雙基限時練(九)化學能轉化為電能基礎強化1.核聚變是人類未來獲取能源的理想方式之一。人類從受控熱核聚變反應中可得到無窮無盡的清潔能源，相當于為自己制造了一個個小太陽。下列關于能量轉換的認識中不正確的是()A．電解水生成氫氣和氧氣時，電能轉化為化學能B．綠色植物進行光合作用時，太陽能轉化為化學能C．煤燃燒時，化學能主要轉化為熱能D．白熾燈工作時，電能全部轉化為光能答案D解析白熾燈工作時，電能沒有全部轉化為光能，還轉化為熱能等。2．下列敘述中正確的是()A．任何化學反應都能設計成原電池B．任何氧化還原反應都能設計成原電池C．原電池反應一定是氧化還原反應D．兩種不同的金屬電極插入到電解質溶液中一定能形成原電池答案C解析形成原電池的反應一定是氧化還原反應，所以A項錯誤；原電池的氧化還原反應一般是自發的、放熱的氧化還原反應，而一些需外界提供能量進行的氧化還原反應，如通電情況下才能發生的化學反應則一般不能設計成原電池；形成原電池時必須是閉合回路，D項錯誤。3．下列關于原電池的敘述中正確的是()A．構成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬B．原電池是將化學能轉變為電能的裝置C．在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原D．原電池放電時，在電解質溶液中陰離子移向正極答案B解析構成原電池的兩極可以是兩種活潑性不同的金屬，也可以是金屬與非金屬(如Fe和碳)，A項錯；原電池是將化學能轉化為電能的裝置，B項正確；原電池中電子流出的極為負極，該電極發生了氧化反應，C項錯；原電池放電時，陰離子移向負極，陽離子移向正極，D項錯。4．有a、b、c三種金屬，兩兩分別接觸并同處于稀硫酸中，如圖所示。則三種金屬活動性順序為()A．a>b>c B．b>a>cC．c>a>b D．c>b>a答案D解析不同金屬構成原電池時，做負極的為活潑金屬，活潑性分別為b＞a、c＞a、c＞b，故c＞b＞a。5．將相同表面積的純鋅片和純銅片按圖所示同時插入相同濃度的稀硫酸中，以下有關敘述正確的是()A．甲乙兩裝置中c(SOeq\o\al(2－,4))均減小B．乙裝置產生氣泡速率比甲裝置快C．乙裝置中銅片上發生2H＋＋2e－=H2↑D．甲裝置中銅片表面有氣泡產生答案D解析甲乙兩裝置中SOeq\o\al(2－,4)不參與反應，濃度不變，故A項錯；乙沒有形成閉合回路，不是原電池，Zn與H2SO4反應生成的H2從Zn片上逸出，Cu與H2SO4不反應，形成原電池時可加快反應速率，B、C項均錯誤；甲形成原電池Zn比Cu活潑，Zn為負極，逐漸溶解，Cu為正極，H＋在Cu電極上得到電子生成H2，故D項正確。6．某原電池的離子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是()選項正極負極電解質溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2答案C解析根據給定反應，Zn作負極，含Cu2＋的溶液作電解質溶液，比Zn活動性弱的金屬作正極，則C符合題意。7．下列敘述正確的是①原電池是將化學能轉化為電能的一種裝置②原電池的正極發生氧化反應，負極發生還原反應③不能自發發生的氧化還原反應，通過原電池裝置均可實現④石墨棒不能用作原電池的正極⑤反應Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋可設計成原電池其中符合原電池原理的是()A．①⑤ B．①④C．②③ D．②⑤答案A解析原電池反應必須是能夠自發發生的氧化還原反應，原電池的正極發生的是還原反應，負極發生的是氧化反應，石墨棒可作原電池的正極。綜上所述，A項正確。8．下列關于實驗現象的描述不正確的是()A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現氣泡B．用導線把鋅片、銅片連接在一起浸入硫酸銅溶液中，銅片表面析出單質銅C．把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面析出一層鐵D．把鋅粒放入盛有稀鹽酸的試管中，滴入幾滴氯化銅溶液，產生氣泡的速率加快答案C解析把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，符合構成原電池的條件，銅片作正極，表面出現氣泡，A項正確；用導線把鋅片、銅片連接在一起浸入硫酸銅溶液中，鋅比銅活潑，銅作正極，表面析出單質銅，B項正確；把銅片插入氯化鐵溶液中，發生反應：Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2，銅片被氯化鐵溶液腐蝕而逐漸溶解，不會在銅片表面析出一層鐵，C項不正確；把鋅粒放入盛有稀鹽酸的試管中，滴入幾滴氯化銅溶液，鋅粒與氯化銅溶液發生反應：Zn＋CuCl2=ZnCl2＋Cu，鋅、銅與稀鹽酸構成原電池，所以產生氣泡的速率加快，D項正確。9．下列關于原電池的敘述中正確的是()A．正極和負極必須是兩種不同的金屬B．電子流入的一極為正極C．原電池工作時，正極和負極上發生的都是氧化還原反應D．鋅、銅和鹽酸構成的原電池工作時，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極上就有0.1g氫氣生成答案B解析原電池中電子從負極流出，從正極流入；它的正、負極可以是兩種活動性不同的金屬，也可以是金屬與非金屬；原電池工作時負極上發生氧化反應，正極上發生還原反應；當鋅片上有6.5g鋅溶解時，正極上析出0.2g氫氣。