江蘇專版2023-2024學年新教材高中化學專題6化學反應與能量變化第三單元化學能與電能的轉化第1課時化學能轉化為電能分層作業(yè)蘇教版必修第二冊

專題6第三單元第1課時化學能轉化為電能必備知識基礎練1.下列關于原電池的敘述,正確的是()A.構成原電池的正極和負極材料必須是兩種活動性不同的金屬B.原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置C.在原電池中,電子流出的一極是負極,該電極被還原D.原電池放電時,電流的方向是從負極到正極2.[2023江蘇連云港海州期中]某原電池結構如圖所示,下列有關該原電池的說法正確的是()A.能將電能轉換成化學能B.鐵棒是正極C.石墨棒發(fā)生氧化反應D.電子從鐵棒經(jīng)外電路流向石墨棒3.[2023江蘇梅村高級中學期中]如圖為某鋅-銅原電池示意圖。下列說法正確的是()A.電子由銅片通過導線流向鋅片B.溶液中的Cu2+向鋅電極移動C.正極電極反應式:Zn-2e-Zn2+D.電路中每轉移1mol電子,理論上電解質溶液的質量增加0.5g4.[2023河北邯鄲大名一中月考]有a、b、c、d四個金屬電極,有關的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下:實驗裝置裝置一裝置二裝置三裝置四部分實驗現(xiàn)象a極質量減小,b極質量增大b極有氣體產生,c極無變化d極溶解,c極有氣體產生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c5.[2023江蘇淮安漣水一中月考]鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖所示,下列有關說法錯誤的是()A.鋼鐵里的鐵和碳與電解質溶液形成無數(shù)微小的原電池B.鐵電極發(fā)生氧化反應C.負極的電極反應式為O2+4e-+2H2O4OH-D.放置一段時間后,鐵片上有鐵銹出現(xiàn)6.[2023山東濟寧曲阜孔子高級中學月考]某電池的總反應式為Cu+2Ag+Cu2++2Ag,該原電池的正確組合是()選項ABCD正極材料CuAgAgCu負極材料AgCuCuAg電解質溶液AgNO3(aq)AgNO3(aq)CuSO4(aq)CuSO4(aq)7.[2023廣東江門開平期中]依據(jù)氧化還原反應:C(aq)+Fe(s)F(aq)+Cu(s)設計的原電池如圖所示。請回答下列問題:(1)電極X的材料是;電解質溶液Y是。

(2)X電極上發(fā)生的電極反應為

。

(3)針對上述原電池裝置,下列說法中不正確的是(填字母)。

A.原電池工作時的總反應:C(aq)+Fe(s)F(aq)+Cu(s),為放熱反應B.原電池工作時,X電極流出電子,發(fā)生氧化反應C.原電池工作時,銀電極上發(fā)生氧化反應D.原電池工作時,陽離子不斷移向X電極(4)若Y為稀硫酸,Ag極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是。

關鍵能力提升練8.[2023河北邯鄲雞澤一中月考]有關電化學知識的描述正確的是()A.CaO+H2OCa(OH)2,可以放出大量的熱,故可把該反應設計成原電池,把其中的化學能轉化為電能B.某原電池反應為Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,裝置中一定是銀作正極C.因為鐵的活動性強于銅,所以將鐵、銅用導線連接后放入濃硫酸中,若能組成原電池,必是鐵作負極、銅作正極D.理論上,任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可以設計成原電池9.[2023江蘇鹽城響水清源中學月考]某科學探究小組為探究電化學原理,設計了如圖所示的裝置進行探究實驗。下列對實驗中觀察到的現(xiàn)象或相關結論的敘述錯誤的是()A.a和b不連接時,鐵片上有紅色的銅析出B.a和b用導線連接時,銅片為負極C.無論a和b是否連接,反應的本質相同,鐵片均會被氧化,溶液中均有Fe2+生成D.a和b用導線連接時,溶液中的Cu2+應向銅電極移動且能更快地在銅電極上析出銅10.四個燒杯中分別盛有海水,鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為()①②③④A.②①③④ B.④③①②C.④②①③ D.③②④①11.[2023福建福州三中期中]將等量的A、B兩份鋅粉裝入試管中,分別加入足量的等濃度、等體積的稀硫酸,同時向裝有A的試管中加入少量CuSO4溶液。如圖表示產生氫氣的體積V與時間t的關系,其中正確的是()ABC D12.[2023河北衡水十三中月考]下列有關原電池原理的敘述正確的是()A.原電池工作時,活潑金屬一定作負極B.原電池工作時,陽離子向負極移動C.原電池工作時,電解質溶液不一定參加電極反應D.原電池工作時,電子由負極經(jīng)電解質溶液流向正極13.[2023江蘇連云港贛榆智賢中學月考]將Zn塊連接在鋼鐵設施表面,可減緩水體中鋼鐵設施的腐蝕。在如圖所示的情境中,下列有關說法不正確的是()A.該裝置設計利用了原電池原理B.Zn的金屬性比Fe的金屬性強C.Zn極的電極反應式為Zn-2e-Zn2+D.工作時電子經(jīng)外電路由鋼鐵設施流向金屬Zn14.回答下列問題。(1)如圖是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。①當電極a為Al,電極b為Cu,電解質溶液為稀硫酸時,正極的電極反應式為;當電路中有0.2mol電子通過時,負極的質量減少g。

