高一化(人教)必修二45分钟课后作业：2-2-1 化能转化为电能 Word含解析[ 高考]

课后作业
限时：45分钟作业满分：100分
一、选择题(每小题4分，共44分，每小题有1－2个正确选项)
1．下列关于锌、铜和稀硫酸构成的原电池的说法中，正确的是() A．锌是负极、铜是正极
B．电子从铜片经导线流向锌片
C．负极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．反应一段时间后，溶液的pH升高
解析：由于锌比铜活泼，在形成的原电池中，锌是负极，铜是正极；电子从锌片经导线流向铜片；负极的反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑；反应一段时间后，由于消耗了H＋，溶液的pH升高。

答案：AD
2.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是()
①Zn为正极，Cu为负极；
②H＋向负极移动；
③电子是由Zn经外电路流向Cu；
④Cu极上有H2产生；
⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol；
⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①②③B．③④⑤
C．④⑤⑥D．②③④
解析：在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故每转移1 mol电子时，产生0.5 mol H2；在溶液中H＋向正极移动，SO2－4向负极移动。

故①②⑥错误，③④⑤正确，选B项。

答案：B
3.如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。

下列关于此装置的叙述中，不正确的是()
A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向由M到N
解析：根据题意可知，M为负极，N为正极，且N极上有H2放出，导线中电流应从N到M。

答案：D
4．锌、稀硫酸和铜组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上两极的变化是()
①锌片溶解32.5g；②锌片增重32.5g；
③铜片上析出1g H2；④铜片上析出1mol H2
A．①和③B．①和④
C．②和③D．②和④
解析：由电池总反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑、正极反应2H＋＋2e －===H2↑、负极反应Zn－2e－===Zn2＋可知，每当1 mol电子通过铜片时，会有0.5 mol(即32.5 g)锌溶解，铜片上析出0.5 mol(即1 g)H2。

答案：A
5．两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是()
6.如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。

下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是()
解析：M棒金属活动性更强。

M棒变粗说明M棒上有金属析出。

答案：C
7．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C；
③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡；
④B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。

据此判断四种金属的活动性顺序为()
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
解析：金属与稀H2SO4组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在其表面得到电子生成H2，外电路中电子流动方向由负极―→正极，电流方向则由正极―→负极。

在题述原电池中，A—B—稀H2SO4原电池，A为负极；C—D—稀H2SO4原电池，C为负极；A—C—稀H2SO4原电池，A为负极；B—D—稀H2SO4原电池，D为负极。

综上可知，金属活动性为：A>C>D>B。

答案：B
8. 某原电池总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是()
A. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C. 正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液
解析：由原电池总反应式可知，Fe为负极，电解质溶液应是三价铁盐。

C项中Fe为正极，故C错；D项中，电解质溶液为CuSO4溶液，故D错。

答案：CD
9．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)()
A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高解析：根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，A端下沉。

答案：D
10．下列有关原电池的说法中，正确的是()
A．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片较活泼，作负极
B铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极
C．镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀
D．将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质
解析：原电池工作时必须依赖于一个氧化还原反应。

A项是依赖于铝与NaOH溶液的反应，铝是负极；B项是依赖于铜与浓硝酸的反应，铜是负极；由于活泼性Zn>Fe>Sn，故破损后镀锡铁易腐蚀，C项错误；
根据电池反应，铁失电子，设计电池时应用铁作负极，石墨作正极，D
项错误。

答案：B
11．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
解析：Zn是负极，故A项错误；电池总反应和没有形成原电池时的氧化还原反应相同，故B项正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故C项正确；在溶液中，阳离子向正极移动，故D项错误。

答案：BC
二、填空题(共56分)
12．(9分)如图，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Sn极的电极反应式为____________________________。

(3)C中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为
______________________________________________________。

比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为__________ (填序号)。

解析：A中铁与稀H2SO4反应；B中形成Sn－H2SO4－Fe原电池，其中Fe作负极，Sn作正极，负极的电极反应是Fe—2e－===Fe2＋，正极的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑；C中形成Zn－H2SO4－Fe原电池，Zn作负极被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。

比较A、B、C三种情况可知：B中Fe作负极，被腐蚀得最快，C中的Fe 作正极，被腐蚀得最慢。

答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑
(3)Zn Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑B>A>C
13．(8分)(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________ (填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为______，正极的电极反应式为___________。

(2)如果烧杯中最初装入的是500mL 2 mol·L－1的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)________________________。

解析：铜片插入稀硫酸中时，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中时，会构成原电池，铜作为原电池正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，锌作为原电池负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，电池总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

当收集到11.2L H2(标准状况)，即0.5 mol H2时，消耗的H2SO4为0.5mol，生成
的ZnSO4为0.5mol，c(H2SO4)＝0.5 L×2 mol·L－1－0.5 mol
0.5 L
＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝0.5 mol
0.5 L＝1 mol·L
－1。

答案：(1)没有锌片2H＋＋2e－===H2↑
(2)c(H2SO4)＝1 mol·L－1，c(ZnSO4)＝1 mol·L－1 14．(15分)【实验目的】利用所学知识，设计电池装置。

【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。

【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。

【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。

【实验方案】①Cu—Mg原电池，电解质溶液为橙汁；
②Cu—Fe原电池，电解质溶液为苹果汁；
③Fe—Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。

【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发光二极管两端分别接触三种方案中金属活动性不同的金属夹。

观察现象，连接方式如图所示。

【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。

【实验结论】原电池把化学能转变为电能。

回答问题：
(1)连接装置时活泼金属接二极管的________极上，较不活泼金属接二极管的________极上。

(2)在方案①②中铜作电极情况__________________________。

(3)在方案①③中镁作电极情况__________________________。

(4)在方案②③中铁作电极情况__________________________。

(5)在方案③中负极反应为______，正极反应为________，总方程式为__________________________________________________________。

解析：在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。

因金属活动性：Mg>Fe>Cu，故方案①②中Cu均作正极，①③中Mg均作负极，方案②中铁作负极，方案③中铁作正极。

在方案③中负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总电池方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。

答案：(1)负正(2)Cu均作正极(3)镁均作负极
(4)方案②中铁作负极，方案③中铁作正极
(5)Mg－2e－===Mg2＋2H＋＋2e－===H2↑
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
15．(12分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。

(1)写出甲中正极的电极反应式_____________________________。

(2)乙中负极为________，总反应的离子方程式：
______________________________________________________。

(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。

(填写元素符号)
(4)由此实验得出的下列结论中，正确的有________。

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介质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表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
解析：甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。

所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。

答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
(3)Mg Al
(4)AD
16．(12分)利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电学知识，自己动手设计一个原电池。

请填写下列空白：
(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

(2)实验用品：电极________、________、稀硫酸、________(填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。

(3)实验装置：
(4)原电池设计及注意的问题。

①按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上
的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。

其原因是：在原电池中，由化学能转化为________。

②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的______ 极，电极反应是________________；另一极应该接电流计的________极，电极发生了________反应(“氧化”或“还原”)。

解析：由实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知组成该原电池的负极应为Fe，正极可选用活动性比Fe弱的金属或导电的非金属。

答案：(2)铁钉或铁条铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等)烧杯、导线
(4)①电能②负Fe－2e－===Fe2＋正还原。