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2017-2018学年高中化学 第2章 化学反应与能量 第2节 化学能与电能(第2课时)作业2 新人教版必修2.doc

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2017-2018学年高中化学 第2章 化学反应与能量 第2节 化学能与电能(第2课时)作业2 新人教版必修2.doc

第2节 化学能与电能第2课时基 础 巩 固一、选择题1(2017·襄阳高一检测)原电池装置如图所示。下列有关叙述正确的是 (B)A锌电极上发生还原反应B电池工作一段时间后,甲池的c(SO)不变C电池工作一段时间后,甲池溶液的总质量增加D该装置将化学能转化为电能,一段时间后,装置内的电子总量减少2下列电池工作时,O2在正极放电的是 (B)A锌锰电池B氢燃料电池C铅蓄电池D镍镉电池3氢氧燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料,空气为氧化剂,铂做催化剂,导电离子是H。下列对该燃料电池的描述中正确的是 (C)正极反应为:O24H4e2H2O负极反应为:2H24e4H总的化学反应为:2H2O22H2O氢离子通过电解质向正极移动ABCD4(2017·柳州高一检测)一种新型绿色电池燃料电池,是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入直接氧化,使化学能转变为电能,它被称为21世纪的绿色发电站,这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是 (C)A都是无毒无害气体B在自然界都大量存在C都可以燃烧并放出大量的热D燃烧产物均为CO2和H2O解析:A项,无毒无害气体不一定能够用作燃料,例如氮气无毒无害,不能用作燃料,错误;B项,在自然界大量存在的物质不一定能够用作燃料,例如水大量存在,不能用作燃料,错误;C项,都可以燃烧并放出大量的热,可以用作燃料,正确;D项,氢气燃烧不能生成二氧化碳,一氧化碳燃烧不能生成水,错误。5(2017·泉州高一检测)下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是 (C)A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C铅蓄电池工作时,电能转化成化学能D氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源6下列电极反应式正确的是 (B)A以惰性材料为电极,以KOH溶液为电解质溶液构成原电池,负极反应式为H22e=2HB铜、锌在稀硫酸溶液中构成原电池,正极反应式为2H2e=H2C以铜为电极将2Fe3Cu=2Fe2Cu2设计成原电池,正极反应式为Cu2e=Cu2D以铝、铁为电极,在氢氧化钠溶液中构成原电池,负极反应式为Al3e=Al3解析:在氢氧化钾溶液中不能生成H,负极反应式为H22e2OH=2H2O,A项错误;铜、锌在稀硫酸中构成原电池,铜极为正极,H在铜极发生还原反应,B项正确;正极发生还原反应2Fe32e=2Fe2,负极发生氧化反应:Cu2e=Cu2,C项错误;铝、铁在氢氧化钠溶液中构成原电池,铝离子继续与OH反应,负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O,D项错误。7(双选)(2016·海南高考)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是 ( AD )AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO10H6e=Fe2O35H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时OH向负极迁移8(2017·东营高一检测)近年来,科学家研制了一种新型的乙醇燃料电池,它用酸性电解质(H)作溶剂。电池总反应为C2H5OH3O2=2CO23H2O,下列说法错误的是 (B)A乙醇在电池的负极上参加反应B1 mol CH3CH2OH被氧化转移6 mol eC随着反应的进行,正极附近的酸性减弱D电池放电过程中化学能转化成电能解析:乙醇燃料电池中,乙醇在负极失电子参加反应,A项正确;根据C2H5OH3O2=2CO23H2O转移12e,可得1 mol CH3CH2OH被氧化转移12 mol e,B项错误;该乙醇燃料电池用酸性电解质(H)作溶剂,所以正极反应为O24e4H=2H2O,随着反应的进行,H不断被消耗,溶液酸性减弱,C项正确;电池放电是原电池原理,化学能转化成电能,D项正确。9下图是一甲醇(CH3OH)燃料电池的化学原理示意图,下列判断不正确的是 (C)A电极A为电池负极B电极B表面上发生还原反应C工作一段时间溶液pH保持不变D燃料电池工作时不会出现火焰解析:在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。所以在甲醇燃料电池中,甲醇在负极通人,氧气在正极通入,即A是负极,B是正极。由于氧气和甲醇不直接接触,不可能产生火焰,D正确。因为反应后会生成碳酸钾,消耗氢氧化钾,因此溶液的碱性降低,选项C是错误的。二、非选择题10(2017·怀化高一检测)将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:(1)上图两装置中能构成原电池的是_甲_(填“甲”或“乙”)。(2)当甲中产生1.12 L(标准状况)气体时,理论上通过导线的电子的物质的量为_0.1_mol_。(3)现有如下两个反应:A:NaOHHCl=NaClH2O;B:Fe2Fe3=3Fe2,根据两反应的本质,判断_A_不能设计成为原电池(填“A”或“B”),原因是_A反应不是自发的氧化还原反应,反应过程中没有电子转移(合理答案即可)_11(2017·新余高一检测)可以将氧化还原反应2H2O2=2H2O设计成原电池。(1)利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池,则正极的电极反应式为 O24H4e=2H2O;负极的电极反应式为 2H24e=4H(2)如把H2改为CH4,KOH溶液做电解质溶液,则负极的电极反应式为 CH410OH8e=CO7H2O,当导线中通过4 mol电子时,需消耗_1_ mol的KOH。