②當電極a為Al,電極b為Mg,電解質溶液為氫氧化鈉溶液時,該裝置(填“能”或“不能”)形成原電池,若不能,請說明理由,若能,請指出正、負極:。

(2)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流表。①鋅片上發(fā)生的電極反應為。

②若該電池中兩電極的總質量為60g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重,總質量為47g,則產生氫氣的體積(標準狀況)為,通過導線的電子的物質的量為。

學科素養(yǎng)創(chuàng)新練15.(1)意大利解剖學家伽伐尼在用銀質手術刀觸碰放在鐵盤上的青蛙時,無意間發(fā)現(xiàn)青蛙的腿部肌肉抽搐了一下,仿佛受到電流的刺激。伽伐尼認為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是動物體內存在“生物電”。結合所學知識模擬該過程,用下列材質的手術刀觸碰鐵盤上的青蛙腿,青蛙會產生抽搐的是(填字母)。

a.鋁 b.玻璃c.塑料 d.鐵(2)伏打仔細研究了伽伐尼的發(fā)現(xiàn),將含食鹽水的濕抹布夾在銀和鋅的圓形板中間,堆積成圓柱狀,制造出世界上最早的電池——伏打電池。將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊(如圖所示)。在每次實驗時,記錄電壓表指針的移動方向和電壓表的示數(shù),數(shù)據(jù)記錄如表所示。金屬電子流動方向電壓/VAA→Cu+0.78BCu→B-0.15CC→Cu+1.35DD→Cu+0.30已知:構成兩電極的金屬的活動性相差越大,電壓表的示數(shù)越大。請依據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷:金屬可能是最強的還原劑;金屬一定不能從硫酸銅溶液中置換出銅。

