高中化学学习材料
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第二节 化学能与电能
第1课时 化学能转化为电能
1.关于原电池的叙述中正确的是( )
A.构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.原电池工作时总是负极溶解,正极上有物质生成
D.原电池的正极是还原剂发生反应,总是溶液中的阳离子在此被还原
解析:构成原电池电极的也可以是非金属导体,A项错;燃料电池中负极不溶解,C项错;D项应是氧化剂在原电池的正极上发生还原反应。 答案:B
2.(2013·山东烟台高一检测)如图为番茄电池,下列说法正确的是( )
A.一段时间后,锌片质量会变小 B.铜电极附近会出现蓝色 C.电子由铜通过导线流向锌 D.锌电极是该电池的正极
解析:番茄电池中锌是负极,铜是正极,负极锌会失去电子溶解,质量减小,A正确、D错误;铜极是正极,电子由负极锌移向正极铜,C错误;铜电极不会出现蓝色,B错误。 答案:A
3.下列装置能形成原电池的是( )
解析:A项,酒精溶液是非电解质溶液,B项,两电极都是石墨棒,为惰性电极,D项,不能构成闭合回路,所以A、B、D都不正确。C项,符合构成原电池的条件,电极反应方程式为:Fe-2e-Fe2+(负极);Cu2++2e-Cu(正极)。
答案:C
4.A、B、C都是金属,把A浸入C的硝酸盐溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液组成原电池时,B为电池的负极。A、B、C三种金属的活动性顺序为( )
A.A>B>C C.B>A>C
B.A>C>B D.B>C>A
解析:A能从C的盐溶液中置换出C金属,活动性:A>C。A与B组成原电池时,B为负极,则金属活动性:B>A。 答案:C
5.将相同表面积的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,下列叙述正确的是( )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极 C.甲中铜被氧化,乙中锌被氧化 D.产生气泡的速率甲比乙大
解析:根据图示可知甲构成原电池,乙未构成原电池,所以甲中Zn作负极,被氧化,Cu作正极,H+在铜片上被还原产生H2,而乙中Cu不与稀硫酸作用,Zn与稀硫酸发生氧化还原反应,因甲构成原电池而加大反应速率。故只有D正确。 答案:D
6.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读数如下:
金属 D C B A 电子流动方向 D→Cu Cu→C B→Cu A→Cu 电压(V) +0.78 -0.15 +1.35 +0.30
已知:构成两电极的金属活动性相差越大,电压表的读数越大。请依据表中数据判断:
(1)最活泼金属为 (填字母序号,下同)。
(2)若滤纸改用NaOH溶液浸润,则在滤纸上能看到蓝色沉淀析出的是 金属,其负极的电极反应为 。
(3)若(2)中滤纸上析出沉淀为9.8 g,则转移电子为 mol。
解析:(1)由电子流动的方向可知,A、B、D的活动性皆强于Cu,根据构成两电极的金属活动性相差越大,电压表的读数越大,可知B的金属活动性最大,为最强的还原剂,C的金属活动性弱于Cu,不能从CuSO4溶液中置换出铜。
(2)由(1)的分析可知,只有C金属与Cu组成的原电池,铜失电子生成Cu2+,进而与OH-结合产生蓝色沉淀。负极反应式为Cu+2OH--2e-Cu(OH)2。
(3)因蓝色沉淀为Cu(OH)2,所以当析出9.8 g Cu(OH)2时,转移电子为×2=0.2 mol。 答案:(1)B
(2)C Cu-2e-+2OH-Cu(OH)2 (3)0.2
7.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,则负极材料的金属应比正极材料的金属活泼”,则甲会判断出 金属活动性更强,而乙会判断出 金属活动性更强。(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 解析:甲同学依据的化学反应原理是Mg+H2SO42Al+2NaOH+2H2O
MgSO4+H2↑,乙同学依据的化学反应原理是
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具体问题具体分析。 答案:(1)2H++2e-H2↑
(2)Al 2Al+2OH-+2H2O(3)Mg Al
2Al+3H2↑
(4)AD
8.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、 (填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。 (3)实验装置:
(4)原电池设计及注意的问题。
①按如图所示连接好实验仪器,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出“嚓嚓嚓”声音。其原因是:在原电池中,由化学能转化为 。
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 ;另一极应该接电流计的 极,电极发生了 反应(“氧化”或“还原”)。 解析:由实验原理:Fe+2H+导电的非金属。
Fe2+ 正 还原
Fe2++H2↑,可知组成该原电池的负极应为Fe,正极可选用活动性比Fe弱的金属或
答案:(2)铁钉或铁条 铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、石墨等) 烧杯、导线 (4)①电能 ②负 Fe-2e-
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