6.3.1化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（分層練習(xí)）-高一化學(xué)同步課堂（蘇教版2019必修第二冊(cè)）（解析版）

第第頁6.3.1化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能課后分層練課后分層練1．如圖裝置所示，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為()A．Zn2＋＋2e－=ZnB．2H＋＋2e－=H2↑C．Zn－2e－=Zn2＋D．Cu2＋＋2e－=Cu[答案]B[解析]根據(jù)圖示可知，該裝置為原電池，由于還原性Zn>Cu，所以Zn是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu是正極，H＋在正極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－=H2↑。2．利用化學(xué)反應(yīng)：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，可以設(shè)計(jì)出一種原電池。該原電池工作時(shí)()A．Fe為正極B．Cu為負(fù)極C．負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)D．正極上發(fā)生氧化反應(yīng)[答案]C[解析]由于金屬活動(dòng)性Fe>Cu，所以Fe是負(fù)極，Cu是正極，在負(fù)極Fe上發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，在正極Cu上發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu。3.如圖為番茄電池裝置示意圖,下列說法正確的是()A.銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片C.鋅片質(zhì)量減小,發(fā)生還原反應(yīng)D.番茄中的陽離子移向鋅片[答案]B[解析]番茄汁呈酸性,屬于電解質(zhì)溶液,可以導(dǎo)電;鋅片和銅片通過導(dǎo)線連接,插入番茄中形成原電池,由于Zn比Cu活潑,則鋅片是負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+,生成的Zn2+進(jìn)入電解質(zhì)溶液中,故鋅片質(zhì)量減小,C錯(cuò)誤。銅片是正極,溶液中H+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2,A錯(cuò)誤。原電池中,電子由負(fù)極流向正極,故電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片,B正確。電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極,故番茄中的陽離子移向銅片,D錯(cuò)誤。4.為將反應(yīng)2Al+6H+2Al3++3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,下列裝置能達(dá)到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)()[答案]B[解析]A、B、C三項(xiàng)中的裝置均能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A項(xiàng)中反應(yīng)為2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H25.如圖所示裝置中,可觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細(xì)。下表所列M、N、P物質(zhì)中,可以組合成該裝置的是()選項(xiàng)MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液[答案]C[解析]M棒變粗,N棒變細(xì),說明N棒是負(fù)極,金屬活動(dòng)性相對(duì)于M棒較強(qiáng)。M棒變粗說明M棒上有金屬析出。6．原電池工作原理的發(fā)現(xiàn)極大地推進(jìn)了現(xiàn)代化的進(jìn)程，改變了人們的生活方式。關(guān)于如圖所示原電池的說法不正確的是()A．該裝置中的銅片上有氣泡產(chǎn)生B．電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片C．銅片上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2＋＋2e－=CuD．該裝置中H＋向正極移動(dòng)[答案]C[解析]Cu作正極，氫離子在Cu電極得電子轉(zhuǎn)化為氫氣，因此該裝置中的銅片上有氣泡產(chǎn)生，A正確；鋅作負(fù)極，銅作正極，電子從負(fù)極鋅沿導(dǎo)線流向正極，B正確；該裝置中，正極上氫離子得電子，所以銅片上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，C不正確；原電池裝置中陽離子向正極遷移，因此H＋向正極移動(dòng)，D正確。7．如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片。若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是()A．a(chǎn)為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸B．b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C．a(chǎn)為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸D．b為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液[答案]C[解析]電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有電流通過，是原電池裝置，a極上有大量氣泡生成，a為正極，b為負(fù)極，H＋在a極上被還原成H2，即a為正極是碳棒，b為負(fù)極是鐵片，燒杯中溶液為硫酸，C項(xiàng)符合。8．某原電池的電池反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，與此電池反應(yīng)不符合的原電池是()①銅片、鐵片、FeCl3溶液組成的原電池②石墨、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池③鐵片、鋅片、Fe2(SO4)3溶液組成的原電池④銀片、鐵片、Fe(NO3)2溶液組成的原電池A．