高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化第一课时课后练习题

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化第一课时课后练习题，共8页。试卷主要包含了下列关于原电池的叙述,正确的是，5 g等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于原电池的叙述,正确的是( )
A.构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
2.[2023江苏连云港海州期中]某原电池结构如图所示,下列有关该原电池的说法正确的是( )
A.能将电能转换成化学能
B.铁棒是正极
C.石墨棒发生氧化反应
D.电子从铁棒经外电路流向石墨棒
3.[2023江苏梅村高级中学期中]如图为某锌-铜原电池示意图。下列说法正确的是( )
A.电子由铜片通过导线流向锌片
B.溶液中的Cu2+向锌电极移动
C.正极电极反应式:Zn-2e-Zn2+
D.电路中每转移1 ml电子,理论上电解质溶液的质量增加0.5 g
4.[2023河北邯郸大名一中月考]有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A.a>b>c>dB.b>c>d>a
C.d>a>b>cD.a>b>d>c
5.[2023江苏淮安涟水一中月考]钢铁的电化学腐蚀原理如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.钢铁里的铁和碳与电解质溶液形成无数微小的原电池
B.铁电极发生氧化反应
C.负极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-
D.放置一段时间后,铁片上有铁锈出现
6.[2023山东济宁曲阜孔子高级中学月考]某电池的总反应式为Cu+2Ag+Cu2++2Ag,该原电池的正确组合是( )
7.[2023广东江门开平期中]依据氧化还原反应:C(aq)+Fe(s)F(aq)+Cu(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 。
(2)X电极上发生的电极反应为
。
(3)针对上述原电池装置,下列说法中不正确的是 (填字母)。
A.原电池工作时的总反应:C(aq)+Fe(s)F(aq)+Cu(s),为放热反应
B.原电池工作时,X电极流出电子,发生氧化反应
C.原电池工作时,银电极上发生氧化反应
D.原电池工作时,阳离子不断移向X电极
(4)若Y为稀硫酸,Ag极上出现的现象是 。
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8.[2023河北邯郸鸡泽一中月考]有关电化学知识的描述正确的是( )
A.CaO+H2OCa(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能
B.某原电池反应为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,装置中一定是银作正极
C.因为铁的活动性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硫酸中,若能组成原电池,必是铁作负极、铜作正极
D.理论上,任何能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池
9.[2023江苏盐城响水清源中学月考]某科学探究小组为探究电化学原理, 设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是( )
A.a和b不连接时,铁片上有红色的铜析出
B.a和b用导线连接时, 铜片为负极
C.无论a和b是否连接,反应的本质相同,铁片均会被氧化,溶液中均有Fe2+生成
D.a和b用导线连接时,溶液中的Cu2+应向铜电极移动且能更快地在铜电极上析出铜
10.四个烧杯中分别盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
① ② ③ ④
A.②①③④B.④③①②
C.④②①③D.③②④①
11.[2023福建福州三中期中]将等量的A、B两份锌粉装入试管中,分别加入足量的等浓度、等体积的稀硫酸,同时向装有A的试管中加入少量CuSO4溶液。如图表示产生氢气的体积V与时间t的关系,其中正确的是( )
A B
CD
12.[2023河北衡水十三中月考]下列有关原电池原理的叙述正确的是( )
A.原电池工作时,活泼金属一定作负极
B.原电池工作时,阳离子向负极移动
C.原电池工作时,电解质溶液不一定参加电极反应
D.原电池工作时,电子由负极经电解质溶液流向正极
13.[2023江苏连云港赣榆智贤中学月考]将Zn块连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中,下列有关说法不正确的是( )
A.该装置设计利用了原电池原理
B.Zn的金属性比Fe的金属性强
C.Zn极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+
D.工作时电子经外电路由钢铁设施流向金属Zn
14.回答下列问题。
(1)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
①当电极a为Al,电极b为Cu,电解质溶液为稀硫酸时,正极的电极反应式为 ;当电路中有0.2 ml电子通过时,负极的质量减少 g。
