第2课时 化学反应与电能
题组一 原电池工作原理
1．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
D．C＋CO22CO
2．(2023·云南玉溪第一中学高一期中)下列关于原电池的叙述正确的是( )
A．原电池是将化学能转变为电能的装置
B．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
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，在电解质溶液中阳离子移向负极
3．(2022·洛阳高一期末)下列各个装置中能持续形成原电池的是( )
4．原电池原理的发现和各种电池装置的发明，改变了人们的生活方式。对如图所示的甲、乙两装置，下列分析正确的是( )
A．甲、乙均能将化学能转化为电能
B．甲、乙中铜片上均有气泡产生
C．甲、乙中铜片上均发生氧化反应
D．甲、乙中均能发生的反应是Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
5．(2023·深圳高一校联考期中)海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂—海水电池以金属锂为负极，石墨为正极，下列关于该电池的描述正确的是( )
A．正极上发生氧化反应
B．电流由Li流向石墨
C．Li＋由正极向负极迁移
D．电池的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
题组二 原电池工作原理的应用
6．(2023·云南大理高一期中)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：
实验 装置
部分实验现象 电子从a极流向b极 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
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
7．某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是( )
选项 A B C D
正极 Ag C Fe Cu
负极 Fe Fe Zn Fe
电解质溶液 FeCl3 FeCl2 Fe2(SO4)3 CuSO4
8．下列有关原电池的说法正确的是( )
A.将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用Zn为负极，Fe为正极，FeCl3为电解质
B．铜片和铝片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极
C．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
D．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，Mg较活泼作负极
9.(2022·温州高一检测)如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C．SO移向X电极，Y电极上有氢气产生
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
10．(2023·广东肇庆高一质检)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，部分实验结果记录如下：
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Mg、Al 稀硫酸 偏向Al
2 Cu、Al 稀硫酸 ……
3 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
根据上表中记录的实验现象，推断下列说法不正确的是( )
A．实验2、3中Al均作电池的负极，提供电子
B．实验2中H＋在Cu极上发生还原反应，电流表的指针偏向Cu
C．实验3中的Al电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
D．通过实验3可说明金属性：Mg>Al
11．(2022·黑龙江铁人中学高一期末)按图1所示装置进行实验，若图2中x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示( )
①c(Ag＋) ②c(NO) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑤
12.由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L－1 CuCl2溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上
B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出
C．闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g
D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
13.原电池是化学电源的雏形。
(1)如图连接好装置后，负极材料是________(填“Zn”或“Cu”)。
(2)相应原电池的总反应化学方程式为_________________________________________。
(3)下列化学反应可通过原电池装置，实现化学能直接转化为电能的是________(填序号)。
①2NaOH＋H2SO4===Na2SO4 ＋2H2O
②Ag＋Fe3＋===Ag＋＋Fe2＋
③C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O
14．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式为______________________________________________。
(2)B中锡极为________极，电极反应式为__________________________，锡极附近溶液的酸性______(填“增强”“减弱”或“不变”)。B中Fe极为______极，电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)C中被氧化的金属是________，总反应的化学方程式为____________________________。
(4)A、B、C中铁被氧化由快到慢的顺序是____________。
15.如图为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。根据原电池原理回答下列问题：
(1)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，Cu电极上可以看到的现象为________________，SO向__________(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_______________________________________________________________________。
(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为__________，电子沿导线向________(填“a”或“b”)移动。
(3)①FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2)。请将此反应设计成原电池，该原电池负极的电极材料为__________，正极的电极材料为______，电解质溶液为________，负极的电极反应式为________________________________________________。
②一段时间后负极质量减轻m g，则下列说法正确的是__________(填字母)。
A．电路中通过的电子为 mol
B．正极质量增加 g
C．原电池工作过程中电子由正极经导线流向负极
D．原电池工作过程中Cl－向负极移动
第2课时 化学反应与电能
1．D 2.A 3.C 4.D 5.D 6.C 7.A 8.B 9.C 10.D
11．C [NO不参加反应，因此c(NO)不变，②不符合图像变化；负极反应式为Fe－2e－===
Fe2＋，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，则a棒的质量逐渐减少，b棒的质量逐渐增加，c(Ag＋)逐渐减小，①③符合图像变化，④不符合图像变化；由电极反应式可知，每溶解56 g铁转移2 mol电子，有216 g银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量减少，⑤符合图像变化。]
12．C [闭合K，电子由铁棒通过导线流向碳棒，故A错误；闭合K，碳棒为正极，溶液中铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，碳棒上有紫红色固体析出，故B错误；闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，负极上减少的质量为＝8.4 g，正极上增加的质量为＝9.6 g，则理论上碳棒与铁棒的质量差为8.4 g＋9.6 g＝18 g，故C正确；闭合K，铁棒作原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D错误。]
13．(1)Zn (2)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(3)②③
14．(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)正 2H＋＋2e－===H2↑ 减弱 负 Fe－2e－===Fe2＋ (3)Zn Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(4)B＞A＞C
解析 A中不能形成原电池，铁与稀硫酸发生置换反应。B中能形成原电池，铁比锡活泼，锡为正极，铁为负极，铁被氧化的速率加快。C能形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，不断被氧化，铁为正极，保持不变。
15．(1)有气体产生 a 2H＋＋2e－===H2↑
(2)Fe b (3)①Cu Pt或石墨棒等比Cu不活泼的金属或惰性电极 FeCl3溶液 Cu－2e－===Cu2＋ ②AD
解析 (1)由题中图示可知，Zn、Cu、稀硫酸构成的原电池，Zn为负极，Cu为正极，正极上发生得电子的还原反应，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，Cu电极上可以看到的现象是有气体产生，根据原电池工作时阴离子向负极移动，即溶液中硫酸根离子移向负极a(Zn)电极。(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，金属活动性：Fe＞Ag，所以Fe为负极，Ag为正极，电子从负极经导线流向正极，即电子向b极移动。(3)由题中化学方程式Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2可知，Cu失电子发生氧化反应，所以Cu为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，发生还原反应，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，正极材料是Pt、石墨棒等比Cu不活泼的金属或惰性电极，电解质溶液为FeCl3溶液。
