人教版高中化学必修二第二章第二节化学能与电能docx.docx
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高中化学学习材料
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第二章第二节化学能与电能
1.对原电池的电极名称,下列叙述中错误的是()
A.电子流入的一极为正极B.比较不活泼的一极为正极
C.电子流出的一极为负极D.发生氧化反应的一极为正极
2.如下图所示装置,若要使装置中电流计的指针发生偏转,则向容器中加入的物质是()
A.植物油B.酒精C.蔗糖溶液D.稀硫酸
3.把2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑设计成原电池,负极材料应该是()
A.碳棒B.铝C.氢氧化钠D.无法判断
4.理论上不能设计为原电池的化学反应是()
A.2H2+O2
2H2OB.HNO3+NaOH===NaNO3+H2O
C.CH4+2O2
CO2+2H2OD.2FeCl3+Fe===3FeCl2
5.已知空气一锌电池的电极反应为:
锌片,Zn+2OH--2e-
ZnO+H2O,
石墨1/2O2+H2O+2e-
2OH-。
据此判断锌片是()
A.负极,并被氧化B.负极,并被还原
C.正极,并被氧化D.正极,并被还原
6.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池(如图),下列有关说法不正确的是()
A.Zn是负极B.Cu是正极C.负极上发生氧化反应D.正极上发生氧化反应
7.关于下图所示的原电池,下列说法错误的是()
A.Cu为正极,Zn为负极B.该装置能将化学能转化为电能
C.电子由铜片通过导线流向锌片D.正极反应为:
2H++2e-=H2↑
8.在如图所示的原电池中,下列说法正确的是()
A.负极发生还原反应B.正极反应为Cu-2e-=Cu2+
C.电子由铜片通过导线流向锌片D.反应一段时间后,溶液的酸性减弱
9.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是()
A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④
10.关于如图所示装置的叙述,正确的是()
A.铜是阳极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片D.铜离子在铜片表面被还原
11.关于右图所示的原电池,下列说法不正确的是()
A.铜片为正极,锌片为负极B.锌片溶解,质量减少
C.该装置将化学能转化为电能D.电子由铜片经导线流向锌片
12.如图所示,把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液中构成原电池。
下列叙述正确的是()
A.电流从铜片经导线流向锌片B.该装置将电能转变为化学能
C.一段时间后,铜片质量减轻D.锌片发生还原反应
13.如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是()
A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸
B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸
D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
14.如图所示的装置中,下列说法中正确的是()
A.铜片上有气泡产生B.铜片溶解C.锌极为正极D.该装置实现了电能转变为化学能
15.将纯锌片和纯铜片按图方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是()
A.两烧杯中溶液的pH均增大B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中铜片表面均无气泡产生D.甲、乙溶液均变蓝色
16.有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验,①A、B用导线相连后,同时插入稀H2SO4中,A极为负极②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,电子由C→导线→D③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4,C极产生大量气泡④B、D相连后,同时浸入稀H2SO4中,D极发生氧化反应,则四种金属的活动性顺序为()
A.A>B>C>DB.C>A>B>DC.B>D>C>AD.A>C>D>B
17.在如图所示装置中,观察到电流计指针偏转;M棒变粗,N棒变细,由此判断下表中所列的M、N、P物质,其中可以成立的是()
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸银溶液
18.若以稀硫酸作电解质溶液,则关于铜锌原电池的叙述,正确的是()
A.铜是正极,铜片上有气泡产生B.氢离子在锌片表面被还原
C.电流从锌片经导线流向铜片D.铜片质量逐渐减少
19.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分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()
A.D>C>A>BB.D>A>B>CC.D>B>A>CD.B>A>D>C
20.根据下列事实:
①A+B2+=A2++B;②D+2H2O=D(OH)2↓+H2↑;③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为:
E2++2e-=E,B﹣2e-=B2+.由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是()
A.D2+>A2+>B2+>E2+B.B2+>A2+>D2+>E2+
C.D2+>E2+>A2+>B2+D.E2+>B2+>A2+>D2+
21.原电池是化学对人类的一项重大贡献。
某兴趣小组为研究原电池原理,设计如图装置:
(1)a和b用导线连接,Cu极为原电池_________极(填“正”或“负”),电极反应式为Zn极发生_________(填“氧化”或“还原”)反应。
溶液中H+移向____________(填“Cu”或“Zn”)极。
(2)无论a和b是否连接,Zn片均被腐蚀。
若转移了0.2mol电子,则理论上Zn片质量减轻______g。
(3)有同学想把Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应设计成原电池,你认为是否可行?
