学年高中化学人教版必修二课时跟踪检测第2章 第2节 第1课时 化学能转化为电能.docx
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学年高中化学人教版必修二课时跟踪检测第2章第2节第1课时化学能转化为电能
第二章 第二节
第1课时 化学能转化为电能
课时跟踪检测
1.(2018·长春外国语学校月考)下列关于原电池的叙述中,不正确的是( )
A.原电池的负极发生的反应是氧化反应
B.原电池的电极只能由两种不同的金属构成
C.原电池能将化学能转变为电能
D.原电池中电子流入的一极是正极
解析:
原电池的负极失电子被氧化,发生氧化反应,A正确;构成原电池正负极的材料不一定是两种不同的金属,可能是非金属和金属,B错误;根据原电池的工作原理,原电池是将化学能转变为电能的装置,C正确;原电池放电时,电子转移的方向是从负极沿导线流向正极,所以正极为电子流入的电极,D正确。
答案:
B
2.下列对能量转化的认识中,不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时,电能主要转化为化学能
B.风力发电时,风能主要转化为电能
C.白炽灯工作时,电能全部转化为光能
D.煤燃烧时,化学能主要转化为热能
解析:
电解水生成氢气和氧气的电解装置是将电能转化为化学能的装置,A正确;风力发电时,风能主要转化为电能,B项正确;白炽灯工作时电能转化为光能和热能,C项错误;物质的燃烧将化学能转化为热能和光能,主要是热能,D项正确。
答案:
C
3.下列各组的电极材料和电解液,能组成原电池的是( )
A.锌片、石墨棒,稀硫酸B.铜片、银片,稀盐酸
C.锌片、铜片,CCl4D.铁片、铁片,稀硫酸
解析:
A组可组成原电池;B组物质都不与HCl反应,不能组成原电池;C组物质都不与CCl4反应,不能发生氧化还原反应,无法组成原电池;D组物质两个电极活泼性相同,无法组成原电池。
答案:
A
4.(2018·北京师大附中期中)一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,利用该反应设计成的原电池的正确组成是( )
正极
负极
电解质溶液
A
Zn
Cu
CuCl2
B
Zn
Cu
ZnCl2
C
Cu
Zn
CuSO4
D
Cu
Zn
ZnSO4
解析:
根据反应:
Zn+Cu2+===Zn2++Cu知,锌失电子,发生氧化反应,作原电池的负极,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,铜离子得电子发生还原反应,在原电池的正极发生反应,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,电解质溶液中含有铜离子,C正确。
答案:
C
5.如图,在盛有稀H2SO4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,关于该装置的下列说法正确的是( )
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极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y
解析:
根据图片知该装置是原电池,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,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项正确。
答案:
D
6.(2018·西安市铁一中期中)X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池,X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,电流方向是W→Z;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,W、Y相连时,W极发生氧化反应。
据此判断四种金属的活动顺序是( )
A.X>Z>W>YB.Z>X>Y>W
C.X>Y>Z>WD.Y>W>Z>X
解析:
在原电池中,活泼金属作为电池的负极,失去电子发生氧化反应;不活泼的金属作为电池的正极,得到电子发生还原反应。
电子由负极经导线流向正极,与电流的方向相反。
X、Y相连时,X为负极,则活泼性X>Y;Z、W相连时,电流方向是W→Z,则活泼性Z>W;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,则活泼性X>Z;W、Y相连时,W极发生氧化反应,则W>Y。
故金属的活泼性顺序是X>Z>W>Y。
答案:
A
7.如图所示,A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀H2SO4。
(1)A中反应的离子方程式为___________________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为___________________________;Sn极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)C中先被溶解的金属是________,总反应式为________________________________。
比较A、B、C中铁被溶解的速率由快到慢的是____________。
解析:
A中Fe直接与稀H2SO4接触,发生氧化还原反应,置换出H2;B中用Sn和Fe及稀H2SO4构成原电池,Fe作负极,Sn作正极,溶液中H+在Sn表面上得到电子,电极反应为2H++2e-===H2↑,故Sn极附近溶液中的H+的物质的量浓度减小,pH增大;C中由Zn和Fe,稀H2SO4构成原电池,Zn作负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,而使Zn逐渐溶解,Fe作正极,电极反应为2H++2e-===H2↑,总反应式为Zn+2H+===Zn2++H2↑。
构成原电池可加快反应速率,故A、B、C中铁被溶解的速率由快到慢的是B>A>C。
答案:
(1)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)2H++2e-===H2↑ 增大
(3)Zn Zn+2H+===Zn2++H2↑ B>A>C
8.由铜片、锌片和100mL硫酸铜溶液组成的原电池工作一段时间后,铜片质量增加了12.8g,且溶液恰好变为无色。
假设锌片上没有铜析出,试计算:
(1)锌片质量减轻了多少克?
(2)共有多少个电子流过外电路?
(3)原硫酸铜溶液的物质的量浓度是多少?
