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第1课时 化学能转化为电能
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基础达标·对点练
知识点一：原电池的构成及原理
1．下列反应可设计成原电池的是( )
①CaO＋H2O===Ca(OH)2
②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
③2H2O===2H2↑＋O2↑
④NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
⑤Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
⑥Fe＋2FeCl3===3FeCl2
A．①②④⑤⑥ B．②③⑤⑥
C．②⑤⑥ D．全部
解析：原电池反应应是一个自发进行的氧化还原反应，故②⑤⑥可以设计成原电池。
答案：C
2．下列有关原电池的判断错误的是( )
①所有金属都能作电极 ②有活泼性不同的两种金属电极，有电解质溶液、导线就一定能构成原电池，对外放电 ③原电池放电实现化学能转化为电能 ④以锌、铜为电极，在稀硫酸溶液中构成原电池，正极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①② B．①③
C．①②④ D．①②③④
解析：特别活泼的金属(如K、Ca、Na等)不能作电极，①错；构成原电池必须有一个自发进行的氧化还原反应，②错；原电池是将化学能转化为电能的装置，③正确；锌、铜、稀硫酸原电池中，铜作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，④错。
答案：C
3．下列装置能形成原电池且灵敏电流计指针发生偏转的是( )
解析：符合原电池的构成条件，而铁与氯化铁是自发进行的氧化还原反应，A正确；能形成原电池，但上端灵敏电流计不发生偏转，B错误；电极相同，不能构成原电池，C错误；乙醇是非电解质，不能构成原电池，D错误。答案选A。
答案：A
4.在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
解析：a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，则a是负极，b是正极，B错；a极金属失去电子，发生氧化反应，电子从a极经导线流向b极，溶液中H＋在碳棒上得电子产生氢气，由于消耗H＋，c(H＋)减小，酸性减弱，溶液的pH变大，A、C、D正确。
答案：B
5．由下列各组材料和电解质溶液能构成原电池的是( )
选项
A
B
C
D
两极材料
Mg、Mg
Zn、Fe
金刚石、Cu
Zn、Cu
电解质溶液
稀H2SO4
乙醇
浓H2SO4
稀盐酸
解析：两个电极相同，不能构成原电池，故A错误；乙醇是非电解质，不能构成原电池，故B错误；金刚石不导电，不能构成原电池，故C错误；Zn、Cu的活泼性不同，稀盐酸是电解质，满足构成原电池的条件，故D正确，故选D。
答案：D
6．将等质量的镁球和铜球用导线连接在一铁棒上，平行插入CuSO4溶液中(如图)，一段时间后，关于两球高度的说法正确的是( )
A．左端高 B．右端高
C．一样高 D．无法确定
解析：镁的活泼性比铜活泼，镁是负极，逐渐溶解，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子生成铜，生成的铜覆盖在铜的表面，故杠杆会右端上翘，观察选项，故选B。
答案：B
7．铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01 mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是( )
A．铁棒附近产生OH－
B．铁棒逐渐被腐蚀
C．石墨棒上放出Cl2
D．石墨棒上放出O2
解析：铁棒与石墨及食盐溶液形成原电池，使铁棒发生电化学腐蚀，铁棒作负极，逐渐被腐蚀，生成Fe2＋，石墨作正极，溶液中溶解的氧气参与反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故选B。
答案：B
知识点二：原电池应用
8．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，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A．D>C>A>B B．D>A>B>C
C．D>B>A>C D．B>A>D>C
解析：两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀，较不活泼的金属作正极，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，所以A的活动性大于B；金属和相同的酸反应时，活动性强的金属反应剧烈，将A、D分别投入等浓度盐酸溶液中，D比A反应剧烈，所以D的活动性大于A；金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，说明B的活动性大于铜，把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明铜的活动性大于C。所以金属的活动性顺序为D>A>B>C，故选B。
答案：B
9．现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池(填“能”或“不能”)
(A)__________________，(B)__________________。
(2)如果(A或B)不能，说明其原因_______________________________。
(3)如果(A或B)可以，指出正、负极的电极材料，并写出电极反应式
负极：材料：________；电极反应式：______________________________；
正极：材料：________；电极反应式：________________________________。
解析：(1)(2)构成原电池，首先能够自发进行氧化还原反应，A是非氧化还原反应，B是氧化还原反应，故A不能，B能。(3)根据原电池的工作原理，负极：失电子，化合价升高，即Cu化合价升高，Cu作负极，即电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；正极：得电子，化合价降低，正极材料是能够导电物质，因此正极材料是碳棒或Pt，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
答案：(1)不能 能 (2)A的反应是非氧化还原反应，没有电子转移 (3)铜 Cu－2e－===Cu2＋ 碳棒 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
10．由铜片、锌片和100 mL硫酸铜溶液组成的原电池工作一段时间后，铜片质量增加了12.8 g，且溶液恰好变为无色。假设锌片上没有铜析出，试计算：
(1)锌片质量减轻了多少克？
(2)共有多少个电子流过外电路？
(3)原硫酸铜溶液的物质的量浓度是多少？
解析：溶液恰好变为无色，说明Cu2＋已完全反应。析出12.8 g Cu为＝0.2 mol，据Cu2＋＋2e－===Cu知Cu2＋得到电子为0.2 mol×2＝0.4 mol，其个数为0.4 mol×6.02×1023 mol－1＝2.408×1023。Zn－2e－===Zn2＋，由失电子0.4 mol得到参加反应的Zn的物质的量为0.2 mol，其质量为0.2 mol×65 g/mol＝13 g。原CuSO4溶液的物质的量浓度为＝2 mol/L。
答案：(1)13 g (2)2.408×1023 (3)2 mol/L
能力提升·速达标
1．a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg 5种金属中的一种。已知：
①a、c均能与稀硫酸反应放出气体；
②b与d组成原电池，b作负极；
③c与强碱反应放出气体；
④c、e在冷浓硫酸中发生钝化。
由此可判断a、b、c、d、e依次为( )
A．Fe Cu Al Ag Mg
B．Al Cu Mg Ag Fe
C．Mg Cu Al Ag Fe
D．Mg Ag Al Cu Fe
解析：c与强碱反应放出气体，c是Al；c、e在冷浓硫酸中发生钝化，则e是Fe；能与稀H2SO4反应的是Fe、Al、Mg，故a是Mg；b、d组成原电池，b作负极，所以b是Cu。
答案：C
2．MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是( )
A．Mg为电池的正极
B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
C．不能被KCl溶液激活
D．可用于海上应急照明供电
解析：根据氧化还原反应判断，Mg是还原剂，作负极，失电子，电极反应为Mg－2e－===Mg2＋，A、B错；可用KCl溶液代替海水激活原电池，C错；D正确。
答案：D
3．如图为番茄电池，下列说法正确的是( )
A．工作一段时间后，锌片质量会减轻
B．电池工作时，铜电极附近会出现蓝色
C．锌片失去的电子通过番茄汁流向铜电极
D．铜电极发生氧化反应
解析：该原电池中，锌作负极，负极上锌失电子生成锌离子进入溶液，所以锌片的质量会变小，故A正确；铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以铜电极附近不会出现蓝色，故B错误；锌作负极，铜作正极，电子从锌沿导线流向铜，电子不会经过电解质，故C错误；锌作该原电池的负极，铜作正极发生还原反应，故D错误，故选A。
答案：A
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