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1、实验活动6：化学能转化成电能一、单选题1. 下图是土豆电池的示意图。土豆电池工作时，下列有关说法正确的是()A. Fe作负极，电极反应式为：Fe3e=Fe3+B. Cu作正极，Cu片质量减少C. 电子由Fe经导线流向Cu片D. 实现了电能向化学能的转化2. 图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是()A. 原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+=Zn2+CuB. 原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C. 原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D. 如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极3. 某锌空气电池反应为2Zn+O2=2ZnO，电解质溶液为NaOH溶
2、液。下列说法错误的是( )A. 锌片作电池的负极B. 氧气在正极发生还原反应C. 理论上每转移1mol电子消耗标准状况下氧气的体积为5.6LD. 电池工作时，电解质溶液中OH向正极移动4. 银锌纽扣电池放电时的反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，下列有关说法中错误的是( )A. Zn是电池的负极B. Ag2O为正极，发生还原反应C. 电解质溶液可能是稀盐酸D. 银锌电池具有体积小、质量轻的优点5. 下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜棒上能产生气泡的是( )A. B. C. D. 6. 一个原电池总反应的离子方程式是：Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电池的正确组成是( )
3、正极负极电解质溶液A.ZnCuCuCl2溶液B.CuZnCuSO4溶液C.ZnCuZnCl2溶液D.CuZnZnSO4溶液A. AB. BC. CD. D7. 如图所示，烧杯中盛有水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住并使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后观察到的现象是( )。A. 两圈仍保持平衡B. 有气泡产生，两圈摇摆不定C. 铁圈向下倾斜D. 银圈向下倾斜8. 在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )A. 正极附近的SO42离子浓度逐渐增大B. 电子通过导线由铜片流向锌片C. 正极有O2逸出D. 铜片上有H2逸出9. 对于敞
4、口容器中的化学反应：Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g)，下列叙述中正确的是 ( )A. 改用浓硫酸可以加快该反应的化学反应速率B. 反应过程中能量关系可如图表示 C. 若将该反应设计成原电池，电解质溶液中H+向锌一极移动D. 若将该反应设计成原电池，当有32.5g锌溶解时正极放出22.4L气体10. 近年来电池研发领域涌现出的纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大的突破，如图为纸电池的结构示意图。据此，现在用氯化钠、蒸馏水和滤纸制备了电解液和隔离膜，用铜片分别与锌片和另一种银白色金属片，先后制作了两个简易电池。在用电流表测试这两个电池时
5、，发现电流表的指针都发生了偏转，但偏转方向相反。则另一种银白色金属片可能是下列的哪种金属()A. AgB. FeC. AlD. Mg二、实验题11. 用铜丝、锌粒、稀硫酸和导线、电流计、试管、烧杯等进行下列实验探究。(1)在一支试管中加入一粒纯锌粒和少量稀硫酸。实验现象是_。反应的离子方程式为_。(2)在另一试管中加入一粒纯锌和少量稀硫酸，再将一根粗铜丝插入试管，观察现象。如果铜丝没有与锌粒接触，实验现象是_。此时锌是通过什么途径将电子转移给氢离子？_。如果铜丝与锌粒接触，实验现象是_。此时锌是通过什么途径将电子转移给氢离子？_。在此实验中，金属铜_(填“有”或“没有”)失去电子，反应过程中_
6、(填“有”或“没有”)电流产生。(3)将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛放稀硫酸的烧杯中。实验现象是_。该装置中锌作_极，电极反应为_，该反应属于_反应(填“氧化”或“还原”)；铜作_极，电极反应为_，该反应属于_反应(填“氧化”或“还原”)。整个原电池总反应的离子方程式为_。锌是通过什么途径将电子转移给氢离子？_。如果有0.3mol电子转移给氢离子，可以生成标准状况下的氢气_L。从能量转化的角度看，该装置实现了_。12. (1)科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。上述生产硫酸的总反应方程式为_，b是_极，a电极反应式为_，生产过程中H+向_(填a或b)电极区域运动。该小组同学反思原电池的原理
