第1课时 化学能转化为电能
考点 1.原电池原理及组成 2.原电池的应用、能源 3.正负极判断 、电极反应方程式 4.综合应用 对应题号 基本目标 1,2,4,5 3,6 7,9 8 [基本目标] 1．下列装置中能够组成原电池的是( )
发展目标 10,11 12,13 14 15
B 解析 A项，两个电极都是Zn，不能构成原电池，错误；B项，符合构成原电池的条件，正确；C项，Al、Cu两个电极分别置于两个分离的烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电解质，不能构成原电池，错误。
2．如图为番茄电池，下列说法正确的是( )
A．一段时间后，铜片质量会变小 B．铜电极附近会出现蓝色 C．电流由铜通过导线流向锌 D．锌电极是该电池的正极
C 解析 番茄中含有的酸性物质可以和Zn发生反应，故Zn为原电池的负极，Cu为正极，A、B、D三项均错误。
3．下面是有关各种形式能量的相互转化途径的叙述，其中错误的是( ) A．家庭液化气灶将化学能转变为热能 B．灯泡将电能全部转变为光能 C．光合作用将光能转变为化学能 D．太阳能电池将光能转变为电能
B 解析 灯泡除了将电能转变为光能之外，还转变为热能等其他形式的能。 4．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 点燃
B．2H2＋O2=====2H2O
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑ 点燃
D．CH4＋2O2=====CO2＋2H2O
C 解析 只有属于氧化还原反应，才能用于设计原电池；A、B、D属于氧化还原反应，均可以设计为原电池。C不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故选C。
5．根据反应2Ag＋Cu===Cu＋2Ag，设计了如图所示的原电池，下列说法中错误的是( )
＋
2＋
A．X为正极 B．Y是硫酸铜溶液
C．电子从铜电极经外电路流向X电极 D．X电极上的电极反应式为Ag＋e===Ag
B 解析 A项，由反应原理知，铜作负极，X作正极，正确；B项，电解质溶液中应含有Ag，错误；C项，铜失去电子，电子经外电路流向X电极，正确；D项，在正极上，溶液中的Ag得电子发生还原反应，正确。
6．100 mL 2 mol·L的盐酸与过量的锌反应，为加快反应速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是( )
A．加入适量的6 mol·L的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量的蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液
B 解析 A项能加快反应速率，但增加了氢气的总量；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B项发生反应Cu＋Zn===Zn＋Cu，形成Cu、Zn原电池，加快了反应速率，因锌过量，故不影响产生H2的总量。
7．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )
2＋
2＋
－1
－1
＋＋
＋
－
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
B．铜片上发生的反应为2H＋2e===H2↑
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
C 解析 原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转为为光能，A项正确；铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，电极反应式为2H＋2e===H2，B项正确；柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流，C项错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，D项正确。
8．A、B、C、D、E五个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：
＋
－
＋－
(1)A中反应的离子方程式是________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为________________，Sn极附近溶液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被腐蚀的金属是__________，总反应方程式是________________________。 (4)D烧杯中，________是负极，发生________反应，______是正极，该极的现象是________________________________________________________________________。
(5)E中没有电流产生的原因是__________________。
解析 (1)铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H===Fe＋H2↑。(2)铁比锡活泼，锡为原电池正极，氢离子在正极放电生成氢气，电极反应式为2H＋2e===H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH升高。(3)锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(4)较为活泼的金属铁作负极，发生氧化反应Fe－2e===Fe；不活泼的金属铜作正极，正极上发生还原反应2H＋2e===H2↑，可以看到的现象是正极产生气泡。
答案 (1)Fe＋2H===Fe＋H2↑ (2)2H＋2e===H2↑ 升高 (3)Zn Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (4)Fe 氧化 Cu 电极上产生气泡
(5)二个电极活泼性相同，且不与H2SO4自发进行氧化还原反应不能构成原电池 9．由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验：
＋
－
＋
2＋＋
－
－
2＋
＋
－
＋
2＋
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)四种金属活泼性由强到弱的顺序是____________。(从大到小排列，用字母表示) 解析 甲、乙、丙均为原电池装置，依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极，B为正极，活泼性A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B＞C；丙中A上有气体即有H2产生，则A为正极，活泼性D＞A。
答案 (1)A－2e=== A (2)Cu＋2e=== Cu (3)D＞A＞B＞C
[发展目标]
10．如图所示装置中，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( )
－
2＋
2＋
－
A．N上有气泡产生 B．M为负极，N为正极 C．电解质溶液中H的浓度减小
D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N
D 解析 原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，则N为正极。溶液中的H
＋
＋
在正极得到电子被还原为H2，溶液中H的浓度减小。电流方向与电子流向相反，电流应由正
＋
极(N)流向负极(M)。
11．如图所示的装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，并测得电解质溶液的质量减小，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )
选项 A B C M Zn Cu Ag N Cu Fe Zn P 稀硫酸溶液 稀盐酸 硝酸银溶液 D Zn Fe 硫酸亚铁溶液 C 解析 Zn作负极，溶解变细，A项错误；Fe作负极，失电子溶解变细，M电极生成氢气不会变粗，B项错误；Zn作负极溶解，N电极变细，Ag作正极，溶液中Ag得到电子析出Ag，M电极变粗，C项正确；Zn作负极，溶解变细，Fe作正极，N电极变粗，D项错误。
12．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并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球的浮力变化)( )
＋
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
D 解析 若杠杆为导体，则构成原电池，铁作负极，失电子而溶解；Fe－2e===Fe，溶液中Cu在正极(铜极)得电子，生成铜、质量增大而下降，A端低，B端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和CuSO4溶液发生置换反应，生成Cu覆盖于铁球表面，质量增加而杠杆B端下降，A端高，B端低。
13．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验 装置 部分 实验 现象 a极质量减小，b极质量增大 电流从a极流向d极 2＋
－
2＋
b极有气体产生，d极溶解，c极有c极无变化 气体产生 由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) A．a＞b＞c＞d C．d＞a＞b＞c
B．b＞c＞d＞a D．a＞b＞d＞c
C 解析 根据原电池原理可知，负极金属的活动性大于正极金属的活动性，故只要判断出原电池的正负极就可以比较两种金属的活动性。装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，
2020学年高中化学化学能与电能第1课时化学能转化为电能课后限时作业(含解析)人教版必修2