②当电极a为Al,电极b为Mg,电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该装置 (填“能”或“不能”)形成原电池,若不能,请说明理由,若能,请指出正、负极: 。
(2)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。
①锌片上发生的电极反应为 。
②若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,则产生氢气的体积(标准状况)为 ,通过导线的电子的物质的量为 。
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15.(1)意大利解剖学家伽伐尼在用银质手术刀触碰放在铁盘上的青蛙时,无意间发现青蛙的腿部肌肉抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激。伽伐尼认为出现这种现象的原因是动物体内存在“生物电”。结合所学知识模拟该过程,用下列材质的手术刀触碰铁盘上的青蛙腿,青蛙会产生抽搐的是 (填字母)。
a.铝b.玻璃
c.塑料d.铁
(2)伏打仔细研究了伽伐尼的发现,将含食盐水的湿抹布夹在银和锌的圆形板中间,堆积成圆柱状,制造出世界上最早的电池——伏打电池。将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的示数,数据记录如表所示。
已知:构成两电极的金属的活动性相差越大,电压表的示数越大。请依据表中数据判断:金属 可能是最强的还原剂;金属 一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
(3)英国科学家丹尼尔对伏打电池进行了改进,获得了世界上第一个具有稳定电流的电池,如图所示是丹尼尔电池的简化装置:
该电池的正极反应式是 ,负极反应式是 。
(4)随着社会的发展和科技的进步,越来越多的电池被制造出来。请选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,使它的正极反应为Fe3++,在方框内画出装置图并标出电极材料和电解质溶液以及电池的正、负极。

第1课时 化学能转化为电能
1.B
2.D 解析 原电池是将化学能转化为电能的装置,A错误;铁棒为负极,B错误;石墨棒为正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应生成氢气,C错误;电子从铁棒经外电路流向石墨棒,D正确。
3.D 解析 锌失去电子,锌电极是负极,电子由锌片通过导线流向铜片,A错误;原电池中阳离子移向正极,因此溶液中的Cu2+向铜电极移动,B错误;正极上铜离子放电,正极电极反应式:Cu2++2e-Cu,C错误;电路中每转移1ml电子,就有0.5mlZn转化为Zn2+进入溶液,并生成0.5mlCu,溶液质量增加0.5ml×(65g·ml-1-64g·ml-1)=0.5g,D正确。
4.C 解析 装置一,形成原电池,a极质量减小,b极质量增大,a极为负极,b极为正极,所以金属的活动性顺序a>b;装置二,未形成原电池,b极有气体产生,c极无变化,所以金属的活动性顺序b>c;装置三,形成原电池,d极溶解,所以d是负极,c极有气体产生,所以c极是正极,所以金属的活动性顺序d>c;装置四,形成原电池,电流从a极流向d极,a极为正极,d极为负极,所以金属的活动性顺序d>a;所以这四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。
5.C 解析 铁作负极,碳作正极,钢铁里的铁和碳与电解质溶液形成无数微小的原电池,发生了电化学腐蚀,A正确;在原电池中,负极发生氧化反应,所以铁电极发生氧化反应,B正确;铁作负极,发生失电子的氧化反应,即Fe-2e-Fe2+,C错误;铁失去电子生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁,氢氧化铁发生脱水反应生成铁锈,因此放置一段时间后,铁片上有铁锈出现,D正确。
6.B 解析 根据电池的总反应式分析,铜化合价升高,作负极,银离子变为银单质,化合价降低,在正极上反应,则电解质溶液是含银离子的盐溶液,故B符合题意。
7.答案(1)Fe CuSO4(其他合理答案均可) (2)Fe-2e-Fe2+ (3)CD (4)有气泡生成
解析 (1)根据总反应方程式可知,铁失去电子,为负极,电极Ag应该是正极,电极X应该是负极,则电极X应该是单质铁,Y电解质溶液为CuSO4溶液(其他合理答案均可)。
(2)X电极为负极,负极反应式为Fe-2e-Fe2+。
(3)根据题给信息可知,原电池工作时的总反应:C(aq)+Fe(s)F(aq)+Cu(s),为放热反应,A正确;原电池工作时,X电极流出电子,发生氧化反应,B正确;原电池工作时,银电极上发生还原反应,C错误;X为负极,Ag为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,D错误。
(4)若Y为稀硫酸,则在电极Ag上发生的反应是2H++2e-H2↑,Ag极上有气泡生成。
8.D 解析 该反应不是氧化还原反应,不能把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能,A错误;该电池中Cu作负极,正极的活动性要比Cu弱,可以是Ag或者石墨,B错误;铁在浓硫酸中会钝化,不能持续反应,而铜可以和浓硫酸反应,则铁作正极、铜作负极,C错误。
