2020-2021学年新教材高中化学 第6章 化学反应与能量 第1节 化学反应与能量变化 第2课时 化学反应与电能作业（含解析）新人教版必修2.docx

1、第2课时化学反应与电能课后训练提升合格考过关检验1.下列设备工作时可以将化学能转化为电能的是()。A.手机电池B.硅太阳能电池C.水力发电D.电烤箱答案:A解析:手机电池工作时可以将化学能转化为电能,A项正确;硅太阳能电池工作时可以将太阳能转化为电能,B项错误;水力发电是将水的机械能转化为电能,C项错误;电烤箱工作时可以将电能转化为热能等,D项错误。2.下列装置可以构成原电池的是()。答案:C3.为探究原电池的形成条件和反应原理,某同学设计了如下实验,并记录了实验现象:向一定浓度的稀硫酸中插入锌片,看到有气泡生成;向上述浓度的稀硫酸中插入铜片,没有气泡生成;将锌片与铜片上端接触并捏住,一起插入

2、上述浓度的稀硫酸中,看到铜片上有气泡生成,且生成气泡的速率比实验中大;在锌片和铜片中间接上电流计,再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中,发现电流计指针偏转。下列关于以上实验设计及现象的分析,不正确的是()。A.实验、说明锌能与稀硫酸反应而铜不能B.实验说明发生原电池反应时会增大化学反应速率C.实验说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气D.实验、说明该原电池中铜为正极、锌为负极答案:C4.用如图所示装置进行实验,若下图中x轴表示流入正极的电子的物质的量,则y轴可以表示()。c(Ag+)c(NO3-)a棒的质量b棒的质量溶液的质量A.B.C.D.答案:A解析:NO3-不参加反应,因此c(NO3-

3、)不变,故B、D项错误;根据电池总反应Fe+2Ag+Fe2+2Ag可知,每溶解56g的铁转移2mol电子,有216g银从溶液中析出,故随着反应的进行溶液的质量减小,但溶液质量不会变为0,不符合图像,故C项错误。5.某研究性学习小组设计了能使LED灯发光的装置,如图所示。下列说法不正确的是()。A.锌片是负极,电子由锌片经导线流向铜片B.氢离子在铜片表面被还原C.锌电极质量减少65 g时,铜电极表面析出氢气的体积是22.4 LD.装置中存在“化学能电能光能”的转化答案:C解析:锌片作负极,发生氧化反应,电子由锌片经导线流向正极铜片,A项正确;铜片作正极,发生还原反应,氢离子在铜片上得电子被还原,

4、B项正确;没有指明是标准状况,不能进行相关计算,C项错误;该装置中化学能转化为电能而产生电流,电流通过LED灯时,LED灯发光,故装置中存在“化学能电能光能”的转化,D项正确。6.如图所示装置,电流表指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的()。A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液答案:D解析:A极逐渐变粗,说明A极为原电池的正极,溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出;B极逐渐变细,说明B极为原电池的负极,失去电子后变成离

5、子进入溶液中。A项和B项中的反应为Zn+H2SO4ZnSO4+H2,则A项中A极变细,B项中A极不变。C项和D项中的反应为Fe+2AgNO32Ag+Fe(NO3)2,其中C项中A极变细,D项中A极变粗。7.已知空气-锌电池的电极反应为:锌片:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2石墨:O2+2H2O+4e-4OH-根据此判断,锌片是()。A.负极,并被氧化B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原答案:A解析:由电极反应:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2可知,Zn失去电子被氧化,作电源的负极。8.一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇(CH3OH)与氧气作用生成水和二氧化碳。

6、该电池负极发生的反应是()。A.CH3OH+O2-2e-H2O+CO2+2H+B.O2+4H+4e-2H2OC.CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+D.O2+2H2O+4e-4OH-答案:C解析:该燃料电池的总反应为2CH3OH+3O24H2O+2CO2,由于在酸性溶液中正极反应为O2+4H+4e-2H2O,根据电子守恒,则负极反应为CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+。9.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()。A.a极是负极,该电极上发生氧化反应B.b极反应是O2+4OH-4e-2H2OC.总反应的化学

