2022年高中化学必修2同步巩固练习（含解析）：2-2-1化学能与电能

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第2章 第2节 第1课时

一、选择题
1．关于如图所示装置的叙述正确的是(　　)

A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片是正极，该电极周围溶液氢离子浓度不变
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
【解析】　如图所示装置是原电池，电极为正、负极，活泼的锌为负极，失去电子，发生氧化反应，本身质量逐渐减少。而铜极为正极，上面富积电子，H＋移向铜极，H＋浓度增大，H＋在发生还原反应产生H2。
【答案】　D
2．某原电池的总反应是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的正确组成是(　　)
　　　　　 A　 B　C　 D
正极　　　　　Zn Cu Zn Cu
负极　　　　　Cu Zn Cu Zn
电解质溶液　　CuCl2 CuCl2 ZnCl2 ZnCl2
【解析】　从电极的总反应式看，锌为负极，铜为正极，电解质溶液中含有铜离子。
【答案】　B
【点拨】　形成原电池的条件：
(1)两个活泼性不同的电极。
(2)电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应)。
(3)形成闭合回路(或在溶液中接触)。
3．下列关于实验现象的描述不正确的是(　　)
A．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
B．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铁片表面出现气泡，铜片表面无气泡
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快
D．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
【答案】　B、D
【点拨】　B项装置中铁片是负极，铜片是正极，气泡应出现在铜片表面，故该项错；D项反应中，Fe3＋被还原生成Fe2＋，而不是单质Fe，故该项错。
4．如右图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液构成原电池。下列叙述正确的是(　　)

A．Zn是负极，发生还原反应
B．电流从锌片流向铜片
C．一段时间后，铜片质量减轻
D．该装置将化学能转变为电能
【解析】　A中Zn发生氧化反应，B中电流的方向从正极→负极，C中一段时间后，锌片质量减轻，故只有D正确。
【答案】　D
5．原电池产生电流的本质原因是(　　)
A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B．有导线将两个活动性不同的电极连接
C．正极发生了氧化反应，而负极发生了还原反应
D．两电极上分别进行的氧化还原反应中有电子的转移
【答案】　D
【点拨】　氧化还原反应是原电池产生电流的本质原因
6．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是(　　)

A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应
D．铜电极上发生的电极反应是：2H＋＋2e－===H2↑
【答案】　A
【点拨】　图示原电池中，Zn为负极发生氧化反应，Cu为正极发生还原反应，故A项正确，C项错；原电池工作时，ZnSO4溶液中的Zn 2＋浓度增大，所以盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中迁移，B项错；铜电极上发生的反应是Cu2＋＋2e－―→Cu，D项错。
7．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是(　　)

A．锌片是负极
B．两个铜片上都发生氧化反应
C．石墨是阴极
D．两个番茄都形成原电池
【答案】　A
【点拨】　由于番茄汁显酸性，左侧番茄形成原电池，Zn作负极，右侧番茄形成电解池，Cu作阴极，故选项中只有A正确。
8．如图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是(　　)

A．两圈仍保持平衡
B．有气泡产生，两圈摇摆不定
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
【解析】　上述铁圈、银圈和硫酸铜溶液构成了原电池(铁圈和银圈活泼性不同且相互接触从而构成闭合回路)。其电极反应式为：负极：Fe－2e－===Fe2＋，铁溶解，铁圈减轻；正极：Cu2＋＋2e－===Cu，生成的Cu沉积在银圈上，银圈增重。
【答案】　D
9．根据下列实验事实：(1)X＋Y2＋===X2＋＋Y；
(2)Z＋2H2OZ(OH)2＋H2↑；(3)Z2＋的氧化性比X2＋弱；(4)由Y、W电极组成原电池，电极反应为W2＋＋2e－===W，Y－2e－===Y2＋，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是(　　)
A．X>Z>Y>W B．Z>W>X>Y
C．Z>X>Y>W D．Z>Y>X>W
【解析】　(1)中X能置换出Y，说明还原性X>Y；(2)中Z可与冷水反应，说明Z是极活泼金属；(3)说明还原性Z>X；(4)中Y、W形成原电池时，Y作负极，说明还原性Y>W。综上所述，几种金属的还原性由强到弱的顺序为Z>X>Y>W。
【答案】　C
【点拨】　原电池原理在实际生产、生活、科研中有着广泛的应用。利用原电池原理可以解释某些实验现象，可以提高反应速率，还可以根据原电池的正、负极判断金属性的强弱。原电池中的负极金属(发生氧化反应)活动性比正极金属(该极上一般是溶液中的阳离子发生还原反应)强。
10．在盛有H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　)
A．正极附近的SO离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
【答案】　D
【点拨】　由锌片、铜片、稀H2SO4构成的原电池，锌片为负极，Zn－2e－===Zn2＋；铜片为正极：
2H＋＋2e－===H2↑，SO、OH－等阴离子向负极移动，外电路上，电子通过导线由锌片流向铜片。
二、非选择题
11．如右图所示装置能否构成原电池？__________。若不能，请说明理由______________________。

