2024苏教版高中化学必修第二册同步
第三单元 化学能与电能的转化
第1课时 化学能转化为电能
基础过关练
题组一 原电池的形成条件
1.(2022河南创新发展联盟联考)下面四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的是 ( )
A.Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag
B.2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑
C.Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
D.SO2+Fe2(SO4)3+2H2O 2FeSO4+2H2SO4
2.(经典题)(2022河南洛阳期中)下列装置不能形成原电池的是 ( )
A.①⑤⑥⑦ B.①②③⑤
C.②④⑥⑦ D.①②③④
题组二 原电池的工作原理
3.(2023山东青岛第十九中学月考)下列关于如图所示原电池装置的叙述中,正确的是 ( )
A.电子的流动方向:锌片→电解质溶液→铜片
B.Zn上发生的是还原反应,Cu上发生的是氧化反应
C.移向Cu电极,Cu电极上有氢气产生
D.该装置将化学能转化为电能
4.(2023福建福州第一中学期中)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。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述不正确的是 ( )
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,铜片为正极
C.无论a和b是否连接,反应的本质相同,溶液中均有Fe2+生成
D.a和b用导线连接时,溶液中的Cu2+应向铁电极移动
5.(2022广东名校联盟联考)某学生用如图所示装置研究原电池的原理,下列说法错误的是( )
A.装置(1)中铜棒上没有气体产生
B.装置(2)中锌棒逐渐溶解,铜棒上有气体产生
C.一段时间后,装置(3)中锌棒增加的质量与铜棒减少的质量之比为 65∶64
D.装置(2)与(3)中正极生成的物质质量之比为1∶32时,锌棒的质量变化量相等
题组三 原电池原理的应用
6.在钢铁腐蚀过程中,可能发生的是 ( )
①Fe(OH)2转化为Fe(OH)3
②O2被还原
③产生H2
④Fe(OH)3失水形成Fe2O3·xH2O
⑤杂质碳被氧化
A.①② B.②③④ C.①②③④ D.①②③④⑤
7.(2023广东广州真光中学月考)某电池的总反应式为Cu+2Ag++2Ag,该原电池的正确组合是 ( )
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 AgNO3 CuSO4 CuSO4
8.如图所示,液面上浮着一个空心球(球材质为铁碳合金)。数天后可观察到的现象是( )
①球表面出现红棕色锈斑
②球表面出现黑色锈斑
③量筒内水位下降
④量筒内水位上升
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
9.有W、X、Y、Z四种金属,按下列装置进行实验,电流表指针均发生偏转。下列说法不正确的是 ( )
装置
现象 W不断溶解 Y的质量增加 W上有气泡产生
A.装置甲中W作原电池负极
B.装置乙中Y电极上的电极反应式为Cu2++2e-Cu
C.实验前后装置丙溶液中c(H+)不变
D.四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y
10.某化学兴趣小组的几位同学在探究原电池原理的应用时,做了如下实验。(已知2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑)
(1)实验前,甲同学认为原电池的负极总是较活泼的金属材料,若根据他的判断,两个装置中的Al都是 极;实际实验时发现两个装置中的电流表指针偏转方向不同,则以下有关判断正确的是 (填字母)。
A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.该实验说明金属活动性顺序已过时,已没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,故应具体问题具体分析
(2)已知:常温下,浓HNO3能使铝表面形成致密的氧化膜而钝化。乙同学利用打磨过的铜片和铝片设计了如图的实验装置,并测量和绘制了原电池的电流(I)随时间(t)的变化曲线(极短时间电流方向反转),则图中t1 s后,负极材料是 。
答案与分层梯度式解析
第三单元 化学能与电能的转化
第1课时 化学能转化为电能
基础过关练
1.C 2.A 3.D 4.D 5.C 6.C 7.B 8.B