10．右圖為銅鋅原電池示意圖，下列說法正確的是()A．鋅片逐漸溶解B．燒杯中溶液逐漸呈藍色C．電子由銅片通過導線流向鋅片D．Zn為正極，Cu為負極答案A解析在該原電池中，Zn作負極，Zn溶解并失e－，在外電路中e－由Zn→Cu,在Cu電極表面，H＋得e－生成H2，故Cu并沒有參加任何反應，故A選項正確，B、C兩項錯誤；鋅的活動性大于銅，鋅為負極、Cu為正極，D選項錯誤。11．如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發生偏轉，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是()A．a為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸B．b為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C．a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Fe、C形成的原電池中，負極鐵失去電子，變成＋2價的亞鐵離子，由于a極上有大量氣泡產生，所以正極(C)反應：2H＋＋2e－=H2↑，a為正極，是碳棒；b為負極，是鐵片；電解質溶液為硫酸。12．如圖所示裝置，電流表指針發生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的()A．A是Zn，B是Cu，C為稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C為稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C為稀AgNO3溶液答案D解析A極逐漸變粗，說明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出；B極逐漸變細，說明B極為原電池的負極，失去電子后變成離子進入溶液中。A和B兩項中的反應為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，則A選項中A極變細，B選項中A極不變。C和D兩項中的反應為Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C選項中A極變細，D選項中A極變粗。13．在由銅片、鋅片和200mL稀H2SO4組成的原電池中，若H2只在銅片上產生，當在銅片上放出3.36L(標準狀況)的H2時，H2SO4恰好用完，則產生這些氣體消耗的Zn為________g，在導線上有________mol電子通過，原稀H2SO4的物質的量濃度是________。答案mol/L解析正極：2H＋＋2e－=H22mol2mol22.4Lmolmol3.36L負極：Zn－2e－=Zn2＋molmol則消耗Zn的質量為mol×65g/mol＝9.75g有mol電子通過，c(H2SO4)＝eq\fmol,2×L)＝mol/L。14．現有如下兩個反應：(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根據兩反應本質，判斷能否設計成原電池________。(2)如果不能，說明其原因_______________________________________________________________________________________。(3)如果可以，則寫出正、負極材料、其電極反應式、反應類型(“氧化”或“還原”)：負極：________，________________，________。正極：________，________________，________。若導線上轉移電子1mol，則正極質量增加________g，電解質溶液為________。答案(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)為非氧化還原反應，沒有電子轉移(3)CuCu－2e－=Cu2＋氧化碳棒、Ag、鉑、金(任選一)2Ag＋＋2e－=2Ag還原108AgNO3溶液解析(1)只有自發的氧化還原反應才能設計成原電池，(B)是氧化還原反應且能自發進行；(3)根據電池反應式Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋可知，Cu失電子作負極，負極材料是Cu，正極材料應是比銅不活潑的金屬或導電的非金屬；Ag＋得電子，所以此電解質溶液只能為AgNO3溶液。能力提升1.一位老人鑲了兩顆假牙，其中一顆是黃金的，另一顆是不銹鋼的。自鑲上假牙后，他時感頭疼，心情煩躁，多次治療未見好轉。如果你是醫生，下列方法不能治療其疾病的是()A．將兩顆假牙都做成黃金的B．將兩顆假牙都做成不銹鋼的C．將兩顆假牙都做成特殊樹脂的D．將金假牙改為鋁質假牙答案D解析因形成原電池產生電流使人頭疼、心情煩躁，D項形成Al—Fe原電池。2．如圖所示，A、B均為金屬單質，電流表指針發生偏轉，同時A極質量減少，B極上有氣泡產生，C為稀鹽酸，下列說法錯誤的是()A．B極為原電池的正極B．A極材料的活動性比B極材料的強C．H＋向A極移動D．A極發生氧化反應答案C解析根據題述現象可判斷出A極為原電池的負極，B極為原電池的正極，負極失去電子發生氧化反應，A極材料的活動性比B極材料的強。H＋帶有正電荷，應該向有大量負電荷的正極(B極)移動，綜上所述，C項錯誤。3．用Cu片、Al片、Cu(NO3)2溶液設計成原電池。