①②B．②③C．③④D．②④[答案]C[解析]根據(jù)電池反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋可知，F(xiàn)e為負(fù)極，比Fe不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極，含F(xiàn)e3＋的溶液為電解質(zhì)溶液。9．某興趣小組依據(jù)反應(yīng)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu探究原電池的工作原理，將質(zhì)量相等的鐵片和碳棒用導(dǎo)線相連后浸入硫酸銅溶液中構(gòu)成如圖所示裝置，當(dāng)兩電極質(zhì)量相差18g時(shí)，通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為()A．0.15mol B．0.3molC．1.5mol D．3mol[答案]B[解析]總反應(yīng)式為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差18g，負(fù)極鐵逐漸溶解，正極逐漸析出銅，若轉(zhuǎn)移2mol電子，兩極質(zhì)量差為56g＋64g＝120g，則兩電極質(zhì)量相差18g時(shí)，通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為eq\f(18g,120g)×2mol＝0.3mol。10．如圖實(shí)驗(yàn)為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)說法正確的是()A．鐵表面的反應(yīng)為Fe－3e－=Fe3＋B．紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)C．食鹽水中有氣泡逸出D．紅色物質(zhì)為Fe2O3·xH2O[答案]D[解析]A項(xiàng)，負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，食鹽水滴周圍液體少，氧氣量多，所以紅色首先在食鹽水滴的周圍出現(xiàn)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，所以食鹽水中沒有氣泡逸出，錯(cuò)誤。11．下列關(guān)于金屬材料的銹蝕說法不一，其中沒有科學(xué)道理的是()A．金屬接觸水和空氣銹蝕加快B．改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成合金能抵御金屬銹蝕C．金屬表面刷油漆可以抵御金屬銹蝕D．不斷擦去鋁表面的銹能抵御鋁的繼續(xù)銹蝕[答案]D[解析]A項(xiàng)，金屬接觸水和空氣銹蝕加快，正確；B項(xiàng)，鐵中摻入鉻和鎳等金屬改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼可以防腐蝕，所以改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能抵御金屬銹蝕，正確；C項(xiàng)，金屬防銹的措施之一是在金屬表面刷油漆，正確；D項(xiàng)，不斷擦去鋁表面的銹，使得內(nèi)部金屬暴露出來，加快了鋁的腐蝕而不是抵御鋁的繼續(xù)銹蝕，錯(cuò)誤。12．X、Y、Z、W四種金屬片浸在稀鹽酸中，用導(dǎo)線連接，可以組成原電池，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：甲乙丙丁則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?)A．Z>Y>X>W B．Z>X>Y>WC．Z>Y>W>X D．Y>Z>X>W[答案]A13．由Fe和Pt構(gòu)成的原電池裝置如圖所示，下列敘述正確的是()A．該裝置中Pt為正極，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．該裝置中Fe為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋C．溶液中Na＋向Fe極移動(dòng)D．該原電池裝置的最終產(chǎn)物是Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2[答案]A[解析]該裝置中Pt為正極，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A項(xiàng)正確；該裝置中Fe為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－＋2OH－=Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))2,B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe是負(fù)極，Pt是正極，因此溶液中Na＋向Pt極移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化亞鐵易被氧化，因此該原電池裝置的最終產(chǎn)物是Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等?！盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c空氣隔絕,啟用時(shí),打開塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后,會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。(1)“熱敷袋”放出的熱量是利用鐵發(fā)生反應(yīng)放出熱量。

(2)炭粉的主要作用是。

(3)加入氯化鈉的主要作用是。

(4)木屑的作用是。

