新教材適用2023-2024學(xué)年高中化學(xué)專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化第3單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能課后習(xí)題蘇教版必修第二冊(cè)

第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第1課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能基礎(chǔ)鞏固1.下列有關(guān)原電池的敘述中正確的是()。A.把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置B.活潑金屬作正極,不活潑金屬或非金屬作負(fù)極C.外電路中電子從負(fù)極流向正極D.正極發(fā)生氧化反應(yīng)答案:C2.如下圖,下列裝置能形成原電池的是()。答案:C解析:A中沒有形成閉合回路,故不能形成原電池;B中酒精不是電解質(zhì);C可以構(gòu)成原電池;D中只有一個(gè)電極,且沒有形成閉合回路。3.等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b中分別加入過量的稀硫酸,同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液。下列各圖表示的是產(chǎn)生H2的體積V與時(shí)間t的關(guān)系,其中正確的是()。答案:A解析:a中發(fā)生的反應(yīng)有:Zn+Cu2+Zn2++Cu,Zn+2H+Zn2++H2↑,置換出的Cu與Zn在稀硫酸中構(gòu)成原電池,a中的反應(yīng)比b中的反應(yīng)快,反應(yīng)完成所需的時(shí)間短,但Cu2+消耗了一部分Zn,a中產(chǎn)生的H2比b中產(chǎn)生的H2少。b中只發(fā)生反應(yīng):Zn+2H+Zn2++H2↑。符合這些條件的只有A項(xiàng)中的圖像。4.(雙選)某興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示的裝置進(jìn)行原電池原理的探究。下列敘述錯(cuò)誤的是()。A.a和b不連接時(shí),鋅片上有氣體生成,此時(shí)沒有形成原電池B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片為正極,發(fā)生的反應(yīng)為2H+-2e-H2↑C.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),電子由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向Cu,再經(jīng)稀硫酸流回ZnD.無(wú)論a和b是否連接,稀硫酸均參與反應(yīng),鋅片上均會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)答案:BC解析:a和b不連接時(shí),該裝置沒有形成原電池,Zn與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成H2,故鋅片上有氣體生成,A項(xiàng)正確;a和b用導(dǎo)線連接時(shí),形成原電池,由于Zn比Cu活潑,銅片為正極,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;a和b用導(dǎo)線連接時(shí),電子由Zn經(jīng)導(dǎo)線流向Cu,但不能進(jìn)入電解質(zhì)溶液,C項(xiàng)錯(cuò)誤;無(wú)論a和b是否連接,均發(fā)生反應(yīng)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,稀硫酸均參與反應(yīng),鋅片上均會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),D項(xiàng)正確。5.現(xiàn)有M、N、P、E四種金屬,已知:①M(fèi)+N2+N+M2+;②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面有大量氣泡逸出;③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中,電極反應(yīng)為E2++2e-E,N-2e-N2+。則這四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()。A.P>M>N>E B.E>N>M>PC.P>N>M>E D.E>P>M>N答案:A解析:由①知,金屬還原性:M>N;M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面有大量氣泡逸出,說明M作原電池的正極,故金屬還原性:P>M;N、E構(gòu)成的原電池中,N作負(fù)極,故金屬還原性:N>E。6.在鋼鐵腐蝕過程中,下列變化不可能發(fā)生的是()。A.Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+B.O2被還原C.Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2OD.非金屬碳被氧化答案:D解析:本題考查鋼鐵的電化學(xué)腐蝕。在腐蝕過程中,負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,正極一般為O2得電子,Fe2+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3失水形成鐵銹。7.FeCl3可用作印刷電路銅板腐蝕劑。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式:

。

(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,請(qǐng)畫出原電池的裝置示意圖,標(biāo)出正、負(fù)極,并寫出電極反應(yīng)式。①正極反應(yīng):;

②負(fù)極反應(yīng):。

答案:(1)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+(2)①2Fe3++2e-2Fe2+②Cu-2e-Cu2+解析:FeCl3溶液腐蝕銅板的離子方程式為2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。氧化反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,還原反應(yīng)為2Fe3++2e-2Fe2+,原電池組成:Cu是負(fù)極、石墨為正極、含F(xiàn)e3+的FeCl3或Fe2(SO4)3溶液為電解質(zhì)溶液。8.分別按圖甲、乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中兩燒杯里的溶液為100mL相同濃度的稀硫酸,請(qǐng)回答下列問題。(1)變化過程中能量轉(zhuǎn)化的主要形式是:甲為,乙為。

(2)以下敘述正確的是(填字母)。

a.兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生b.甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極c.甲中銅片質(zhì)量減小,乙中鋅片質(zhì)量減小d.兩燒杯中溶液的c(H+)均減小e.甲的外電路中電流方向和電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子的移動(dòng)方向均為鋅片流向銅片f.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙快g.兩燒杯在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等(3)當(dāng)甲中產(chǎn)生1.12L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體時(shí),通過導(dǎo)線的電子數(shù)約為;若導(dǎo)線上通過電子1mol,則理論上兩電極的變化是(填字母)。

a.鋅片減少32.5gb.鋅片增加32.5gc.銅片上析出1gH2d.銅片上析出1molH2(4)在甲實(shí)驗(yàn)中,如果把稀硫酸換成硫酸銅溶液,鋅片上發(fā)生的是(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式為;銅片上觀察到的現(xiàn)象是,銅電極上發(fā)生的是(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式是,原電池總反應(yīng)的離子方程式為。