(3)英國科學家丹尼爾對伏打電池進行了改進,獲得了世界上第一個具有穩(wěn)定電流的電池,如圖所示是丹尼爾電池的簡化裝置:該電池的正極反應式是,負極反應式是。

(4)隨著社會的發(fā)展和科技的進步,越來越多的電池被制造出來。請選擇適宜的材料和試劑設計一個原電池,使它的正極反應為Fe3++,在方框內畫出裝置圖并標出電極材料和電解質溶液以及電池的正、負極。第1課時化學能轉化為電能1.B2.D解析原電池是將化學能轉化為電能的裝置,A錯誤;鐵棒為負極,B錯誤;石墨棒為正極,溶液中的氫離子得電子發(fā)生還原反應生成氫氣,C錯誤;電子從鐵棒經(jīng)外電路流向石墨棒,D正確。3.D解析鋅失去電子,鋅電極是負極,電子由鋅片通過導線流向銅片,A錯誤;原電池中陽離子移向正極,因此溶液中的Cu2+向銅電極移動,B錯誤;正極上銅離子放電,正極電極反應式:Cu2++2e-Cu,C錯誤;電路中每轉移1mol電子,就有0.5molZn轉化為Zn2+進入溶液,并生成0.5molCu,溶液質量增加0.5mol×(65g·mol-1-64g·mol-1)=0.5g,D正確。4.C解析裝置一,形成原電池,a極質量減小,b極質量增大,a極為負極,b極為正極,所以金屬的活動性順序a>b;裝置二,未形成原電池,b極有氣體產生,c極無變化,所以金屬的活動性順序b>c;裝置三,形成原電池,d極溶解,所以d是負極,c極有氣體產生,所以c極是正極,所以金屬的活動性順序d>c;裝置四,形成原電池,電流從a極流向d極,a極為正極,d極為負極,所以金屬的活動性順序d>a;所以這四種金屬的活動性順序為d>a>b>c。5.C解析鐵作負極,碳作正極,鋼鐵里的鐵和碳與電解質溶液形成無數(shù)微小的原電池,發(fā)生了電化學腐蝕,A正確;在原電池中,負極發(fā)生氧化反應,所以鐵電極發(fā)生氧化反應,B正確;鐵作負極,發(fā)生失電子的氧化反應,即Fe-2e-Fe2+,C錯誤;鐵失去電子生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵,氫氧化鐵發(fā)生脫水反應生成鐵銹,因此放置一段時間后,鐵片上有鐵銹出現(xiàn),D正確。6.B解析根據(jù)電池的總反應式分析,銅化合價升高,作負極,銀離子變?yōu)殂y單質,化合價降低,在正極上反應,則電解質溶液是含銀離子的鹽溶液,故B符合題意。7.答案(1)FeCuSO4(其他合理答案均可)(2)Fe-2e-Fe2+(3)CD(4)有氣泡生成解析(1)根據(jù)總反應方程式可知,鐵失去電子,為負極,電極Ag應該是正極,電極X應該是負極,則電極X應該是單質鐵,Y電解質溶液為CuSO4溶液(其他合理答案均可)。(2)X電極為負極,負極反應式為Fe-2e-Fe2+。(3)根據(jù)題給信息可知,原電池工作時的總反應:C(aq)+Fe(s)F(aq)+Cu(s),為放熱反應,A正確;原電池工作時,X電極流出電子,發(fā)生氧化反應,B正確;原電池工作時,銀電極上發(fā)生還原反應,C錯誤;X為負極,Ag為正極,原電池工作時,陽離子向正極移動,D錯誤。(4)若Y為稀硫酸,則在電極Ag上發(fā)生的反應是2H++2e-H2↑,Ag極上有氣泡生成。8.D解析該反應不是氧化還原反應,不能把該反應設計成原電池,把其中的化學能轉化為電能,A錯誤;該電池中Cu作負極,正極的活動性要比Cu弱,可以是Ag或者石墨,B錯誤;鐵在濃硫酸中會鈍化,不能持續(xù)反應,而銅可以和濃硫酸反應,則鐵作正極、銅作負極,C錯誤。9.B解析a和b不連接時,沒有形成閉合回路,沒有構成原電池,鐵直接把銅置換出來,A正確;導線連接后,構成原電池,鐵比銅活潑,鐵作負極,發(fā)生的反應為Fe-2e-F,B錯誤;無論a和b是否連接,反應的本質相同,均為Fe+Cu2+Fe2++Cu,鐵片均會被氧化,溶液中均有F生成,C正確;a和b用導線連接時,構成原電池,銅電極為正極,陽離子向正極遷移,且原電池可以加快反應速率,D正確。10.C解析②③④均為原電池裝置。③中Fe為正極,被保護。②④中Fe為負極,均被腐蝕;但相對來說,Fe和Cu的金屬活動性差別比Fe和Sn的差別大,故Fe-Cu原電池中的Fe被腐蝕得更快。①中鐵腐蝕速率比②④慢。11.D解析在A中加入少量CuSO4溶液,鋅置換出銅可形成銅鋅原電池,反應速率增大,由于鋅少量,則硫酸過量,生成的氫氣不相等,A中氫氣的量少,則只有D符合。12.C解析原電池中,一般活動性強的金屬作負極,而活動性弱的金屬(或非金屬)作正極,活潑金屬不一定作負極,A錯誤;原電池放電時,溶液中陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,B錯誤;原電池工作時,電解質溶液不一定參加電極反應,C正確;電子由負極經(jīng)導線流向正極,D錯誤。13.D解析鋅和鐵相連在海水里構成了原電池,鋅作負極,失去電子被氧化,鋼鐵設施作正極被保護,該裝置設計利用了原電池原理,A正確;在該原電池中鋅失去電子作負極,所以鋅的金屬性比鐵強,B正確;鋅作負極,失去電子被氧化,電極反應式為Zn-2e-Zn2+,C正確;原電池中電子由負極流向正極,鋅為負極,鋼鐵設施為正極,工作時電子經(jīng)外電路由金屬鋅流向鋼鐵設施,D錯誤。14.答案(1)①2H++2e-H2↑1.8②能負極為Al,正極為Mg(2)①Zn-2e-Zn2+②4.48L0.4mol解析(1)①電極a為Al,電極b為Cu,電解質溶液為稀硫酸時,金屬Al作負極,金屬Cu為正極,正極上氫離子得到電子,負極上Al失去電子,電池總反應的離子方程式為2Al+6H+2Al3++3H2↑,其中正極的電極反應式為2H++2e-H2↑。當轉移0.2mol電子時,根據(jù)Al~3e-可得m(Al)=0.2mol÷3×27g·mol-1=1.8g。②當電極a為Al,電極b為Mg,電解質溶液為NaOH溶液時,Al與NaOH能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應,而Mg與NaOH不反應,故Al為負極,Mg為正極。(2)①將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,鋅作負極,失電子,發(fā)生氧化反應,電極反應為Zn-2e-Zn2+。②電極減小的質量是負極反應的鋅的質量,n(Zn)==0.2mol。鋅作負極,電極反應為Zn-2e-Zn2+,0.2molZn參與反應,轉移電子的物質的量為0.4mol;銀片作正極,溶液中氫離子在銀電極上得到電子,發(fā)生還原反應,電極反應為2H++2e-H2↑,依據(jù)電子守恒可知,生成0.2molH2,則V