9.B 解析 a和b不连接时,没有形成闭合回路,没有构成原电池,铁直接把铜置换出来,A正确;导线连接后,构成原电池,铁比铜活泼,铁作负极,发生的反应为Fe-2e-F,B错误;无论a和b是否连接,反应的本质相同,均为Fe+Cu2+Fe2++Cu,铁片均会被氧化,溶液中均有F生成,C正确;a和b用导线连接时,构成原电池,铜电极为正极,阳离子向正极迁移,且原电池可以加快反应速率,D正确。
10.C 解析 ②③④均为原电池装置。③中Fe为正极,被保护。②④中Fe为负极,均被腐蚀;但相对来说,Fe和Cu的金属活动性差别比Fe和Sn的差别大,故Fe-Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快。①中铁腐蚀速率比②④慢。
11.D 解析 在A中加入少量CuSO4溶液,锌置换出铜可形成铜锌原电池,反应速率增大,由于锌少量,则硫酸过量,生成的氢气不相等,A中氢气的量少,则只有D符合。
12.C 解析 原电池中,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱的金属(或非金属)作正极,活泼金属不一定作负极,A错误;原电池放电时,溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,B错误;原电池工作时,电解质溶液不一定参加电极反应,C正确;电子由负极经导线流向正极,D错误。
13.D 解析 锌和铁相连在海水里构成了原电池,锌作负极,失去电子被氧化,钢铁设施作正极被保护,该装置设计利用了原电池原理,A正确;在该原电池中锌失去电子作负极,所以锌的金属性比铁强,B正确;锌作负极,失去电子被氧化,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,C正确;原电池中电子由负极流向正极,锌为负极,钢铁设施为正极,工作时电子经外电路由金属锌流向钢铁设施,D错误。
14.答案(1)①2H++2e-H2↑ 1.8 ②能 负极为Al,正极为Mg (2)①Zn-2e-Zn2+ ②4.48 L 0.4 ml
解析 (1)①电极a为Al,电极b为Cu,电解质溶液为稀硫酸时,金属Al作负极,金属Cu为正极,正极上氢离子得到电子,负极上Al失去电子,电池总反应的离子方程式为2Al+6H+2Al3++3H2↑,其中正极的电极反应式为2H++2e-H2↑。当转移0.2ml 电子时,根据Al~3e-可得m(Al)=0.2ml÷3×27g·ml-1=1.8g。②当电极a为Al,电极b为Mg,电解质溶液为NaOH溶液时,Al与NaOH能自发发生氧化还原反应,而Mg与NaOH不反应,故Al为负极,Mg为正极。
(2)①将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌作负极,失电子,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-Zn2+。②电极减小的质量是负极反应的锌的质量,n(Zn)==0.2ml。锌作负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,0.2mlZn参与反应,转移电子的物质的量为0.4ml;银片作正极,溶液中氢离子在银电极上得到电子,发生还原反应,电极反应为2H++2e-H2↑,依据电子守恒可知,生成0.2mlH2,则V(H2)=0.2ml×22.4L·ml-1=4.48L。
15.答案 (1)a (2)C B (3)Cu2++2e-Cu Zn-2e-Zn2+ (4)
解析 (1)原电池的电极材料通常是活动性不同的金属或导电的非金属,铁电极和铁盘材料相同,玻璃和塑料不导电,均不能与铁形成原电池,所以只有铝能作电极材料,与铁构成原电池。
(2)根据题中信息和原电池的原理,可知电子流出的一极是原电池的负极,是相对活泼的金属,A、Cu连接时,电子流动方向为A→Cu,所以A的金属活动性强于铜;B、Cu连接时,电子流动方向为Cu→B,所以铜的金属活动性强于B;C、Cu连接时,电子流动方向为C→Cu,所以C的金属活动性强于铜;D、Cu连接时,电子流动方向为D→Cu,所以D的金属活动性强于铜;A、C、D都比Cu活泼,金属活动性相差越大,电压表的示数越大,故C最活泼,为最强的还原剂,而金属活动性比Cu弱的是B,即金属B一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
(3)该原电池中,锌易失去电子作负极,铜作正极,负极上锌失去电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,正极上Cu2+得到电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu。
(4)正极反应为Fe3++e-Fe2+,说明电解质溶液是可溶性的铁盐溶液,负极为能和Fe3+反应的金属,正极为不如负极活泼的金属或导电的非金属,所以负极可以用铜,正极用石墨,装置如答案图所示。
实验
装置
装置一
装置二
装置三
装置四
部分
实验
现象
a极质量减小,b极质量增大
b极有气体产生,c极无变化
d极溶解,c极有气体产生
电流从a极流向d极
选项
A
B
C
D
正极
材料
Cu
Ag
Ag
Cu
负极
材料
Ag
Cu
Cu
Ag
电解质
溶液
AgNO3(aq)
AgNO3(aq)
CuSO4(aq)
CuSO4(aq)
金属
电子流动方向
电压/V
A
A→Cu
+0.78
B
Cu→B
-0.15
C
C→Cu
+1.35
D
D→Cu
+0.30