解析:
溶液恰好变为无色,说明Cu2+已完全反应。
析出12.8gCu为
=0.2mol,据Cu2++2e-===Cu知Cu2+得到电子数为0.2mol×2=0.4mol,其个数为0.4mol×6.02×1023mol-1=2.408×1023。
Zn-2e-===Zn2+,由失电子0.4mol可计算参加反应的Zn的物质的量为0.2mol,其质量为0.2mol×65g/mol=13g。
原CuSO4溶液的物质的量浓度为
=2mol/L。
答案:
(1)13g
(2)2.408×1023 (3)2mol/L
1.下列说法中正确的是( )
A.任何化学反应都能设计成原电池
B.原电池两极均发生还原反应
C.原电池中的阳离子向负极移动
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快
解析:
氧化还原反应能设计成原电池,复分解反应中不存在电子转移,复分解反应不能设计成原电池,A项错误;原电池负极上失电子而被氧化,正极上得电子发生还原反应,B项错误;原电池放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动,C项错误;把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,Zn置换出Cu,形成铜锌原电池,加快反应速率,所以气泡放出速率加快,D项正确。
答案:
D
2.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,然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验中不考虑两球的浮力变化)( )
A.杠杆为导体或绝缘体时,均为B端高A端低
B.杠杆为导体或绝缘体时,均为B端低A端高
C.当杠杆为导体时,B端低A端高;杠杆为绝缘体时,B端高A端低
D.当杠杆为导体时,B端高A端低;杠杆为绝缘体时,B端低A端高
解析:
当杠杆为导体时,构成原电池。
由于金属活动性Fe>Cu,所以铁球是负极,失去电子,发生氧化反应,铁球质量减少。
铜球是正极,溶液中的铜离子在铜球一端得到电子析出,铜球质量增加,杠杆B端低A端高;当杠杆为绝缘体时,铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,铁球的质量增加,铜球的质量不变,因此当杠杆为绝缘体时,B端高A端低,故选C项。
答案:
C
3.一位患者镶了两颗假牙,其中一颗是黄金的,另一颗是不锈钢的。
自镶上假牙后,他时感头疼,心情烦躁,多次治疗未见好转。
如果你是医生,下列方法不能治疗其疾病的是( )
A.将金假牙改为铝质假牙
B.将两颗假牙都做成不锈钢的
C.将两颗假牙都做成黄金的
D.将两颗假牙都做成特殊树脂的
解析:
患者的情况说明是由于两颗假牙与口腔中电解质形成了原电池,两个假牙作电极,若将金假牙改为铝质,仍能形成原电池,不能治疗其疾病,而B、C、D项调换后不再形成原电池,可治疗其疾病,故选A。
答案:
A
4.(2018·玉溪第一中学月考)下图装置中,a为活动性比氢强的金属,b为碳棒,关于此装置的叙述不正确的是( )
A.碳棒上有气体放出,溶液的pH增大
B.a是正极,b是负极
C.导线中有电子流动,电子从a极流到b极
D.a极上发生了氧化反应
解析:
该装置为原电池,活动性比氢强的金属a为原电池的负极,负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,电子从a极流到b极,碳棒上的H+得到电子产生氢气,即碳棒上有气体放出,H+不断消耗,溶液的pH增大,故A、C、D正确,B错误。
答案:
B
5.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下表:
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、C(石墨)
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
氢氧化钠溶液
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中Al所作的电极(正极或负极)________(填“相同”或“不相同”)。
(2)对实验3完成下列填空:
①铝为________极,电极反应式为________________________________;②石墨为________极,电极反应式为________________________________;③电池总反应式为________________________________。
(3)实验4中铝作________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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:
在稀盐酸中Mg比Al活泼,Mg作原电池的负极,Al作正极,电流计指针偏向Al;在稀盐酸中Al比Cu活泼,Al作负极,Cu作正极,电流计指针偏向Cu。
由此可知,在这里的原电池中电流计指针是偏向于正极。
实验3中电流计指针偏向石墨,由上述规律可知,在该原电池中铝作负极、石墨作正极。
化学反应是2Al+6H+===2Al3++3H2↑。
在氢氧化钠溶液中Al能与NaOH发生氧化还原反应而Mg不能与NaOH反应,所以Al作负极,Mg作正极。
铝在浓HNO3中被钝化,锌在浓HNO3中被氧化,Zn作负极,Al作正极,所以在实验5中电流计指针偏向铝。
答案:
(1)不相同
(2)①负 2Al-6e-===2Al3+ ②正 6H++6e-===3H2↑ ③2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
(3)负 铝可以与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,而Mg与氢氧化钠溶液不发生反应 Al-3e-+4OH-===AlO
+2H2O
(4)铝在浓硝酸中钝化,锌在浓硝酸中被氧化,Zn作原电池的负极,Al作原电池的正极,所以电流计指针偏向铝
(5)①另一个电极材料的活泼性;②铝电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应