7、，其中观点正确的是_(填字母)。A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移B.原申池装置需要2个活泼性不同的金属电极C.电极一定不能参加反应D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生(2)若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池装置，则负极材料为_，溶液C为_。(3)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜(只允许H+通过)燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，c电极为_(填“正极”或“负极”)，c电极反应方程式为_。13. 化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
8、(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是_(填字母，下同)。A.KOH+HCl=KCl+H2OB.Cu+Fe3+=Fe2+Cu2+C.Na2O+H2O=2NaOHD.Fe+H2SO4=FeSO4+H2(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是_。A.图中温度计的示数高于图的示数B.图和图中温度计的示数相等，且均高于室温C.图和图的气泡均产生于锌棒表面D.图中产生气体的速率比慢(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解质
9、溶液。放电时总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。写出放电时正极的电极反应式：_；铅蓄电池放电时，负极质量将_(填“增大”“减小”或“不变”)。当外电路上有2mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为_。答案和解析1.【答案】C【解析】解：A.该原电池中，Fe的活泼性比Cu强，Fe作负极失电子变成亚铁离子，故A错误； B.铁为负极，发生氧化反应，正极上的金属Cu不会参加电极反应，故B错误； C.Fe作负极，铜作正极，电子从Fe沿导线流向Cu，故C正确； D.形成原电池反应，化学能转化为电能，故D错误； 2.【答案】C【解答】A.该原电池放电时，较活泼的金属锌作负
10、极，负极上锌失电子发生氧化反应，较不活泼的金属铜作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，所以电池总反应为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu，故A正确；B.原电池工作时，较活泼的金属锌作负极，锌失去电子发生氧化反应，所以电子从锌极流出，故B正确；C.原电池工作时，较不活泼的金属铜作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，所以正极上有铜单质析出导致CuSO4溶液蓝色变浅，故C错误；D.如果将Cu电极改为Fe电极，锌的金属性大于铁，所以Zn电极依然作负极，故D正确。故选C。3.【答案】D【解答】A.锌的化合价升高，被氧化，则锌为原电池的负极，故 A正确;B.氧元素化合价降低，氧气得到电子在正极上发生还原反
11、应，故B正确;C.根据O2+2H2O+4e=4OH可知，每转移1mol电子消耗标准状况下氧气的体积为5.6L，故C正确;D.该装置为原电池，放电时，正极产生的OH不断向负极移动，故D错误综上所述，本题答案为D。4.【答案】C【解答】A项，Zn失电子发生氧化反应而作负极，故A项正确；B项，该原电池中Zn是负极、Ag2O是正极，正极上Ag2O得电子发生还原反应，故B项正确；C项，电解质溶液为酸性时没有Zn(OH)2生成，故C项错误；D项，银锌电池体积小，质量轻(纽扣电池)，故D项正确。5.【答案】A6.【答案】B7.【答案】D【解答】铁圈和银圈连接浸入硫酸铜溶液中，该装置构成了原电池，较活泼的金属
12、铁作负极，较不活泼的金属银作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，导致铁质量减少，正极上铜离子得电子生成铜单质，导致银圈质量增加，所以一段时间后，铁圈质量小于银圈质量，银圈向下倾斜，故 D正确。8.【答案】D9.【答案】B【解析】浓硫酸有强氧化性，与Zn反应生成SO2，得不到氢气，A错误；金属与酸制H2的反应属于放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，B正确；原电池中，阳离子向正极移动，若将该反应设计成原电池，Zn作负极，C错误；未注明是否处于标准状况，无法用Vm=22.4L/mol计算气体体积，D错误。10.【答案】A【解答】用电流表测试这两个电池时，发现电流表的指针都发生了偏转，但偏转
