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高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能精练
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能精练，共5页。
[基础过关练]
1．下列装置属于原电池的是( )
A B C D
[答案] B
2．将纯锌片和纯铜片按图所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．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速率甲比乙慢
C [由题图可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件，铜的活泼性比锌的弱，故铜作正极，发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；乙不能形成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于两者都消耗H＋，故两烧杯中溶液的pH都增大。由于原电池的形成，故甲中产生气泡的速率比乙快。]
3．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
B [手机用的电池是可充电电池，A项正确；铜锌原电池中，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B项错误；燃料电池将化学能转化为电能，C项正确；锌锰干电池中，Zn为负极，D项正确。]
4．下列关于原电池的叙述中正确的是( )
A．正极和负极必须是两种不同的金属
B．电子流入的一极为正极
C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应
D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成
B [原电池中电子从负极流出，从正极流入。它的正、负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；当锌片上有6.5 g锌溶解时，正极上析出0.2 g氢气。]
[教师用书备选]
如图所示装置中，可观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是( )
C [M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，金属活动性相对于M棒较强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。]
5．(1)原电池原理的应用之一是可以设计原电池装置。请利用反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋设计一个原电池，在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应式：____________________________________；
负极反应式：____________________________________。
若外电路中转移电子的物质的量为1.5 ml，则溶解铜的质量是________。
(2)实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向反应液中滴加少量硫酸铜溶液，其作用是_________________________________
__________________________________________________，这体现了原电池原理的另一个应用。
[解析] (1)分析Fe3＋与Cu的反应中的氧化剂、还原剂，然后依据原电池原理，设计原电池装置。依据反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Cu失电子，应为原电池的负极，正极选用石墨棒或铂丝等，电解质溶液选用FeCl3溶液；由转移2 ml电子时溶解64 g铜，可计算出转移1.5 ml电子时溶解铜的质量为48 g。
[答案] (1)
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 48 g
(2)形成ZnCu原电池，增大化学反应的速率
[拓展培优练]
6．(易错题)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示( )
图1 图2
A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋)
C．c(H＋) D．c(SOeq \\al(2－,4))
C [在正极Cu上溶液中的H＋获得电子变为氢气，铜棒的质量不变，A项错误；由于Zn是负极，不断发生反应Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，B项错误；由于反应不断消耗H＋，所以溶液的c(H＋)逐渐降低，C项正确；SOeq \\al(2－,4)不参加反应，其浓度不变，D项错误。]
7．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A．Zn电极是负极，K＋向Ag2O电极迁移
B．Ag2O电极发生还原反应
C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D．放电前后电解质溶液的pH保持不变
D [根据电池总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag可知，Zn电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，K＋向正极迁移，A、C项正确；Ag2O电极为正极，发生还原反应，B项正确；由于放电过程中不断消耗水，故放电后电解质溶液的pH增大，D项错误。]
8．某同学用如图所示装置进行水果电池的实验，测得数据如表所示：
请回答下列问题：
(1)实验5中负极的电极反应式为_____________________。
(2)实验1、4中电流方向相反的原因是_____________________。
(3)分析实验数据可知，影响水果电池电压的因素有________________、________________。
(4)若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做________(填“合理”或“不合理”)。
[解析] (1)实验5中电极是Zn与Al，因Al比Zn更活泼，则负极反应式为Al－3e－===Al3＋。(2)因实验1中Zn比Cu活泼，Zn作负极；实验4中Al比Zn活泼，Zn作正极，则两电池中电流方向相反。(3)分析实验数据可知，水果电池的电压与水果品种及电极材料有关。(4)这样做可使电压增大，做法合理。
[答案] (1)Al－3e－===Al3＋ (2)实验1中锌比铜活泼，锌为负极；实验4中锌不如铝活泼，锌为正极，所以两实验中电流方向相反 (3)水果品种 电极材料 (4)合理
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
实验编号
电极材料
水果品种
电极间距/cm
电压/mV
1
锌
铜
菠萝
3
900
2
锌