[答案](1)氧化(2)與鐵、NaCl溶液構(gòu)成原電池,并作為正極,加速鐵的氧化(3)溶于水形成電解質(zhì)溶液(4)讓“熱敷袋”產(chǎn)生的熱量均勻地向外散失、傳遞[解析]日常生活中鐵生銹過于緩慢,熱量的釋放也非常緩慢,難以覺察到。倘若提供適當(dāng)?shù)臈l件(如電解質(zhì)溶液、導(dǎo)電且不活潑的固體物質(zhì))讓鐵成為原電池的負(fù)極材料,鐵的氧化速率就會(huì)增大。木屑的作用是讓“熱敷袋”產(chǎn)生的熱量均勻地向外散失、傳遞。15．利用原電池原理可比較金屬的活潑性，原電池中，作負(fù)極的金屬活動(dòng)性一般比作正極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)。結(jié)合相關(guān)知識(shí)解答下列問題。由A、B、C三種金屬按表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：裝置甲乙現(xiàn)象A不斷溶解，B上產(chǎn)生氣泡C的質(zhì)量增加，B的質(zhì)量減輕(1)在甲中，金屬片________(填“A”或“B”)發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)在乙中，金屬片________(填“B”或“C”)作負(fù)極。(3)如果把B、C用導(dǎo)線連接后同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，有一電極產(chǎn)生氣泡。則金屬片________(填“B”或“C”)上有氣泡產(chǎn)生。(4)上述三種金屬的活動(dòng)性順序是________。[答案](1)A(2)B(3)C(4)A>B>C11．為將反應(yīng)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達(dá)到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)()ABCD[答案]B2.下列關(guān)于如圖所示原電池裝置的敘述正確的是()A.銅片是正極,電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.銅片質(zhì)量逐漸減少C.電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D.銅離子移向銅片被還原[答案]D[解析]Zn比Cu活潑,形成原電池時(shí),銅片是正極,該電極上發(fā)生還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-Cu,則銅片質(zhì)量增加,B錯(cuò)誤;鋅片是負(fù)極,銅片是正極,則電流由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片,C錯(cuò)誤;電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極,故Cu2+移向銅片,并得電子被還原為Cu,D正確。3.X、Y、Z、M、N代表五種金屬單質(zhì),有以下反應(yīng):①Y與M用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中,M上冒氣泡;②M、N為電極,與N的鹽溶液組成原電池,電子從M極流出,經(jīng)過外電路流入N極;③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;④水溶液中,X+Y2+X2++Y。則這五種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?)A.Z>X>Y>M>N B.Z>Y>X>M>NC.Z>X>Y>N>M D.X>Y>M>N>Z[答案]A[解析]①Y與M用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中,形成原電池,M上冒氣泡,則M是正極,活潑性:Y>M;②M、N為電極,與N的鹽溶液組成原電池,電子從M極流出,經(jīng)過外電路流入N極,則M是負(fù)極,活潑性:M>N;③Z能與冷水反應(yīng)生成H2,則Z是非?；顫姷慕饘?④X能置換出Y,則活潑性:X>Y,綜上所述,金屬的活潑性:Z>X>Y>M>N。4.某同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)來探究構(gòu)成原電池的一般條件,下列說法正確的是(提示:苯是非電解質(zhì))()A.左瓶的燈泡發(fā)光 B.右瓶的銅棒變粗C.右瓶中鐵棒為正極 D.左瓶:Fe-2e-Fe2+[答案]B[解析]苯是非電解質(zhì),不能導(dǎo)電,Fe和Cu相連插入苯中,不能形成原電池,故左瓶的燈泡不發(fā)光,A、D均錯(cuò)誤;右瓶中Fe和Cu相連插入CuSO4溶液中,形成原電池,Fe是負(fù)極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,Cu是正極,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,故右瓶的銅棒變粗,B正確,C錯(cuò)誤。5.某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述正確的是()A.a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有H2產(chǎn)生B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),鐵片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-CuC.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),電子由a流向bD.無論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色[答案]D[解析]a和b不連接時(shí),鐵和Cu2+發(fā)生置換反應(yīng)而析出銅,沒有氫氣生成,錯(cuò)誤;B項(xiàng),a和b用導(dǎo)線連接時(shí)構(gòu)成原電池,鐵是負(fù)極,鐵片上發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,錯(cuò)誤;C項(xiàng),Fe比銅活潑,形成原電池時(shí)Fe為負(fù)極,則電子由b流向a,錯(cuò)誤;D項(xiàng),無論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,都生成亞鐵離子,溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色,D正確。6.如圖所示,杠桿A、B兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相同的空心銅球和空心鐵球,調(diào)節(jié)杠桿使其在水中保持平衡,然后小心地向燒杯中央滴入濃CuSO4溶液,一段時(shí)間后,下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過程中不考慮鐵絲反應(yīng)及兩邊浮力的變化)()A.杠桿不論為導(dǎo)體還是絕緣體,均為A端高B端低B.杠桿不論為導(dǎo)體還是絕緣體,均為A端低B端高C.當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí),A端低B端高;為導(dǎo)體時(shí),A端高B端低D.