(填“是”或“否”),理由是。
22.某研究性学习小组的课题为“Mg—Cu硫酸原电池电解CuCl2溶液的研究”,他们的研究装置如下图所示(C1、C2均为碳棒),按要求填写下列空格。
(1)铜片上的现象是,该极的电极反应式为。
(2)C1极的名称为,C2极的电极反应式为。
(3)下列关于该装置中电子流向的叙述中正确的是。
A.从镁电极经导线流向C1极B.从C1极经导线流向镁电极
C.从铜电极经导线流向C2极D.从C2极经导线流向铜电极
(4)原电池中稀硫酸的体积为200mL,物质的量浓度为1.5mol·L-1,当电解池中某碳棒上产生3.36L(标准状况)气体时,求:
①有个电子通过了电线(NA=6.02×1023)。
②此时原电池溶液中H+的物质的量浓度为mol/L(不考虑溶液体积变化)。
23.如图杠杆AB两端分别挂着体积相同质量相同的空心铁球和空心铜球。
调节杠杆使其保持平衡,一段时间后小心加入浓CuSO4溶液,回答下列有关问题(不考虑铁丝反应和两球的浮力变化)
(1)若杠杆为绝缘体,则A端_____(填“高”或“低”),发生反应的离子方程式___________。
(2)若杠杆为导体,则A端______(同上),在此过程中铁丝、杠杆、小球、CuSO4溶液构成了原电池,电极反应分别是,正极:
________________________,
负极:
___________________________________。
(3)若杠杆为导体,一段时间通过杠杆电子数为0.1NA,则俩球质量相差g。
24.以下甲、乙、丙为探究原电池原理的有关装置,试回答下列问题:
(1)甲中预计可以观察到得现象是:
铜片上(填“有”或“没有”)气泡产生,锌片上(填“有”或“没有”)气泡产生。
(2)乙中锌为原电池的极,电极反应是;铜为原电池的极,电极反应是。
原电池总反应为
(3)丙中电流计A的指针是否发生偏转:
(填“是”或“否”)
25.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是______________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是_______________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是___________________________________。
26.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置,回答下列问题。
(1)若a为镁、b为CuCl2,则正极材料为_____,负极上的电极反应式为_________。
(2)若a为镁、b为NaOH,则Mg极上发生________反应(填“氧化”或“还原”),负极上的电极反应式为_______________。
(3)若a为铜、b为浓硝酸,则电流的方向为____→___(填电极材料),正极上的电极反应式为______。
(4)上述事实表明,确定原电池中电极的正负时,不仅要考虑电极材料本身的性质,还要考虑________。
27.如图所示,是原电池的装置图(
为电流表)。
请回答:
(1)若C为稀H2SO4溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且做负极,则A电极上发生的电极反应式为;反应进行一段时间后溶液C的pH将(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(2)若需将反应:
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为,B(正极)极材料为,溶液C为。
(3)若C为NaOH溶液,A电极材料为Al,B电极材料为Mg,负极上发生的电极反式为。
28.