解析:(1)原电池中负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应,则利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池,则正极通入的是氧气,电极反应式为O24H4e=2H2O,负极通入的是氢气,电极反应式为2H24e=4H。(2)把H2改成CH4,KOH溶液作电解质,则负极的电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O。正极通入的是氧气,总反应式为CH42O22KOH=K2CO33H2O。因此当导线中通过4 mol电子时,需消耗1 mol的KOH。12(2017·合肥高一检测)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol·L1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L1的NaOH溶液中,如图所示。(1)甲中SO移向_镁片_极(填“铝片”或“镁片”)。写出甲中正极的电极反应式 2H2e=H2。(2)乙中负极为_铝片_,总反应的离子方程式: 2Al2OH2H2O=2AlO3H2。此反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_31_。(3)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_不可靠_(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠,请你提出另一个判断原电池正负极的可行性实验方案_可以根据电流方向判断电池的正负极(或其他合理方案)_(如可靠,此空可不填)。解析:(1)甲中Mg是负极,Al是正极,SO移向负极Mg电极;甲中正极上H得到电子变为H2,该电极反应式是2H2e=H2。(2)乙中负极为Al,正极是Mg,总反应的离子方程式:2Al2OH2H2O=2AlO3H2。此反应中氧化剂是H2O,还原剂是Al,NaOH未参与氧化还原反应。易得Al和H2O氧化还原反应中物质的量对应关系为Al3H2O。故氧化剂、还原剂的物质的量之比为31。(3)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法不可靠,可以根据电流方向判断电池的正负极。能 力 提 升一、选择题1随着人们生活质量的不断提高,废电池进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是 (B)A利用电池外壳的金属材料B防止电池中汞、镉和铅等金属离子对土壤和水源的污染C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他的物品D回收其中的石墨电极解析:废电池中的汞、镉和铅等重金属离子对环境污染严重,因而必须回收。2关于化学电源的叙述,错误的是 (C)A化学电源均是根据原电池的工作原理设计的B在干电池中,碳棒只起导电作用,并不参加化学反应C镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限,价格昂贵D燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源解析:镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属,会对环境造成严重的污染。3为将反应2Al6H=2Al33H2的化学能转化为电能,下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) (B)解析:A、B、C三项中的装置均能将化学能转化为电能,A中反应为2Al2OH2H2O=2AlO3H2,A项错误;B项符合题目的要求,正确;C项中反应为Al和硝酸反应生成NO,故C项达不到目的;D项中两电极全是Al,因而不能构成原电池,即不能将化学能转化为电能。4下列说法正确的是 (C)A构成原电池正极和负极的材料必须是金属B在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原C实验室欲快速制取氢气,可利用粗锌与稀硫酸反应D原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析:构成原电池的电极材料可以是非金属,如碳棒;电子流出的一极为负极,发生氧化反应;粗锌可与稀硫酸构成原电池,加速反应的进行;原电池反应的产物仍会具有一定的能量,故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能。5下列叙述错误的是 (C)A生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁制器件,焊接处易生锈C铝制品不易腐蚀,是因为在形成原电池时铝作正极,受到保护D铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀解析:生铁中含有碳,构成原电池加快了铁的腐蚀速率,A项正确;用锡焊接的铁制器件,焊接处易生锈,是因为构成的原电池中Fe作负极;加快了腐蚀速率,B项正确;铝制品不易腐蚀,是因为其表面形成致密的氧化膜,起到了保护作用,C项错误;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中Fe作正极,受到保护,D项正确。6下图是锂空气电池的放电原理图(隔膜只允许锂离子通过)。电池放电时的反应可表示为:4LiO22H2=4LiOH。下列锂空气电池放电时的有关说法正确的是 (C)A正极电极反应式:Lie=LiB每转移2 mol电子,消耗11.2 L的O2CLi不断向电池的正极移动D可以去掉隔膜和有机电解液,让金属锂与水性电解液直接接触解析:分析总反应方程式看出Li化合价升高,被氧化,在负极失去电子,生成的Li移向正极,A项错误,C项正确;B项未指明是在标准状况下,故11.2 L氧气不一定是0.5 mol,错误;金属锂能与水反应,故D项错误。二、非选择题7市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。(1)“热敷袋”放出的热量是利用铁发

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