9.C
1.C 原电池的反应是自发的氧化还原反应。C项不是氧化还原反应,不可用于设计原电池。
2.A 没有形成闭合回路,不能形成原电池,①选;Zn比Cu活泼,Zn和硫酸铜能自发进行氧化还原反应,有闭合回路,能形成原电池,②不选;Zn与Fe、稀硫酸构成闭合回路,Zn与Fe活泼性不同,Zn与H2SO4能自发进行氧化还原反应,能形成原电池,③不选;Zn和醋酸能自发进行氧化还原反应,Zn和Pb活泼性不同,有闭合回路,能形成原电池,④不选;两个电极都是Zn,没有活泼性差异,不能形成原电池,⑤选;乙醇不能导电,不能形成原电池,⑥选;未形成闭合回路,不能形成原电池,⑦选;选A。
3.D 原电池工作时,电子从负极出发,沿导线流入正极,则电子的流动方向:锌片→导线→铜片,A不正确;Zn为负极,Zn失电子生成Zn2+,发生氧化反应,Cu上H+得电子发生还原反应,B不正确;原电池工作时,阴离子向负极移动,则移向Zn电极,Cu电极上H+得电子生成氢气,C不正确;该装置属于原电池,将化学能转化为电能,D正确。
4.D 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;a和b用导线连接时,构成原电池,铁比铜活泼,铁作负极,铜片为正极,B正确;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Fe2+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,阳离子向正极移动,D错误。
5.C 装置(1)未形成原电池,锌和稀硫酸发生反应生成氢气,铜和稀硫酸不反应,铜棒上没有气体产生,A正确;装置(2)是原电池,锌作负极,铜作正极,锌棒逐渐溶解,铜棒上有气体产生,B正确;装置(3)是原电池,锌作负极,电极反应式为Zn-2e- Zn2+,铜作正极,电极反应式为Cu2++2e- Cu,锌棒质量减少,铜棒质量增加,C错误;装置(2)与(3)中负极反应式均为Zn-2e- Zn2+,装置(2)中正极反应式为2H++2e- H2↑,装置(3)中正极反应式为Cu2++2e- Cu,正极生成物质的质量比为1∶32时,两个原电池中电子转移的数目相等,所以反应的锌的质量相等,D正确。
6.C 在钢铁腐蚀过程中,负极发生反应:Fe-2e-Fe2+,正极O2或H+得电子;Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3失水形成铁锈。
7.B 根据电池的总反应式Cu+2Ag++2Ag分析,铜化合价升高,作负极,Ag+变为Ag,化合价降低,在正极上反应,而电解质溶液是含Ag+的盐溶液,B符合题意。
8.B 氯化钠溶液和空心球构成原电池,其负极反应式是2Fe-4e-2Fe2+,正极反应式是O2+2H2O+4e-4OH-,Fe2+与OH-结合成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脱水成为Fe2O3·xH2O,球表面出现红棕色锈斑;量筒中的O2被消耗,所以量筒内的水位会上升。
9.C 装置甲中,W不断溶解,说明W失电子发生氧化反应,所以W作原电池负极,A项正确。装置乙中,Y的质量增加,说明溶液中铜离子在Y极得电子生成铜单质,Y电极上的电极反应式为Cu2++2e-Cu,B项正确。装置丙中,W上有气泡产生,说明H+在W上得电子生成氢气,电解质溶液中c(H+)减小,C项错误。装置甲中,W是负极,金属活动性W>X;装置乙中,Y是正极,金属活动性X>Y;装置丙中,W是正极,金属活动性Z>W,所以四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y,D项正确。
10.答案 (1)正 AD
(2)铜片
解析 (1)镁比铝活泼,甲同学认为原电池的负极总是较活泼的金属材料,所以根据他的判断,两个装置中Al都是正极。利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意涉及的化学反应原理,选择合适的电解质溶液,A正确;两个装置中的电流表指针偏转方向不同,是因为两个原电池涉及的化学反应不同,一个是镁和硫酸反应,一个是铝和氢氧化钠溶液反应,B错误;该实验说明应根据原电池涉及的反应来判断正、负极,而不是盲目根据金属活动性顺序来判断,C错误;该实验说明化学研究不能盲目套用经验,应根据研究对象、反应条件具体问题具体分析,D正确。
(2)开始时,由于铝片比铜片活泼,铝片是负极,铝片失电子,但常温下,铝片遇浓硝酸钝化,则电流会越来越小,t1 s后是铜和浓硝酸反应,所以电流方向出现反转,铜片是负极。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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