下列有關該原電池的敘述不正確的是()A．由該電池的工作原理不能比較Cu、Al的金屬活動性的強弱B．正極反應①：Cu2＋＋2e－=CuC．其他條件不變，將Cu片改為Ag片，外電路中通過等量電子時，Ag片溶解的質量大于Cu片的D．其他條件不變，將Cu(NO3)2溶液改為FeCl3溶液，負極的電極反應：Al－3e－=Al3＋答案A解析根據原電池的工作原理，Al失去電子，溶液中的Cu2＋在Cu片上獲得電子，故Al的活動性強于Cu的，A項錯誤；Al失去電子作負極：Al－3e－=Al3＋，溶液中的Cu2＋在正極(Cu)獲得電子析出：Cu2＋＋2e－=Cu，B項正確；1molCu失去2mol電子，其質量為64g，2molAg失去2mol電子，其質量為216g，C項正確；由于Al的活動性強于Cu的，在FeCl3溶液中，仍是Al失去電子作負極，D項正確。4．鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列說法中錯誤的是()A．電池工作時，鋅失去電子，鋅是負極B．外電路中每通過mol電子，鋅的質量理論上減小6.5gC．電池負極的電極反應式為：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2D．電池工作時，電子由負極流向正極，溶液中OH－向正極移動，K＋、H＋向負極移動答案D解析電池工作時，溶液中陽離子移向正極，陰離子移向負極，D項錯。5.如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調節杠桿并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，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮鐵絲反應及兩球的浮力變化)()A．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端高B端低B．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端低B端高C．當杠桿為絕緣體時，A端低，B端高；為導體時，A端高，B端低D．當杠桿為絕緣體時，A端高，B端低；為導體時，A端低，B端高答案D解析當杠桿為絕緣體時不形成原電池，發生反應Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，鐵球上由于有銅附著質量增加，B端下沉，A端上升，結果A端高，B端低；當杠桿為導體時形成原電池，鐵球作負極，Fe－2e－=Fe2＋，鐵球質量減輕，銅球作正極：Cu2＋＋2e－=Cu，銅球上附著銅，質量增加，結果A端低，B端高。6．利用生活中或實驗室中常用的物品，根據氧化還原反應知識和電化學知識，自己動手設計一個原電池。請填寫下列空白：(1)實驗原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)實驗用品：電極(________、________)、稀硫酸、________、________、耳機(或者電流表)(填寫所缺的實驗用品)。(3)實驗裝置如圖。(4)原電池設計及注意的問題：①按如圖所示裝置連接好實驗儀器，注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音發出，如果沒有，可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極(注意：接觸的同時耳機的另一個極是連接在原電池的另一個電極上的)，這時可以聽見耳機發生“嚓嚓嚓……”的聲音。其原因是在原電池中，由化學能轉化為________，在耳機中又由________轉化為聲音這種能量。②如果將裝置中的耳機改為電流表，則鐵釘應該接電流表的________極，電極反應是________，發生了________反應；銅釘應該接電流表的________極，電極反應是________，發生了________反應。答案(1)鐵釘或鐵條銅釘(其他的惰性電極如鉛筆芯、鉑等都正確)燒杯導線(4)①電能電能②負Fe－2e－=Fe2＋氧化正2H＋＋2e－=H2↑還原解析原電池是將化學能轉變為電能的裝置，活潑金屬作負極，發生氧化反應，不活潑材料作正極，發生還原反應。電流表正極應接原電池正極、電流表負極接原電池負極。7．某化學興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設計并進行了以下一系列實驗，實驗結果記錄如下：編號電極材料電解質溶液電流計指針偏轉方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Mg、Al氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試根據表中的實驗現象回答下列問題：(1)實驗1、2中Al所作的電極(正極或負極)________(填“相同”或“不相同”)。(2)根據實驗3完成下列填空：①鋁為________極，電極反應式：________；②電池總反應式：____________________________________。(3)實驗4中鋁作________，理由是_____________________。寫出鋁電極的電極反應式：______________________。(4)解釋實驗5中電流計指針偏向鋁的原因______________。(5)根據實驗結果總結出影響鋁在原電池