若能，请确定两极名称并写出电极反应式和总反应式________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
【解析】　装置满足原电池构成的条件，有活泼性不同的电极、有电解质溶液并且形成了闭合回路，所以能形成原电池。在NaOH溶液中，Al的活动性强，是负极，电极反应式为：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，Mg为正极，电极反应式为：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
【答案】　能　Al为负极：
Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O
Mg为正极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
总反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
【点拨】　如果对原电池的原理理解不透彻，仅根据电极材料的金属活泼性来确写原电池的正负极，结果在解本题时就会出错。原电池能形成电流，是由于两极在电解质溶液中放电能力不同而造成的。电极材料在电解质溶液中的放电能力与金属的活泼性并不完全一致，即金属性强的不一定先放电。如Mg比Al活泼，在NaOH溶液中Al能反应，而Mg不能。弄清这一点，本题就容易解决了。
12．如图所示，组成一种原电池，试回答下列问题(灯泡功率合适)：

(1)电解质溶液为稀H2SO4时，灯炮________(填“亮”或“不亮)。若灯炮亮，则Mg电极上发生的反应为________；Al电极上发生的反应为______(正、负电极的电极反应式要保持得失电子相等)。
(2)电解质溶液为NaOH(aq)时，灯炮________(填“亮”或“不亮”)。若灯炮亮，则Mg电极上发生的反应为________；Al电极上发生的反应为______(正、负电极的电极反应式要保持得失电子相等)。
【解析】　(1)(2)两种情况都具备了形成原电池的条件，因而灯炮都亮。当电解质为酸溶液时，Mg与Al活泼，Mg是原电池的负极，失去电子变为Mg2＋；Al是原电池的正极，电子由Mg片流向Al片。正极上H＋得电子变为H2。当电解质为碱溶液时，Al与碱反应，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。而Mg与碱不反应，所以Al是原电池负极，负极上Al失去电子流向正极；Mg是正极，正极上H＋得电子变成H2。
【答案】　(1)亮　Mg－2e－===Mg2＋
2H＋＋2e－===H2↑
(2)亮　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－
2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O
[或2Al－6e－＋6OH－===2Al(OH)3↓]
【点拨】　一般情况下，活动性强的金属作负极，但同时要观察电极材料能否与电解质溶液发生反应。本题易把(2)中负极和正极依然判断为Mg和Al。而忽略了Mg并不与NaOH溶液发生反应。
13．写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式。
　
负极
正极
电解质溶液
(1)
铁
铜
稀硫酸
(2)
铜
银
硝酸银溶液
(3)
铁
石墨
氯化钠溶液
(1)负极：____________；正极：____________；总反应式：
________________________________________________________________________。
(2)负极：____________；正极：____________；总反应式：
________________________________________________________________________。
(3)负极：____________；正极：____________；总反应式：
________________________________________________________________________。
【答案】　(1)Fe－2e－===Fe2＋
2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(2)Cu－2e－===Cu2＋　Ag＋＋e－===Ag
Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
(3)Fe－2e－===Fe2＋　2H2O＋O2＋4e－===4OH－
2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2
【点拨】　NaCl为中性溶液。
14．某同学进行右图所示的铜——锌原电池实验：

(1)从理论上讲，应该能预期看到的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验过程中，观察到锌极上有少量气泡逸出，铜极上有大量气泡逸出，请解释原因。
________________________________________________________________________
【答案】　(1)锌片无气泡冒出，铜片上有气泡冒出，电流计指针发生偏转　(2)锌片不纯，锌与杂质形成许多微小原电池
15．(1)将铜棒与锌棒用导线连接，依次插入分别盛有①硫酸溶液；②硫酸铜溶液；③硫酸钠溶液的三种烧杯中，此时，铜片上发生的主要反应是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重，写出此电化学腐蚀的电极反应式：
正极：
________________________________________________________________________；
负极：
________________________________________________________________________。
(3)将表面去掉氧化膜的镁片与铝片用带电流表的导线连接，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正负极，并写出电极反应式和总反应方程式。
正极
________________________________________________________________________，
电极反应式
________________________________________________________________________，
负极
________________________________________________________________________，
电极反应式
________________________________________________________________________，
总反应
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　掌握原电池原理和两极反应的本质是解题关键。(1)①②均为铜锌原电池，铜极上分别为H＋、Cu2＋得电子被还原，③为锌的吸氧腐蚀，铜极上O2得电子被还原。(2)铜只能发生吸氧腐蚀，不能发生析氢腐蚀。酸雨是一个干扰因素，只是使电解质溶液中离子浓度增大，反应加快。(3)在NaOH溶液中，镁不发生反应，而铝能发生氧化反应，失去电子作负极，正极是镁。
【答案】　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　②Cu2＋＋2e－===Cu　③O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－　Cu－2e－===Cu2＋
(3)Mg　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－
Al　2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O；
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