(1)下图所示的原电池装置中,其负极材料是,正极上能够观察到的现象是,正极的电极反应式是。
原电池工作一段时间后,若消耗锌6.5g,则放出气体__________g。
(2)铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。
工作时该电池总反应式为PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,据此判断:
铅蓄电池的负极材料是________。
工作时,电解质溶液的酸性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
工作时,电解质溶液中阴离子移向_______极(填“正”或“负”)。
电子流动方向为从_______极流向_______极(填“正”或“负”)。
第二章第二节练习题参考答案
1.D试题分析:
A.原电池中,电子从负极沿导线流向正极,所以电子流入的一极为正极,故A正确.B.原电池中,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,所以较活泼的金属作负极,较不活泼的电极为正极,故B正确.C.原电池中,电子从负极沿导线流向正极,所以电子流出的一极为负极,故C正确.D.电池中,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,故D错误,故选D。
2.D试题分析:
A.植物油是有机物,不能产生自由移动的离子,不能导电,不能形成原电池,故A不符合;B.酒精是非电解质不导电,不能形成用原电池反应,故B不符合;C.蔗糖溶液是非电解质溶液,无自由移动的离子,不能导电,故C不符合;D.稀硫酸是电解质溶液,锌做负极发生氧化反应,溶液中氢离子得到电子生成氢气,原电池反应中有电子转移,产生电流,故D符合;故选D。
3.B试题分析:
负极上发生的是氧化反应,故2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑设计成原电池时,负极材料是Al,选项B符合题意。
4.B试题分析:
能自发的氧化还原反应才能设计成原电池,A、C、D反应方程式中都有化合价的变化,属于氧化还原反应,B属于复分解反应,非氧化还原反应,不能设计成原电池,选B。
5.A试题分析:
在原电池中,发生氧化反应的为负极,所以Zn失去电子,作负极,被氧化,发生还原反应的为正极,则氧气在正极被还原,所以锌片为负极,被氧化,答案选A。
6.D试题分析:
Zn、Cu及硫酸构成原电池。
由于Zn的活动性比Cu强,所以Zn作负极,Cu作正极。
在负极上Zn失去电子被氧化变为Zn2+进入溶液,在正极上H+得到电子变为H2逸出,因此说法错误的是D。
7.C试题分析:
A、该装置是原电池装置,Zn比Cu活泼,失去电子,作电池的负极,Cu作电池的正极,正确;B、该装置把化学能转化为电能,正确;C、原电池中电子从负极流向正极,所以是从锌极流向铜极,错误;D、正极是Cu极,氢离子放电生成氢气,正确,答案选C。
8【答案】D试题分析:
A、原电池的负极失去电子,发生氧化反应,A错误;B、铜的金属性弱于锌,铜是正极,溶液中的氢离子得到电子,B错误;C、锌是负极,失去电子,通过导线传递到正极铜片上,C错误;D、正极氢离子放电产生氢气,因此一段时间后的氢离子浓度降低,溶液的酸性减弱,D正确,答案选D。
9.B试题分析:
由原电池原理判断金属活动性,外电路电流从②流向①,②为正极,金属活动性①>②;①③相连,③为正极,金属活动性①>③;②④相连,②上有气泡(H2)逸出,②为正极,金属活动性④>②;③④相连,③质量减少,则金属活动性③>④,即金属活动性顺序为①>③>④>②,选B。
10.D
试题分析:
没有外加电源,所以该装置是原电池.原电池中,活泼性较强的锌作负极,锌失去电子变成离子进入溶液,所以锌片质量减少;活泼性较差的铜作正极,铜离子得电子生成铜单质,附着在铜片上,所以铜片质量增加;电子从锌片沿导线流向铜片,电流从铜片沿导线流向锌片。
A、铜是正极,铜片上有铜析出,故A错误.B、铜片质量逐渐增加,故B错误.C、电流从铜片沿导线流向锌片,故C错误.D、铜离子得电子被还原生成铜单质,附着在铜片上,故D正确
11.D试题分析:
A、根据原电池的工作原理,活泼金属作负极,锌比铜活泼,因此锌作负极,铜作正极,故说法正确;B、锌作负极,其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,故说法正确;C、原电池是把化学能转化成电能的装置,故说法正确;D、原电池中,电子从负极流向正极,即从锌流向铜,故说法错误。
12.A试题分析:
Zn能够与稀硫酸反应,所以能构成原电池,化学能转化为电能,锌易失电子发生氧化反应而作负极,铜作正极,氢离子在Cu电极上得电子生成氢气,Cu质量不变,电流从正极Cu沿导线流向负极Zn,故选A。
13.C试题分析:
A、a极上有大量气泡生成,说明a是正极,应该是碳棒,负极b是铁片,烧杯中的溶液可以为硫酸,故A错误;
B、a极上有大量气泡生成,说明a是正极,应该是碳棒,负极b是铁片,烧杯中的溶液不可以为硫酸铜,否则正极上会析出金属铜,故B错误;
C、a极上有大量气泡生成,说明a是正极,应该是碳棒,烧杯中的溶液可以为硫酸,故C正确;
D、a极上有大量气泡生成,说明a是正极,应该是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜时,正极上会析出金属铜,故烧杯中的溶液不能是为硫酸铜溶液,故D错误.
