第2课时 化学反应为人类提供能量
课时训练13 化学反应为人类提供能量
基础夯实
1.下列叙述正确的是( )
A.原电池的负极发生得电子的还原反应
B.原电池中较活泼的金属作正极
C.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
D.原电池中发生氧化反应的电极是负极
答案:D
解析:原电池的两极可以是两种活动性不同的金属,也可以是由金属与非金属(例如石墨)组成,原电池的负极失去电子发生氧化反应,故A、B、C三项错误;只有D项正确。
2.如下图,下列装置属于原电池的是( )
答案:C
解析:A中铁不能和KOH溶液反应,故不能形成原电池;B中酒精不是电解质溶液;C可以构成原电池;D中无两个电极和闭合回路。
3.导学号52140089(2015北京理综,12)在通风橱中进行下列实验:
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止
Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O22NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
答案:C
解析:A项,铁与稀硝酸反应生成无色气体NO,NO遇空气被氧化为红棕色气体NO2,A正确;B项,常温下铁在浓硝酸中发生钝化,在铁的表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止铁继续与浓硝酸反应,B正确;C项,由于钝化后反应停止,因此不能利用钝化比较氧化性,事实上浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,C错误;D项,由于在原电池中可以通过电流方向判断正负极,所以在铁和铜之间加电流计,可以判断出电子的流向,从而判断出铁是否被氧化,D正确。
4.课堂学习中,同学们利用镁条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁(酸性)、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是( )
A.原电池是将化学能转化成电能的装置
B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成
C.上图中a极为镁条、b极为锌片时,导线中会产生电流
D.上图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片
答案:D
解析:a极为锌片、b极为铜片时,由于锌比铜活泼,所以锌片为负极,失去电子被氧化,电子由锌片通过导线流向铜片。
5.在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述不正确的是( )
A.负极附近的S浓度逐渐增大
B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.反应一段时间后,溶液中的H+浓度降低
D.铜片上有H2逸出
答案:B
解析:锌片和铜片与稀硫酸组成原电池,负极锌失去电子被氧化,电子流出;正极铜片上电子流入,H+在其表面得电子,被还原,故溶液中H+浓度降低,溶液中S向负极移动。
6.A、B、C都是金属,把A浸入C的硝酸盐溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液组成原电池时,B为电池的负极。A、B、C三种金属的活动性顺序为( )
A.A>B>C B.A>C>B
C.B>A>C D.B>C>A
答案:C
解析:A能从C的盐溶液中置换出C金属,金属活动性:A>C。A与B组成原电池时,B为负极,则金属活动性:B>A。
7.如图所示的装置中可观察到电流计的指针发生偏转,M棒变粗,N棒变细,由此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是( )
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
AgNO3溶液
D
锌
铁
Fe(NO3)3溶液
答案:C
解析:该原电池中M棒变粗,N棒变细,说明原电池反应时N棒溶解作负极,溶液中有金属析出在M棒上,M棒作正极。A、B选项中,电解质溶液分别为稀硫酸和稀盐酸,原电池工作时,不会有金属析出;C选项正极反应为Ag++e-Ag,符合题意;D选项正极反应为Fe3++e-Fe2+,不会有金属析出。
8.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 ;
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
答案:(1)Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池,加快了氢气产生的速率
解析:(2)稀硫酸与锌制取氢气的实验中,加入少量硫酸铜溶液,发生反应Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,置换出来的铜附着在锌上作正极和锌构成原电池,加快了反应速率。
能力提升
9.如图,A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)B中Sn极的电极反应式为 。
(3)C中被腐蚀的金属是 ,总反应的化学方程式为 。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序为 (填序号)。
答案:(1)Fe+2H+Fe2++H2↑
(2)2H++2e-H2↑
(3)Zn Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ B>A>C
解析:A中Fe与稀硫酸反应;B中形成原电池,其中Fe作负极,Sn作正极,负极的电极反应式是
Fe-2e-Fe2+,正极的电极反应式是2H++2e-H2↑;C中形成原电池,Zn作负极被腐蚀,总反应方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。比较A、B、C三种情况可知:B中Fe作负极,被腐蚀得最快;A中发生了化学反应;C中的Fe作正极,被腐蚀得最慢。
10.现有如下两个反应:
(A)NaOH+HClNaCl+H2O
(B)Zn+CuSO4ZnSO4+Cu
(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池: 。
(2)如果不能,说明其原因: 。
(3)如果可以,则写出正、负极材料及其电解质溶液的名称:正极: ,负极: ,电解质溶液: 。
答案:(1)(A)不能;(B)能
(2)(A)的反应为非氧化还原反应,没有电子转移
(3)铜(或银、石墨等) 锌 硫酸铜溶液
解析:由于原电池的实质是发生氧化还原反应,所以,只有发生氧化还原反应才能设计成原电池。对于:Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,Zn失去电子作原电池的负极,Cu2+得到电子在正极上发生还原反应,正极为活动性比Zn弱的导电固体材料,如铜、银、石墨等。
11.导学号52140090用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)装置甲中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置丙中溶液的H+的浓度 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
答案:(1)A+2H+A2++H2↑
(2)变小 (3)D>A>B>C
解析:由装置甲中A不断溶解,可知A与硫酸发生置换反应,又A为二价金属,所以反应的离子方程式为:A+2H+A2++H2↑,A为原电池负极,B为正极,金属活动性A>B;装置丙中有气体产生,该气体为氢气,即D与硫酸发生置换反应,溶液中的H+的浓度变小,D作原电池的负极,A为正极,金属活动性D>A;装置乙中C的质量增加,C极上析出铜,C为正极,B为负极,金属活动性B>C,综上可知四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
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