高中化学 2.2.1 化学能转化为电能同步训练 新人教版必

第二节化学能与电能
第1课时化学能转化为电能
A组基础达标（20分钟50分）
一、选择题(本题共6个小题，每小题5分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意) 1．下列有关能源的说法错误的是
( )。

A．风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源
B．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源
C．月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核能的重要原料
D．原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源
解析风能是直接从自然界中取得的能源，属于一次能源，原电池提供的电能是由化学能转化而得到的，不是直接获得的，属于二次能源，A正确，D错误；随着时代的发展，化石能源逐渐枯竭，所以新能源时代污染小的核能、太阳能、氢能将成为主要能源，B、C正确。

答案 D
2．下列装置可以构成原电池的是
( )。

答案 C
3．各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为
( )。

A．②①③④ B．④③①②
C．④②①③D．③②④①
解析②③④实质均为原电池装置。

③中Fe为正极，被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀。

但相对来说，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的差别大，故Fe—Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快；①中不能构成原电池，仅发生化学腐蚀反应。

答案 C
4．下列叙述中正确的是
( )。

A．原电池的负极发生得电子的还原反应
B．原电池中较活泼的金属作正极
C．原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
D．原电池中发生氧化反应的电极是负极
解析原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是由金属与非金属(例如石墨)构成，原电池的负极失去电子发生氧化反应，故A、B、C选项错；只有D选项正确。

答案 D
5．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。

若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡。

b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为
( )。

A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
解析根据原电池原理，作为负极的金属活动性比正极的金属活动性强。

电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可依次作出如下判断，活动性：
①a＞b；②c＞d；③a＞c；④d＞b，综上所述，金属活动性：a＞c＞d＞b。

答案 B
6．在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是
( )。

A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极到b极
D．a极上发生了氧化反应
解析本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。

没有扎实的基础知识容易搞错，显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。

因活泼性a>b(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。

电极反应式：
a(负)极：a －n e －===a n ＋(氧化反应)
b(正)极：n H ＋＋n e －===n 2
H 2↑(还原反应) 由于正极放电消耗H ＋，溶液中c (H ＋)减小，pH 增大，在外电路中，电子由a 极流出经电流计A 流向b 极。

答案 B
二、填空题(本题共2个小题，共计20分)
7．(10分)利用反应2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4===2CuSO 4＋2H 2O 可制备CuSO 4，若将该反应设计为原电池。

(1)负极材料是________(写名称)，电极反应为__________________。

(2)正极电极反应式为__________________________________。

(3)溶液中SO 2－4向________极移动。

解析 该氧化还原反应中还原剂为Cu ，故负极是铜，电极反应为Cu －2e －===Cu 2＋，氧化剂是O 2，故正极反应为O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O ，溶液中阴离子SO 2－4向负极移动。

答案 (1)铜 Cu －2e －===Cu 2＋ (2)O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O (3)负
8．(10分)根据下列事实：①A＋B 2＋===A 2＋＋B ；②D＋2H 2O===D(OH)2＋H 2↑；③以B 、E 为电极与E 的盐溶液组成原电池，电极反应为E 2＋＋2e －===E ，B －2e －===B 2＋，由此可知
A 2＋、
B 2＋、D 2＋、E 2＋的氧化性强弱关系是________。

解析 由金属活泼性的判断条件，①中A ＞B ；②D 是很活泼的金属；③中B ＞E ；所以金属性为D ＞A ＞B ＞E ，对应阳离子的氧化性恰好相反。

答案 E 2＋＞B 2＋＞A 2＋＞D 2＋ B 组 技能过关 （25分钟 50分）
一、选择题(本题共4个小题，每小题5分，共计20分，每小题只有一个选项符合题意)
1．为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验，并记录了实验现象：
①向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成；
②向上述浓度的稀硫酸中插入铜片，没有气泡生成；
③将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入上述浓度的稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验①中快；
④在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中，发现电流计指针偏转。

下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是
( )。

A ．实验①、②说明锌能与稀硫酸反应而铜不能
B ．实验③说明发生原电池反应时会加快化学反应速率
C．实验③说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气
D．实验③、④说明该原电池中铜为正极、锌为负极
答案 C
2．如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的
( )。

A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸
B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸
C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液
D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液
解析A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A 极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。

A和B两项中的反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，则A选项中A极变细，B选项中A极不变。

C和D两项中的反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，其中C选项中A极变细，D选项A极变粗。

答案 D
3．某原电池总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则该原电池正确的组合是
( )。

正极负极电解质
A Zn Al CuSO4
B Zn Cu CuSO4
C Cu Zn CuCl2
D Cu Zn ZnCl2
答案 C
4．下列关于原电池的叙述中正确的是
( )。

A．正极和负极必须是两种不同的金属
B．电子流入的一极为正极
C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应
D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成
解析原电池中电子从负极流出，从正极流入。

它的正、负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；当锌片上有6.5 g锌溶解时，正极上析出0.2 g氢气。

答案 B
二、填空题(本题共3个小题，共计30分)
5．(9分)如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接
处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。

小心地往烧杯中央滴入CuSO4
溶液。

(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)________。

A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是________________________________________。

(3)写出反应的化学方程式：______________________________________。

解析加入CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，Fe失电子作负极，质量减轻，Cu2＋在正极银圈上得电子，生成金属铜沉积在上面使其质量增加。

答案(1)D (2)加入CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2＋在银圈上得电子，生成Cu沉积在其上，质量增加(3)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
6．(9分)试根据氧化还原反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池，并画出装置图。

指出电解质溶液是________________，负极是________________，电极反应式为
__________________，正极是___________，电极反应式为____________。

解析氧化还原反应中的氧化剂在正极反应，还原剂在负极反应。

根据化学方程式可知，铜作负极，FeCl3为电解质，正极选用不与FeCl3反应但能导电的物质。

答案FeCl3溶液Cu Cu－2e－===Cu2＋石墨2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
7．(12分)有A、B两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如图所示的原电池，请完成下列问题：
(1)①负极材料：
A池________，B池________。

②电极反应式：
A池：正极：________，负极：________
B池：正极：________，负极：________
(2)B池总反应的离子方程式为_________________________________。

解析原电池中必须有氧化还原反应发生，且负极是发生氧化反应的电极，正极是发生还原反应的电极。

A池中：据金属活泼性顺序及电解质溶液为稀硫酸，可判断Mg为该原电池的负极，其电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋；溶液中的H＋在铝极(正极)上获得电子放出H2，其电极反应
式为2H＋＋2e－===H2↑。

B池中：因电解质溶液为NaOH溶液，尽管Mg的活泼性比Al强，但Mg与NaOH不反应，而Al能与NaOH发生氧化还原反应，所以B池中Al为负极，其电极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO－2＋2H2O；Mg为正极，其电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。

总电池反应式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。

答案(1)①Mg Al ②2H＋＋2e－===H2↑Mg－2e－===Mg2＋6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。