故选C。
14.A试题分析:
该装置为原电池,把化学能转化为电能,锌为负极,电极反应为Zn—2e—=Zn2+;铜为正极,电极反应为2H++2e—=H2,故A正确。
考点:
本题考查原电池原理。
15【答案】A试题分析:
A、甲中形成原电池,锌做负极,溶解生成锌离子,铜做正极,溶液中的氢离子反应生成氢气,溶液中pH增大,选A;B、甲中铜片为正极,乙中没有形成原电池,铜片不是负极,错误,不选B;C、甲中铜片上有气泡,错误,不选C;D、两个溶液中铜都没有反应,溶液没有变蓝色,错误,不选D。
16.D试题分析:
①说明活动性A强与B;②说明C为负极,活动性C强于D;③说明C为正极,活动性A强于C;④说明D为负极,活动性D强于B,综上所述,活动性顺序为D。
17.C试题分析:
A、M是锌,N是铜,P为稀硫酸溶液时,M是负极,N是正极,则M棒变细,N极产生氢气,与题意不符,错误;B、M是铜,N是铁,P是稀盐酸时,N做负极,M作正极,则M极产生氢气,N极变细,与题意不符,错误;C、M是银,N是锌,P时硝酸银溶液时,N是负极,M是正极,则N极失去电子,N棒变细,M极上析出银,则M棒变粗,符合题意,正确;D、M是锌,N是铁,P是硝酸银溶液时,M是负极,则M失去电子,变细,与题意不符,错误,答案选C。
18.A试题分析:
依据原电池的工作原理:
锌作负极,铜作正极,电子从锌沿外电路流向铜,负极电极反应式:
Zn-2e-=Zn2+,正极:
2H++2e-=H2↑,故选项A的说法正确。
19.B
试题分析:
由题意,A、B相连在电解质溶液中,B不易腐蚀,显然是A被腐蚀,电子经导线流到B中,B被保护,故活泼性A>B;A、D与等浓度的盐酸反应,D比A反应剧烈,表明活泼性D>A,由Cu能置换出C而不能置换出B可知活泼性:
B>Cu>C。
活动性由强到弱的顺序为D>A>B>C,故选B。
20.D试题分析:
对同一个氧化还原反应,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由信息可知氧化性B2+>A2+,D能和水反应而A、E、B不和水反应,所以金属活泼性D大于A、B、E,B、E组成的原电池中B失电子,金属活泼性越强,对应阳离子的氧化性就越弱,所以E2+>B2+>A2+>D2+,答案选D。
21.
(1)正;2H++2e-=H2↑;氧化;Cu
(2)6.5(3)否;此反应为非氧化还原反应,且反应吸热试题分析:
(1)a和b用导线连接,构成原电池,电池反应为:
Zn+2H+==Zn2++H2↑,Cu极为原电池正极,电极反应式为2H++2e-
H2↑。
Zn极发生氧化反应。
溶液中H+移向Cu极。
(2)根据Zn+2H+==Zn2++H2↑知,若转移了0.2mol电子,则理论上Zn片质量减轻6.5g。
(3)Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应为吸热的复分解反应,而设计成原电池的反应为放热得氧化还原反应,故该反应不能设计成原电池,理由是此反应为非氧化还原反应,且反应吸热。
22.
(1)有气泡生成,2H++2e=H2
(2)阴极2Cl--2e-=Cl2↑
(3)AD(4)①1.806×1023②1.5
试题分析:
(1)Mg、Cu和稀硫酸构成原电池,Mg比铜活泼做负极,铜做正极,溶液中的氢离子在正极得电子生成氢气,所以铜片上的现象是有气泡生成,该极的电极反应式为2H++2e=H2。
(2)装置右端为电解池,C1与原电池的负极相连,C1做阴极,C2与原电池的正极相连,C2做阳极,溶液中的Cl-在阳极放电生成氯气,所以C1极的名称为阴极,C2极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。
(3)该装置中,负极是Mg电极,Mg失去电子,电子沿导线流向C1电极,溶液中的阴离子在C2电极放电,沿导线流向铜电极,所以该装置中电子流向的叙述中正确的是AD。
(4)①电解CuCl2溶液时,阳极产生氯气,阴极产生铜,所以碳棒上产生的3.36L(标准状况)气体是氯气,物质的量为0.15mol,根据2Cl--2e-=Cl2↑,则有0.3NA(或1.806×1023)个电子通过了电线;②根据2H++2e=H2,电路中转移0.3mol电子时,消耗H+0.3mol,则此时原电池溶液中H+的物质的量浓度为(1.5mol·L-1×2×0.2L-0.3mol)÷0.2L=1.5mol/L
23.
