高中化學(xué)人教版第二章化學(xué)反應(yīng)與能量 雙基限時(shí)練9

雙基限時(shí)練(九)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能基礎(chǔ)強(qiáng)化1.核聚變是人類(lèi)未來(lái)獲取能源的理想方式之一。人類(lèi)從受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)中可得到無(wú)窮無(wú)盡的清潔能源，相當(dāng)于為自己制造了一個(gè)個(gè)小太陽(yáng)。下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的認(rèn)識(shí)中不正確的是()A．電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．煤燃燒時(shí)，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能D．白熾燈工作時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為光能答案D解析白熾燈工作時(shí)，電能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為光能，還轉(zhuǎn)化為熱能等。2．下列敘述中正確的是()A．任何化學(xué)反應(yīng)都能設(shè)計(jì)成原電池B．任何氧化還原反應(yīng)都能設(shè)計(jì)成原電池C．原電池反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)D．兩種不同的金屬電極插入到電解質(zhì)溶液中一定能形成原電池答案C解析形成原電池的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池的氧化還原反應(yīng)一般是自發(fā)的、放熱的氧化還原反應(yīng)，而一些需外界提供能量進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，如通電情況下才能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)則一般不能設(shè)計(jì)成原電池；形成原電池時(shí)必須是閉合回路，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C．在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原D．原電池放電時(shí)，在電解質(zhì)溶液中陰離子移向正極答案B解析構(gòu)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(xiàng)錯(cuò)；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，B項(xiàng)正確；原電池中電子流出的極為負(fù)極，該電極發(fā)生了氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)；原電池放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極，D項(xiàng)錯(cuò)。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(dòng)性順序?yàn)?)A．a(chǎn)>b>c B．b>a>cC．c>a>b D．c>b>a答案D解析不同金屬構(gòu)成原電池時(shí)，做負(fù)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(shí)插入相同濃度的稀硫酸中，以下有關(guān)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(chǎn)生氣泡速率比甲裝置快C．乙裝置中銅片上發(fā)生2H＋＋2e－=H2↑D．甲裝置中銅片表面有氣泡產(chǎn)生答案D解析甲乙兩裝置中SOeq\o\al(2－,4)不參與反應(yīng)，濃度不變，故A項(xiàng)錯(cuò)；乙沒(méi)有形成閉合回路，不是原電池，Zn與H2SO4反應(yīng)生成的H2從Zn片上逸出，Cu與H2SO4不反應(yīng)，形成原電池時(shí)可加快反應(yīng)速率，B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤；甲形成原電池Zn比Cu活潑，Zn為負(fù)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(xiàng)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(xiàng)正極負(fù)極電解質(zhì)溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZnZnCl2答案C解析根據(jù)給定反應(yīng)，Zn作負(fù)極，含Cu2＋的溶液作電解質(zhì)溶液，比Zn活動(dòng)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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置②原電池的正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)③不能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)原電池裝置均可實(shí)現(xiàn)④石墨棒不能用作原電池的正極⑤反應(yīng)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋可設(shè)計(jì)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(yīng)必須是能夠自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，原電池的正極發(fā)生的是還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，石墨棒可作原電池的正極。綜上所述，A項(xiàng)正確。8．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(xiàn)氣泡B．用導(dǎo)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(zhì)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(chǎn)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(gòu)成原電池的條件，銅片作正極，表面出現(xiàn)氣泡，A項(xiàng)正確；用導(dǎo)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(zhì)銅，B項(xiàng)正確；把銅片插入氯化鐵溶液中，發(fā)生反應(yīng)：Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2，銅片被氯化鐵溶液腐蝕而逐漸溶解，不會(huì)在銅片表面析出一層鐵，C項(xiàng)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(fā)生反應(yīng)：Zn＋CuCl2=ZnCl2＋Cu，鋅、銅與稀鹽酸構(gòu)成原電池，所以產(chǎn)生氣泡的速率加快，D項(xiàng)正確。9．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．正極和負(fù)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(shí)，正極和負(fù)極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)D．鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，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(fù)極流出，從正極流入；它的正、負(fù)極可以是兩種活動(dòng)性不同的金屬，也可以是金屬與非金屬；原電池工作時(shí)負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；當(dāng)鋅片上有6.5g鋅溶解時(shí)，正極上析出0.2g氫氣。10．右圖為銅鋅原電池示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．鋅片逐漸溶解B．燒杯中溶液逐漸呈藍(lán)色C．電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片D．Zn為正極，Cu為負(fù)極答案A解析在該原電池中，Zn作負(fù)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(méi)有參加任何反應(yīng)，故A選項(xiàng)正確，B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅的活動(dòng)性大于銅，鋅為負(fù)極、Cu為正極，D選項(xiàng)錯(cuò)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(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Fe、C形成的原電池中，負(fù)極鐵失去電子，變成＋2價(jià)的亞鐵離子，由于a極上有大量氣泡產(chǎn)生，所以正極(C)反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑，a為正極，是碳棒；b為負(fù)極，是鐵片；電解質(zhì)溶液為硫酸。12．如圖所示裝置，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)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(shuō)明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽(yáng)離子得到電子后在A極上析出；B極逐漸變細(xì)，說(shuō)明B極為原電池的負(fù)極，失去電子后變成離子進(jìn)入溶液中。A和B兩項(xiàng)中的反應(yīng)為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，則A選項(xiàng)中A極變細(xì)，B選項(xiàng)中A極不變。