當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí),A端高B端低;為導(dǎo)體時(shí),A端低B端高[答案]D[解析]根據(jù)題意,若杠桿為絕緣體,滴入CuSO4溶液后,在鐵球表面析出Cu,鐵球質(zhì)量增大,B端下沉;若杠桿為導(dǎo)體,滴入CuSO4溶液后,形成原電池,在銅球表面析出Cu,A端下沉。7．【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坷盟鶎W(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)原電池裝置?！緦?shí)驗(yàn)用品】電極：鎂條、銅片、鐵片等?！倦娊赓|(zhì)】果汁(橙汁、蘋果汁、檸檬汁等)?！酒渌繉?dǎo)線、金屬夾、發(fā)光二極管、500mL燒杯。【實(shí)驗(yàn)方案】①Cu－Mg原電池，電解質(zhì)溶液為橙汁；②Cu－Fe原電池，電解質(zhì)溶液為蘋果汁；③Fe－Mg原電池，電解質(zhì)溶液為檸檬汁?！緦?shí)驗(yàn)操作】用導(dǎo)線分別將三種方案中的金屬片連接到金屬夾上，分別將金屬片兩兩插入到盛有果汁的三個(gè)500mL的燒杯中，將發(fā)光二極管兩端分別接在三種方案中金屬活動(dòng)性不同的金屬夾上。觀察現(xiàn)象，連接方式如圖所示?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】三種方案中發(fā)光二極管均發(fā)光。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔??；卮饐栴}：(1)連接裝置時(shí)活潑金屬接二極管的________極上，較不活潑金屬接二極管的________極上。(2)在方案①②中銅作電極情況：________。(3)在方案①③中鎂作電極情況：________。(4)在方案②③中鐵作電極情況：________。(5)在方案③中負(fù)極反應(yīng)為_________________________________________，正極反應(yīng)為_____________________________________________________，總電池反應(yīng)方程式為_______________________________________________。[答案](1)負(fù)正(2)銅均作正極(3)鎂均作負(fù)極(4)方案②中鐵作負(fù)極，方案③中鐵作正極(5)Mg－2e－=Mg2＋2H＋＋2e－=H2↑Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑[解析]在原電池中較活潑金屬作負(fù)極(連接二極管的負(fù)極)，較不活潑金屬作正極(連接二極管的正極)。因金屬活動(dòng)性：Mg＞Fe＞Cu，故方案①②中Cu均作正極，①③中Mg均作負(fù)極，方案②中鐵作負(fù)極，方案③中鐵作正極。在方案③中負(fù)極反應(yīng)為Mg－2e－=Mg2＋，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，總電池反應(yīng)方程式為Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑。8．有A、B兩位學(xué)生均想利用原電池反應(yīng)驗(yàn)證金屬的活動(dòng)性順序，并探究產(chǎn)物的有關(guān)性質(zhì)，分別設(shè)計(jì)了如圖所示的原電池，請(qǐng)完成下列問題：(1)①負(fù)極材料：A池________，B池________。②電極反應(yīng)式：A池：正極：__________________，負(fù)極：___________________。B池：正極：__________________，負(fù)極：_____________。(2)B池總反應(yīng)的離子方程式為____________________________。(3)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________。[答案](1)①M(fèi)gAl②2H＋＋2e－=H2↑Mg－2e－=Mg2＋2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(2)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)A池：Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑B池：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑9．利用生活中或?qū)嶒?yàn)室中常用的物品，根據(jù)氧化還原反應(yīng)知識(shí)和電化學(xué)知識(shí)，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)實(shí)驗(yàn)原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)實(shí)驗(yàn)用品：電極(________、________)、稀硫酸、________、____________、耳機(jī)(或者電流計(jì))(填寫所缺的實(shí)驗(yàn)用品)。(3)實(shí)驗(yàn)裝置如圖。(4)原電池設(shè)計(jì)及注意的問題：①按如圖所示裝置連接好實(shí)驗(yàn)儀器，注意觀察(耳朵聽)耳機(jī)是否有聲音發(fā)出，如果沒有，可將原電池的兩個(gè)電極中的一極接觸耳機(jī)插頭上的一極(注意：接觸的同時(shí)耳機(jī)的另一個(gè)極是連接在原電池的另一個(gè)電極上的)，這時(shí)可以聽見耳機(jī)發(fā)生“嚓嚓嚓……”的聲音。其原因是在原電池中，由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為____________，在耳機(jī)中又由__________轉(zhuǎn)化為聲音這種能量。②如果將裝置中的耳機(jī)改為電流計(jì)，則鐵釘應(yīng)該接電流計(jì)的________極，電極反應(yīng)是__________________________，發(fā)生了_________反應(yīng)；銅釘應(yīng)該接電流計(jì)的_______極，電極反應(yīng)是________________，發(fā)生了__________反應(yīng)。[答案](2)鐵釘或鐵條銅釘(其他的惰性電極如鉛筆芯、鉑等都正確)燒杯導(dǎo)線(4)①電能電能②負(fù)Fe－2e－=Fe2＋氧化正2H＋＋2