而下降，A端低，B端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和CuSO4溶液发生置换反应，生成Cu覆盖于铁球表面，质量增加而杠杆B端下降，A端高，B端低。
13．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验
装置

部分
实验
现象
a极质量减小，b极质量增大
b极有气体产生，c极无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A．a＞b＞c＞d　　 B．b＞c＞d＞a
C．d＞a＞b＞c　　 D．a＞b＞d＞c
C　解析　根据原电池原理可知，负极金属的活动性大于正极金属的活动性，故只要判断出原电池的正负极就可以比较两种金属的活动性。装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d＞a＞b＞c。
14．【实验目的】利用所学知识，设计原电池装置。
【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。
【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。
【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。
【实验方案】①Cu—Mg原电池，电解质溶液为橙汁。
②Cu—Fe原电池，电解质溶液为苹果汁。
③Fe—Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。
【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发光二极管两端分别接触三种方案中金属活动性不同的金属夹．观察现象，连接方式如图所示。

【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。
【实验结论】原电池把化学能转变为电能。
回答问题：
(1)连接装置时活泼金属接在二极管的________极上，较不活泼金属接在二极管的________极上。
(2)在方案①②中铜作电极情况：______________________________________。
(3)在方案①③中镁作电极情况：_____________________________________。
(4)在方案②③中铁作电极情况：_______________________________________。
(5)在方案③中负极反应为__________________，
正极反应为__________________________，
总电池反应方程式为____________________________。
解析　在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性：Mg＞Fe＞Cu，故方案①②中Cu均作正极，①③中Mg均作负极，方案②中铁作负极，方案③中铁作正极。在方案③中负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2，总电池反应方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
答案　(1)负　正　(2)Cu均作正极
(3)Mg均作负极　
(4)方案②中铁作负极，方案③中铁作正极
(5)Mg－2e－===Mg2＋　2H＋＋2e－===H2　Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
15．某高二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
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
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的Al所作的电极是否相同？__________。(填“是”或“否”)
(2)写出实验3的电极反应式和电池总反应方程式。
铝为(　　)____________________________________________________；
石墨为(　　)________________________________________________________；
电池总反应：_______________________________________________________。
(3)实验4中的铝作正极还是负极？
__________，为什么？_________________________________。
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：在原电池中金属铝作正极还是负极，受到哪些因素的影响？__________________。
答案　(1)否　(2)负极　2Al－6e－===2Al3＋
正极　6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(3)负极　因为铝能与NaOH溶液反应，而Mg不能与NaOH反应　Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O
(4)由于铝在浓硝酸中发生钝化，所以锌为负极
(5)与另一种材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关

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