(1)低Fe+Cu2+===Fe2++Cu
(2)高Cu2++2e-===CuFe-2e-===Fe2+
(3)6g试题分析:
(1)若杠杆为绝缘体,铁球与CuSO4溶液直接接触,发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,生成的铜附着在铁球表面,导致铁球质量增加,所以A端低,发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+==Fe2++Cu;
(2)当杠杆为导体,则构成原电池,铁比铜活泼,则铁是负极失去电子,A端质量减少,铜是正极,溶液中的铜离子得到电子而析出,所以B端质量增加,则A端高,电极反应分别是,正极:
Cu2++2e-===Cu,负极:
Fe-2e-===Fe2+;
(3)根据上述电极反应,该原电池的总反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu转移2e-,质量改变56+64=120,则一段时间通过杠杆电子数为0.1NA时,俩球质量相差6g。
24.
(1)没有;有;
(2)负极Zn-2e-=Zn2+正极2H++2e-=H2↑;Zn+2H+==Zn2++H2↑(3)否试题分析:
(1)甲中由于Cu的活动性在H元素的后边,不能把酸中的H置换出来,所以预计可以观察到得现象是:
铜片上无气泡产生;Zn可以把酸中的H置换出来,因此锌片上有气泡产生。
(2)乙中构成了原电池,由于金属活动性Zn>Cu,所以锌为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应是Zn-2e-=Zn2+;铜为原电池的正极,在正极上溶液中的H+得到电子,发生还原反应,电极反应是2H++2e-=H2↑;该原电池的总反应是Zn+2H+==Zn2++H2↑。
(3)丙中由于乙醇是非电解质,不能构成原电池,因此电流计A的指针不发生偏转。
25.
(1)A-2e-===A2+
(2)Cu2++2e-===Cu(3)变大(4)D>A>B>C
试题分析:
(1)二价金属A不断溶解,说明A是负极,所以负极的电极反应式是A-2e-=A2+;
(2)乙装置中C的质量不断增加,说明C电极是正极,溶液中的铜离子放电生成铜,电极反应式是Cu2++2e-=Cu;
(3)丙装置中A电极上有气体生成,所以A电极是正极,溶液中的氢离子放电生成氢气,所以溶液的pH增大;
(4)甲中A是负极,B是正极;乙中C是正极,B是负极;丙中A是正极,D是负极,所以四种金属活泼性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
26.
(1)AlMg-2e-=Mg2+
(2)还原Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O
(3)铝→铜2H++NO3—+e-=H2O+NO2↑(4)电解质的性质
试题分析:
(1)若a为镁、b为CuCl2,由于金属性镁强于铝,则正极材料为Al,镁是负极,负极上的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+。
(2)若a为镁、b为NaOH,由于铝与氢氧化钠溶液反应,则镁是正极,铝是负极,则Mg极上发生还原,负极上的电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O。
(3)若a为铜、b为浓硝酸,由于常温下铝在浓硝酸中钝化,则铝是正极,铜是负极,则电流的方向为铝→铜,正极上的电极反应式为2H++NO3—+e-=H2O+NO2↑。
(4)上述事实表明,确定原电池中电极的正负时,不仅要考虑电极材料本身的性质,还要考虑电解质的性质。
27.
(1)2H++2e-==H2↑;升高
(2)Cu石墨(合理即可)FeCl3溶液;
(3)Al-3e-+4OH-=AlO-2+2H2O.
试题分析:
(1)铁作负极,则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应,所以正极反应是氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-==H2↑;溶液中氢离子放电,导致溶液中氢离子浓度减小,pH升高;
(2)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置,根据方程式中物质发生的反应类型判断,Cu发生氧化反应,作原电池的负极,所以A材料是Cu,B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。
溶液C中含有Fe3+,如FeCl3溶液;
(3)若C为NaOH溶液,A电极材
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