铜
苹果
3
650
3
锌
铜
柑橘
3
850
4
锌
铝
菠萝
3
650
5
锌
铝
苹果
3
450
[基础过关练]
1．下列装置属于原电池的是( )
A B C D
[答案] B
2．将纯锌片和纯铜片按图所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．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速率甲比乙慢
C [由题图可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件，铜的活泼性比锌的弱，故铜作正极，发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；乙不能形成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于两者都消耗H＋，故两烧杯中溶液的pH都增大。由于原电池的形成，故甲中产生气泡的速率比乙快。]
3．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
B [手机用的电池是可充电电池，A项正确；铜锌原电池中，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B项错误；燃料电池将化学能转化为电能，C项正确；锌锰干电池中，Zn为负极，D项正确。]
4．下列关于原电池的叙述中正确的是( )
A．正极和负极必须是两种不同的金属
B．电子流入的一极为正极
C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应
D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成
B [原电池中电子从负极流出，从正极流入。它的正、负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；当锌片上有6.5 g锌溶解时，正极上析出0.2 g氢气。]
[教师用书备选]
如图所示装置中，可观察到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是( )
C [M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，金属活动性相对于M棒较强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。]
5．(1)原电池原理的应用之一是可以设计原电池装置。请利用反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋设计一个原电池，在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应式：____________________________________；
负极反应式：____________________________________。
若外电路中转移电子的物质的量为1.5 ml，则溶解铜的质量是________。
(2)实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向反应液中滴加少量硫酸铜溶液，其作用是_________________________________
__________________________________________________，这体现了原电池原理的另一个应用。
[解析] (1)分析Fe3＋与Cu的反应中的氧化剂、还原剂，然后依据原电池原理，设计原电池装置。依据反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Cu失电子，应为原电池的负极，正极选用石墨棒或铂丝等，电解质溶液选用FeCl3溶液；由转移2 ml电子时溶解64 g铜，可计算出转移1.5 ml电子时溶解铜的质量为48 g。
[答案] (1)
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 48 g
(2)形成ZnCu原电池，增大化学反应的速率
[拓展培优练]
6．(易错题)图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示( )
图1 图2
A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋)
C．c(H＋) D．c(SOeq \\al(2－,4))
C [在正极Cu上溶液中的H＋获得电子变为氢气，铜棒的质量不变，A项错误；由于Zn是负极，不断发生反应Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，B项错误；由于反应不断消耗H＋，所以溶液的c(H＋)逐渐降低，C项正确；SOeq \\al(2－,4)不参加反应，其浓度不变，D项错误。]
7．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是( )
A．Zn电极是负极，K＋向Ag2O电极迁移
B．Ag2O电极发生还原反应
C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D．放电前后电解质溶液的pH保持不变
D [根据电池总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag可知，Zn电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，K＋向正极迁移，A、C项正确；Ag2O电极为正极，发生还原反应，B项正确；由于放电过程中不断消耗水，故放电后电解质溶液的pH增大，D项错误。]
8．某同学用如图所示装置进行水果电池的实验，测得数据如表所示：
请回答下列问题：
(1)实验5中负极的电极反应式为_____________________。
(2)实验1、4中电流方向相反的原因是_____________________。
(3)分析实验数据可知，影响水果电池电压的因素有________________、________________。
(4)若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做________(填“合理”或“不合理”)。
[解析] (1)实验5中电极是Zn与Al，因Al比Zn更活泼，则负极反应式为Al－3e－===Al3＋。(2)因实验1中Zn比Cu活泼，Zn作负极；实验4中Al比Zn活泼，Zn作正极，则两电池中电流方向相反。(3)分析实验数据可知，水果电池的电压与水果品种及电极材料有关。(4)这样做可使电压增大，做法合理。
[答案] (1)Al－3e－===Al3＋ (2)实验1中锌比铜活泼，锌为负极；实验4中锌不如铝活泼，锌为正极，所以两实验中电流方向相反 (3)水果品种 电极材料 (4)合理
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
实验编号
电极材料
水果品种
电极间距/cm
电压/mV
1
锌
铜
菠萝
3
900
2
锌
铜
苹果
3
650
3
锌
铜
柑橘
3
850
4
锌
铝
菠萝
3
650
5
锌
铝
苹果
3
450
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