苏教版 (2019)选择性必修1化学能与电能的转化精练

这是一份苏教版 (2019)选择性必修1化学能与电能的转化精练，共8页。
基础过关练
题组一 原电池的形成条件
1.选用稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒,组成如图所示的原电池装置(只有两个电极),观察到电流计的指针均明显偏转,则其可能的组合共有( )
A.6种 B.5种 C.4种 D.3种
2.(2024河南创新发展联盟联考)已知a、b、c、d四种金属的活动性顺序为a>b>c>d,将其组成如图所示的四组装置。下列说法正确的是( )

A.图1:c溶解,a有红色固体物质附着
B.图2:电子移动方向为a→稀硫酸→d→电流表
C.图3:c有气泡产生,d一定无明显现象
D.图4:可能出现a有气泡冒出,b溶解的现象
题组二 原电池的工作原理
3.(2024黑龙江省实验中学月考)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U形管)构成一个原电池。
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应:Ag++e- Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池将停止工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
⑤盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液
⑥电子的移动方向:Cu极-导线-Ag电极-AgNO3溶液-盐桥-Cu(NO3)2溶液
上述①~⑥中正确的有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
4.(2024河北石家庄第一中学月考)在如图装置中,观察到图1装置中铜电极上产生大量无色气泡,而图2装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是( )