13、方向相反，说明Cu在两组电池中的作用不同：Cu和Zn、NaCl溶液构成原电池时，Cu作正极，Zn作负极，铜与另一种银白色的金属构成原电池时，Cu作负极，另一种银白色的金属作正极。而Mg、Al、Zn、Fe四种金属的活泼性均比Cu强，它们分别与Cu形成原电池时，Cu电极均为负极，电流表的指针偏转方向相同，与题意不符；铜与银、NaCl溶液构成原电池时，铜的活泼性大于Ag，Cu作负极，银作正极，电子流动方向为：Cu导线Ag，Cu和Zn、NaCl溶液构成原电池中电子流动方向为：Zn导线Cu，二者电流方向相反，符合题意，故A正确。故选A。11.【答案】(1)在锌粒的表面有许多气泡产生，锌粒逐渐溶解 Zn+
14、2H+=Zn2+H2(2)在锌粒的表面有许多气泡产生，锌粒逐渐溶解；通过锌与氢离子直接接触将电子转移给氢离子 在铜丝的表面上有许多气泡产生，锌粒逐渐溶解；锌先将电子转移到铜丝，再通过铜丝表面将电子转移给氢离子；没有；有 (3)在铜片的表面有许多气泡产生，锌片逐渐溶解 负；Zn2e=Zn2+；氧化；正；2H+2e=H2；还原；Zn+2H+=Zn2+H2锌通过导线先将电子转移到铜片，再通过铜片的表面将电子转移给氢离子；3.36化学能转化为电能的过程12.【答案】(1)2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；正；2H2O+SO22e=SO42+4H+；b；D；(2)Cu；FeCl3溶液；(3)负；C
15、H3OH6e+H2O=CO2+6H+。【解答】(1)该原电池中，二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸，所以通入二氧化硫的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极反应式为SO2+2H2O2e=SO42+4H+，正极反应式为O2+4e+4H+=2H2O，电子从负极沿导线流向正极，据此分析解答；上述生产硫酸的总反应方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；b电极是正极；a电极反应式为：2H2O+SO22e=SO42+4H+；根据原电池原理阳离子向正极移动，所以生产过程中H+向b电极移动；A.原电池的本质是氧化还原反应，一定有电子转移，故A错误；B.原电池的电极可以是两个材料一样的金属，也可以是1个
16、金属1个非金属，故B错误；C.在2FeCl3+Fe=3FeCl2的反应构成的原电池中，Fe做负极参与反应，故C错误；D.根据原电池的原理可知负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，故D正确；(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，所以负极材料是Cu，正极材料是比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)甲醇具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO2，根据电子流向可知c为负极，电极反应式为：CH3OH6e+H2O=CO2+6H+。13.【答案
17、】(1)D；(2)A； (3)PbO2+2e+SO42+4H+=PbSO4+2H2O；增大；2mol【解答】(1)原电池是将化学能转变为电能的装置，只有自发的放热的氧化还原反应才能设计成原电池，B、D为氧化还原反应，但反应B离子方程式未配平，AC为非氧化还原反应，不可以设计成原电池，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是D；(2)图锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为Zn+2H+=Zn2+H2；稀硫酸和锌的反应是放热反应导致溶液温度逐渐升高，化学能转化为热能；图该装置构成原电池，温度计指示的温度变化不明显，是因为化学能没有全部转化为热能，大多数转化为电能，故图中温度计的示数高
18、于图的示数，图中气泡产生在锌棒表面，中形成原电池，Zn易失电子作负极，Cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，气泡产生在铜棒表面；构成原电池加快化学反应速率，则图中产生气体的速度比快；故A正确，BCD错误，(3)铅蓄电池中，负极发生是Pb2e+SO42=PbSO4，正极上二氧化铅得到电子发生还原反应，电极反应式为PbO2+2e+SO42+4H+=PbSO4+2H2O；铅蓄电池中，负极是铅，负极上铅失电子发生氧化反应即Pb2e+SO42=PbSO4，生成的难溶性PbSO4附在负极上，使负极质量增大；放电时总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，反应转移2mol电子，消耗2molH2SO4，当外电路上有2mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为2mol，第11页，共11页学科网（北京）股份有限公司