答案:(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能(2)df(3)6.02×1022ac(4)氧化Zn-2e-Zn2+銅片變粗還原Cu2++2e-CuZn+Cu2+Zn2++Cu解析:(1)甲裝置為原電池,主要由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,乙裝置不是原電池,主要由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。(2)甲裝置為原電池,鋅片是負(fù)極,鋅失電子變?yōu)閆n2+進(jìn)入溶液而質(zhì)量減小,銅片是原電池的正極,溶液中的H+在銅片表面得電子生成氫氣,銅片表面有氫氣析出,外電路中電子由鋅片流向銅片,故甲裝置的外電路中電流方向?yàn)橛摄~片流向鋅片,甲裝置的電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子由鋅片移向銅片;乙裝置不是原電池,銅片上沒有氫氣析出,鋅片上鋅失電子變?yōu)閆n2+進(jìn)入溶液而使其質(zhì)量減小,且鋅片上有氫氣析出。甲、乙裝置中反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都為鋅失電子,溶液中H+得到電子,使c(H+)減小。甲形成原電池后,反應(yīng)速率加快,所以在相同的時(shí)間內(nèi)甲燒杯中轉(zhuǎn)移電子數(shù)多于乙燒杯中轉(zhuǎn)移電子數(shù)。(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,n(e-)=2n(H2)=2×1.12L22.4L·mol-1=0.1mol,則N(e-)=6.02×1022;若導(dǎo)線上通過電子1mol,則消耗鋅0.5mol,生成H20.5mol,即鋅片減少32.5g,銅片上析出1gH2。(4)CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液時(shí),銅鋅原電池的負(fù)極為鋅,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-Zn2+,所以鋅片不斷溶解,正極為銅,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,所以銅片不斷變粗,9.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag++CuCu2++2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問題。(1)電極X的材料是;電解質(zhì)溶液Y是。

(2)銀電極為電池的極,發(fā)生的電極反應(yīng)為;X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。

(3)外電路中的電子(填“流出”或“流向”)Ag電極。

(4)當(dāng)有1.6g銅溶解時(shí),銀電極質(zhì)量增加g。

答案:(1)CuAgNO3溶液(2)正Ag++e-Ag氧化(3)流向(4)5.4解析:(1)由原電池反應(yīng):2Ag++CuCu2++2Ag知,銅失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),作負(fù)極,比銅不活潑的金屬或石墨作正極,電解質(zhì)溶液用可溶性的硝酸銀溶液,則電極X的材料是銅,電解質(zhì)溶液Y是AgNO3溶液。(2)由(1)知,銀電極為電池的正極,發(fā)生的電極反應(yīng)為Ag++e-Ag,X電極上發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)外電路中,Cu是負(fù)極,Ag是正極,Cu失去的電子沿導(dǎo)線經(jīng)電流計(jì)流向正極(Ag電極)。(4)1.6g銅的物質(zhì)的量為1.6g64g·mol-1=0.025mol,根據(jù)反應(yīng)2Ag++CuCu2++2Ag,銀電極增加的質(zhì)量實(shí)際上是生成金屬銀的質(zhì)量,為0.025mol×2×108g能力提升1.用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若x軸表示流入正極的電子的物質(zhì)的量,則y軸應(yīng)表示()。①c(Ag+)②n(NO3-)③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量A.①③⑤ B.③④C.①②④ D.②答案:D解析:該原電池中負(fù)極為Fe,電極反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,故a棒質(zhì)量減小;正極為Ag,電極反應(yīng):Ag++e-Ag,故b棒質(zhì)量增大,溶液中c(Ag+)減小;總電極反應(yīng)為Fe+2Ag+2Ag+Fe2+,溶液質(zhì)量減小,整個(gè)過程中n(NO3-)未變。2.下列裝置中四塊相同的Zn片,放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是()。A.①②③④ B.④②①③C.③①②④ D.②①③④答案:B解析:③中的鋅作負(fù)極,腐蝕速率最快;④中的鋅與外界不接觸,腐蝕速率最慢;②中的鋅作正極,腐蝕速率比①中的鋅要慢;因此腐蝕速率由慢到快的順序?yàn)棰堍冖佗?B項(xiàng)正確。3.鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng):①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。下列說法正確的是()。A.反應(yīng)①②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等B.反應(yīng)①中氧化劑是氧氣和水C.與銅質(zhì)水龍頭連接的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕D.鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕答案:A解析:反應(yīng)①②中消耗O2的量相等,兩個(gè)反應(yīng)都僅有O2作為氧化劑,故轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,A項(xiàng)正確;①中H2O的H、O兩元素的化合價(jià)都沒有變,H2O不是氧化劑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;銅和鋼質(zhì)水管中的鐵能構(gòu)成原電池,使鋼質(zhì)水管的腐蝕加快,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序,兩人均使用鎂片與鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入6mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同學(xué)將電極放入6mol·L-1的NaOH溶液中,如下圖所示。(1)寫出A池中負(fù)極的電極反應(yīng)式:。

(2)寫出B池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式。負(fù)極:;總反應(yīng)的離子方程式:

。

(3)如果甲、乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“組成原電池的電極材料如果都是金屬,則組成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比組成正極材料的金屬活動(dòng)性強(qiáng)”,則甲會(huì)判斷出活動(dòng)性更強(qiáng),而乙會(huì)判