图1 图2
A.图1装置中Cu电极上电极反应式是2H++2e- H2↑
B.图2装置中Cu电极上发生的电极反应为Cu-2e- Cu2+
C.图2装置中Cr电极上电极反应式为NO3-+e-+2H+ NO2↑+H2O
D.两个装置中,电子均由Cr电极经导线流向Cu电极
5.(2025云南昆明月考)科研人员利用酸性和碱性两种电解质溶液之间存在的氢离子浓度差,设计了一种如图所示的全氢电池。下列有关叙述错误的是( )
A.该电池可将酸碱中和能转化为电能
B.该电池中的氢气可循环利用
C.钠离子通过离子交换膜向左侧迁移
D.电极M发生的电极反应式为H2+2OH--2e-2H2O
题组三 原电池原理的应用
6.(2024河北衡水第二中学学科素养评估)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,部分实验结果记录如下:
根据上表中记录的实验现象,推断下列说法不正确的是( )
A.实验1中Al为电池的负极,发生还原反应
B.实验2中H+在Cu极上得电子,电流表的指针偏向Cu
C.实验3中的Al电极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O
D.通过以上实验说明原电池的正负电极不仅与电极的性质有关,而且与电解质溶液有关
7.(创新题新考法)(2025上海大同中学月考)某小组研究原电池反应中的能量变化,进行了如下实验。
(1)实验Ⅰ中 片表面产生气泡,实验Ⅱ中 片表面产生气泡,该金属片为原电池的 极。
(2)实验Ⅰ和Ⅱ产生等量气体时,测得T2>T3。结合能量的转化形式,分析两溶液温度变化幅度不同的原因: 。
用Zn片、Cu片、50 mL 2 ml·L-1稀硫酸、50 mL 2 ml·L-1ZnSO4溶液进行实验Ⅲ。请回答:
(3)稀硫酸应放入 (选“甲”或“乙”,下同)烧杯中,盐桥中的Cl-向 烧杯的溶液中移动。
(4)与实验Ⅱ相比,开始时电流表示数更小的是 (选“Ⅱ”或“Ⅲ”,下同),一段时间后,电流发生明显衰减的是 。
答案与分层梯度式解析
第二单元 化学能与电能的转化
第1课时 原电池的工作原理
基础过关练
1.B 符合条件的原电池组合有:①铁棒、铜棒、稀H2SO4;②铁棒、铜棒、Fe2(SO4)3溶液;③铁棒、铂棒、稀H2SO4;④铁棒、铂棒、Fe2(SO4)3溶液;⑤铜棒、铂棒、Fe2(SO4)3溶液。
2.D 金属活动性顺序:a>c,则在原电池中,a作负极、c作正极,现象为a溶解,c上有红色固体物质附着,A错误;电子不会经过电解质溶液,B错误;当c为Zn,d为Fe时,没有形成原电池结构,发生化学腐蚀,则c、d上均有气泡产生,C错误;金属活动性顺序:a>b,若a是Mg,b为Al时,Al与NaOH溶液反应、Mg不与NaOH溶液反应,则Mg作正极,电极反应式为H2O+2e-H2↑+2OH-,Al作负极,电极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O,D正确。
3.B 金属活动性:Cu>Ag,故在该原电池中Cu为负极,Ag为正极。在外电路中电流由正极流向负极,①错误;正极上得电子发生还原反应,电极反应式为Ag++e- Ag,②正确;取出盐桥,则不能形成闭合回路,原电池将停止工作,③正确;负极:Cu-2e- Cu2+,正极:Ag++e- Ag,故总反应为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,铜片与AgNO3反应的离子方程式为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,与原电池总反应相同,④正确;盐桥中的K+向正极区移动,即K+移向AgNO3溶液,⑤错误;电子不能进入电解质溶液,⑥错误;综上所述,B项正确。
4.D 图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,说明铬为负极,铜为正极,正极上析出H2,电极反应式是2H++2e- H2↑,A项正确;图2装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡,说明铜被氧化,应为负极,电极反应式为Cu-2e- Cu2+,B项正确;图2装置中铬电极上产生大量有色气泡,说明硝酸在铬电极上被还原生成NO2,电极反应式为NO3-+e-+2H+ NO2↑+H2O,C项正确;图1中电子由Cr电极经导线流向Cu电极,图2中电子由Cu电极经导线流向Cr电极,D项错误。
5.C 根据题图可知,该全氢电池为原电池,电极M为负极,电极反应式为H2+2OH--2e-2H2O;电极N为正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,总反应为H++OH-H2O,则可将酸碱中和能(化学能)转化为电能,A、D正确。根据上述电极反应式可知,氢气在负极消耗的同时也在正极等量生成,则该电池中的氢气可循环利用,B正确。电解质溶液中的阳离子向正极移动,则Na+应该移向电极N,即向右侧迁移,C错误。
6.A Mg和Al作两极,稀硫酸作电解质溶液,镁的活泼性比铝强,镁作负极,发生氧化反应,铝作正极,在正极上H+得到电子发生还原反应,A项错误;电流表指针偏向正极,Cu和Al作两极,稀硫酸作电解质溶液,铝比铜活泼,铝作负极,铜作正极,电流表指针偏向铜,B项正确;Mg和Al作两极,NaOH溶液作电解质溶液,Al能自发和NaOH溶液发生氧化还原反应,所以铝作负极,失去电子生成AlO2-,电极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O,C项正确;通过实验1和实验2比较可知,原电池的正负电极与电极的性质有关,通过实验1和实验3比较可知,原电池的正负电极与电解质溶液有关解题技法,D项正确。
7.答案 (1)Zn Cu 正 (2)实验Ⅰ中化学能主要转化为热能,实验Ⅱ中化学能主要转化为电能,部分转化为热能 (3)乙 甲 (4)Ⅲ Ⅱ
解析 (1)(2)实验Ⅰ中Zn片与稀硫酸反应,Zn片表面有气泡产生,该反应放热,化学能主要转化为热能;Cu片与稀硫酸不反应,无明显现象。实验Ⅱ中构成原电池,Zn片作负极,Cu片作正极,Zn片逐渐溶解,Cu片表面产生大量气泡,该过程中化学能主要转化为电能,部分转化为热能。(3)实验Ⅲ中构成原电池,为保证放电的可控性、持续性,Zn片作负极,甲烧杯中应盛放50 mL 2 ml·L-1 ZnSO4溶液,Cu片作正极,乙烧杯中应盛放50 mL 2 ml·L-1稀硫酸,通过盐桥形成闭合回路。原电池中阴离子向负极移动,则盐桥中的Cl-向甲烧杯的溶液中移动。(4)双液原电池中因盐桥中离子迁移的距离加长、盐桥的截面积较小等,使电流小,则与实验Ⅱ相比,开始时电流表示数更小的是实验Ⅲ;实验Ⅱ中单液原电池中既有原电池反应,又有Zn与H+的直接反应,而实验Ⅲ中只有原电池反应且电流较小,则一段时间后,实验Ⅱ溶液中c(H+)减小程度远大于实验Ⅲ溶液中,即电流发生明显衰减的是实验Ⅱ。
编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
Mg、Al
稀硫酸
偏向Al
2
Cu、Al
稀硫酸
……
3
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
编号
实验装置
实验内容
实验现象
将Zn片和Cu片分别插入盛有50 mL 2 ml·L-1稀硫酸的烧杯中
片表面产生气泡,溶液温度由T1℃升到T2℃;另一烧杯中无明显现象
用导线将电流表、小灯泡与Zn片、Cu片相连接,插入盛有50 mL 2 ml·L-1稀硫酸的烧杯中
电流表指针发生偏转, 片表面产生大量气泡,溶液温度由T1℃升到T3℃
进行双液原电池实验
电流表指针发生偏转