高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第3单元 化学能与电能的转化(第1课时)化学能转化为电能 化学
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1 化学能转化为电能 化学电源
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是(
)
【答案】 D
2．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度同体积的稀硫酸中一段时间，下列叙述中正确的是(
)
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯的溶液中H＋浓度均减小
D．乙装置中化学能转化为电能
【解析】 根据原电池的形成条件，甲是原电池，总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；乙没用导线将两金属片相连，不能形成原电池，只能在Zn片上发生置换反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；分析可知，甲中铜片上有气泡产生，乙中锌片上有气泡产生。
【答案】 C
3．(双选)下列有关原电池的叙述正确的是 ( )
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极
D．原电池放电时，电路中的电流是从负极到正极
【解析】 构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属等，A项错误； 2 原电池放电时，电流是从正极到负极，D项错误。
【答案】 BC
4．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 ( )
【导学号：39700036】
A．水既是氧化剂又是溶剂
B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动
D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
【解析】 金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋>Li＋，所以正极反应是2H＋＋2e－===H2↑，由于H＋来自于水的电离，所以H＋放电的同时溶液产生了OH－，即该反应的总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH－向负极移动，C选项错误。
【答案】 C
5．(2016·嘉兴高一期末)李明在学完了原电池的知识之后，设计了如图所示的柠檬水果电池，观察到外电路上的电流从电极X流向电极Y。已知他选择了铁为X极，则Y极应该是(
)
A．锌 B．石墨
C．银 D．铜
【解析】 电流的方向与电子的流动方向相反，则电子由电极Y经导线流向电极X，因此Y电极的活泼性强于铁，故Y电极只能为锌。
【答案】 A
6．有如图装置，下列有关该装置反应开始时的叙述正确的是(
)
A．锌极附近滴入酚酞，溶液呈红色 3 B．铁极发生的电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．铁极发生吸氧腐蚀生成铁锈
D．溶液中的OH－向铁极移动
【解析】 装置相当于中性溶液中较活泼金属锌发生吸氧腐蚀，锌极发生反应Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，滴入酚酞，溶液不呈红色，A错误；铁极发生还原反应，而铁的腐蚀是氧化反应，B正确，C错误；溶液中阴离子向锌极(负极)移动，D错误。
【答案】 B
7．由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池，A是正极，则下列推断正确的是 ( )
A．A的金属性强于B
B．A电极上发生的电极反应是还原反应
C．电子不断由A电极经外电路流向B电极
D．A在金属活动性顺序表中一定排在氢前面
【解析】 原电池中，负极金属的活动性比正极金属的活动性强，电子从负极流向正极，正极金属的活动性比负极金属的活动性弱，但不一定排在氢的前面。
【答案】 B
8．(2016·杭州高一检测)以前所用锌锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。
下列有关锌锰干电池的叙述中，正确的是( )
A．干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极
B．干电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器
C．干电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒
D．干电池可实现化学能向电能和电能向化学能的相互转化
【解析】 锌锰干电池中，较活泼的金属锌筒为负极，石墨棒为正极，A错误；长时间使用后，锌筒上消耗出现空洞，糊状电解质流出，容易腐蚀用电器，B正确；原电池中电子流动方向由负极经外电路流向正极，而电流方向相反，C错误；干电池中只有化学能转化为电能，D错误。
【答案】 B
9．某原电池总反应离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋能实现该反应的原电池是( )
A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液
【解析】 根据总反应中Fe发生氧化反应，作负极，Fe3＋发生还原反应，电解质溶液中含Fe3＋，正极是比Fe不活泼的材料。 4 【答案】 A
10．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
(1)锌片上发生的电极反应式为__________________；
银片上发生的电极反应式为_____________。
(2)若起始时该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，则生成H2体积(标准状况)为________，电子转移数目是________。
【解析】 (1)因金属的活动性顺序为Zn>Ag，所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时，锌片作负极，发生氧化反应Zn－2e－===Zn2＋；银片作正极，发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑。
(2)锌片与银片总质量减轻，是因为负极锌失去电子溶解，根据电子得失守恒，负极每有1 mol锌溶解，正极必产生1 mol H2，并转移2 mol电子。根据电子得失守恒有：
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑～转移2e－
65 g60 g－47 g＝22.4 LV L＝2 molx
得V＝4.48 L，x＝0.4 mol，故N(e－)＝0.4 NA。
【答案】 (1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)4.48 L 0.4NA
11．写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学(离子)方程式。
负极 正极 电解质溶液
(1) 铁 铜 稀硫酸
(2) 铜 银 硝酸银溶液
(3) H2 O2 KOH溶液
(1)负极：__________________________；
正极：____________________________；
总反应式：____________________________。
(2)负极：____________________________；
正极：_____________________________；
总反应式：_______________________________。
(3)负极：__________________________________；
正极：____________________________________；
总反应式：____________________________。
【解析】 (1)FeCuH2SO4构成的原电池中，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2)CuAgAgNO3构成的原电池中，Cu作负 5 极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；Ag作正极，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。(3)氢氧燃料电池中，通H2的一极为负极，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，通O2的一极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
【答案】 (1)Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)Cu－2e－===Cu2＋ 2Ag＋＋2e－===2Ag
Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(3)2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2H2＋O2===2H2O
12．如图所示，电流表G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。
(1)B为原电池的________极，金属活泼性，A________B(填“>”或“<”)；若电极有：Zn、Fe、Cu、Ag四种金属棒，且已知B为Cu，则A为________。
(2)若电解质溶液有稀H2SO4和AgNO3溶液，则C应为________。
【解析】 据题意可知，B为原电池负极，A为正极，所以金属活泼性：A
【答案】 (1)负 < Ag (2)AgNO3溶液
[能力提升]
13．原电池电极的确定不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 ( )
A．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋
B．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
【解析】 由于在碱性条件下镁不与NaOH溶液反应，而铝可以与NaOH溶液发生氧化还原反应，所以B项正确；C项中铁的活泼性较强，故应为Fe－2e－===Fe2＋；D项中由于常温下铝遇浓硝酸易发生钝化，所以此时铜更容易失去电子而作负极。
【答案】 C
14．有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将Cu浸入b的盐溶液里，无明显