C和D兩項(xiàng)中的反應(yīng)為Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C選項(xiàng)中A極變細(xì)，D選項(xiàng)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(chǎn)生，當(dāng)在銅片上放出3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的H2時(shí)，H2SO4恰好用完，則產(chǎn)生這些氣體消耗的Zn為_(kāi)_______g，在導(dǎo)線上有________mol電子通過(guò)，原稀H2SO4的物質(zhì)的量濃度是________。答案mol/L解析正極：2H＋＋2e－=H22mol2mol22.4Lmolmol3.36L負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋molmol則消耗Zn的質(zhì)量為mol×65g/mol＝9.75g有mol電子通過(guò)，c(H2SO4)＝eq\fmol,2×L)＝mol/L。14．現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計(jì)成原電池________。(2)如果不能，說(shuō)明其原因_______________________________________________________________________________________。(3)如果可以，則寫(xiě)出正、負(fù)極材料、其電極反應(yīng)式、反應(yīng)類(lèi)型(“氧化”或“還原”)：負(fù)極：________，________________，________。正極：________，________________，________。若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1mol，則正極質(zhì)量增加________g，電解質(zhì)溶液為_(kāi)_______。答案(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)為非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)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(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，(B)是氧化還原反應(yīng)且能自發(fā)進(jìn)行；(3)根據(jù)電池反應(yīng)式Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋可知，Cu失電子作負(fù)極，負(fù)極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?；Ag＋得電子，所以此電解質(zhì)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(shí)感頭疼，心情煩躁，多次治療未見(jiàn)好轉(zhuǎn)。如果你是醫(yī)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(shù)脂的D．將金假牙改為鋁質(zhì)假牙答案D解析因形成原電池產(chǎn)生電流使人頭疼、心情煩躁，D項(xiàng)形成Al—Fe原電池。2．如圖所示，A、B均為金屬單質(zhì)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極質(zhì)量減少，B極上有氣泡產(chǎn)生，C為稀鹽酸，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．B極為原電池的正極B．A極材料的活動(dòng)性比B極材料的強(qiáng)C．H＋向A極移動(dòng)D．A極發(fā)生氧化反應(yīng)答案C解析根據(jù)題述現(xiàn)象可判斷出A極為原電池的負(fù)極，B極為原電池的正極，負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A極材料的活動(dòng)性比B極材料的強(qiáng)。H＋帶有正電荷，應(yīng)該向有大量負(fù)電荷的正極(B極)移動(dòng)，綜上所述，C項(xiàng)錯(cuò)誤。3．用Cu片、Al片、Cu(NO3)2溶液設(shè)計(jì)成原電池。下列有關(guān)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(dòng)性的強(qiáng)弱B．正極反應(yīng)①：Cu2＋＋2e－=CuC．其他條件不變，將Cu片改為Ag片，外電路中通過(guò)等量電子時(shí)，Ag片溶解的質(zhì)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(fù)極的電極反應(yīng)：Al－3e－=Al3＋答案A解析根據(jù)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(dòng)性強(qiáng)于Cu的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Al失去電子作負(fù)極：Al－3e－=Al3＋，溶液中的Cu2＋在正極(Cu)獲得電子析出：Cu2＋＋2e－=Cu，B項(xiàng)正確；1molCu失去2mol電子，其質(zhì)量為64g，2molAg失去2mol電子，其質(zhì)量為216g，C項(xiàng)正確；由于Al的活動(dòng)性強(qiáng)于Cu的，在FeCl3溶液中，仍是Al失去電子作負(fù)極，D項(xiàng)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(yīng)式為：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．電池工作時(shí)，鋅失去電子，鋅是負(fù)極B．外電路中每通過(guò)mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5gC．電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2D．電池工作時(shí)，電子由負(fù)極流向正極，溶液中OH－向正極移動(dòng)，K＋、H＋向負(fù)極移動(dòng)答案D解析電池工作時(shí)，溶液中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，D項(xiàng)錯(cuò)。5.如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)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(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力變化)()A．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，均為A端高B端低B．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，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解析當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)不形成原電池，發(fā)生反應(yīng)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，鐵球上由于有銅附著質(zhì)量增加，B端下沉，A端上升，結(jié)果A端高，B端低；當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)形成原電池，鐵球作負(fù)極，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，鐵球質(zhì)量減輕，銅球作正極：Cu2＋＋2e－=Cu，銅球上附著銅，質(zhì)量增加，結(jié)果A端低，B端高。6．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?xiě)下列空白：(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)(或者電流表)(填寫(xiě)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(wèn)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(tīng))耳機(jī)是否有聲音發(fā)出，如果沒(méi)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(tīng)見(jiàn)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_(kāi)_______，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)改為電流表，則鐵釘應(yīng)該接電流表的________極，電極反應(yīng)是________，發(fā)生了________反應(yīng)；銅釘應(yīng)該接電流表的________極，電極反應(yīng)是________，發(fā)生了________反應(yīng)。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(dǎo)線(4)①電能電能②負(fù)Fe－2e－=Fe2＋氧化正2H＋＋2e－=H2↑還原解析原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑材料作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。電流表正極應(yīng)接原電池正極、電流表負(fù)極接原電池負(fù)極。7．某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)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(jù)表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)________(填“相同”或“不相同”)。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)3完成下列填空：①鋁為_(kāi)_______極，電極反應(yīng)式：________；②電池總反應(yīng)式：____________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)4中鋁作________，理由是_____________________。寫(xiě)出鋁電極的電極反應(yīng)式：______________________。(4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向鋁的原因______________。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池