7、方程式为2H2+O22H2OD.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案:B解析:a极为负极,电极反应式为2H2+4OH-4e-4H2O,即a极上发生氧化反应,A正确;b极为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,B不正确;正、负极的电极反应式相加得总反应为2H2+O22H2O,C正确;氢氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,故是具有应用前景的绿色电源,D正确。10.利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白。(1)实验原理:Fe+2H+Fe2+H2。(2)实验用品:电极(、)、稀硫酸、(填写所缺的实验用品)、耳

8、机(或者电流表)。(3)实验装置:(如图所示)(4)原电池的设计及应注意的问题。按如图所示连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的),这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”的声音。其原因是在原电池中,化学能转化为。如果将装置中的耳机改为电流表,则铁钉应该接电流表的接线柱,电极反应是;另一极应该接电流表的接线柱,电极上发生了(填“氧化”或“还原”)反应。答案:(2)铁钉或铁条铜钉(其他的惰性电极如石墨等)烧杯、导线(4)电能负Fe-2e-Fe2+正还原解析:由实验原理:F

9、e+2H+Fe2+H2,可知组成该原电池的负极应为Fe,正极可选用活动性比Fe弱的金属或导电的非金属。11.氯铝电池是一种新型的燃料电池,电解质溶液是KOH溶液。试回答下列问题:(1)通入Cl2(g)的电极是(填“正”或“负”)极;(2)投入Al(s)的电极是(填“正”或“负”)极;(3)外电路电子从(填“Al”或“Cl2”)极流向(填“正”或“负”)极;(4)每消耗8.1 g Al(s),电路中通过的电子数目为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案:(1)正(2)负(3)Al正(4)0.9解析:判断原电池的正、负极首先要分析题中所给信息,此题所给信息是具体反应物,根据反应的化学方程式:2A

10、l+3Cl22AlCl3,可知Cl2得电子在正极发生还原反应,Al失电子在负极发生氧化反应,所以通入Cl2(g)的电极是正极,投入Al(s)的电极是负极,外电路电子由负极(Al)流向正极。8.1gAl(s)的物质的量为8.1g27gmol-1=0.3mol,1molAl反应转移3mol电子,0.3molAl反应在电路中通过的电子数目为0.9NA。等级考素养提升1.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+Zn2+Cu,该原电池的合理组成是()。选项正极负极电解质溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DZnFeCuCl2答案:C解析:由总反应式知,Zn被氧化,作原电

11、池的负极,符合条件的有B、C两项,C选项中正极反应为Cu2+2e-Cu,B选项中正极反应为2H+2e-H2,C正确。2.(双选)小颖同学用如图所示装置研究原电池原理,下列说法错误的是()。A.若将图(1)装置的Zn、Cu直接接触,Cu片上能看到气泡产生B.图(2)装置中SO42-向Cu片移动C.若将图(2)中的Zn片改为Mg片,Cu片上产生气泡的速率减小D.图(2)与图(3)中正极生成物的质量比为132时,Zn片减轻的质量相等答案:BC解析:Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池,Cu片上可看到有气泡产生,A项正确;SO42-带负电荷,应该向负极Zn片移动,B项错误;由于Mg的失电子能

12、力强于Zn,所以将Zn片改为Mg片后,电子转移速率增大,生成H2的速率也增大,C项错误;假设图(2)中正极产生2gH2,则转移2mol电子,消耗负极65gZn,而图(3)中正极析出64gCu,也转移2mol电子,消耗负极65gZn,故Zn片减轻的质量相等,D项正确。3.(双选)目前,科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系,下列说法中错误的是()。A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B.燃料电池中通入O2的一极作负极,发生氧化反应C.在此循环中发生了反应:2H2O2H2+O2D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂答案:BC解

13、析:氢氧燃料电池的负极通入H2,发生氧化反应;正极通入O2,发生还原反应,故B错误。原电池都是将化学能转化为电能的装置,故A正确。题述循环过程中H2O分解为H2和O2的条件是光、催化剂,故C错误。推广氢能的关键是寻找合适的催化剂,利用太阳能分解水,故D正确。4.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 molL-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 molL-1的NaOH溶液中,如图所示。(1)写出甲中正极的电极反应式:。(2)乙中负极为,总反应的离子方程式:。(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则负极材

14、料的金属应比正极材料的金属活泼”,则甲会判断出金属活动性更强,而乙会判断出金属活动性更强。(填写元素符号)(4)由此实验得出的下列结论中,正确的有。A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B.镁的金属性不一定比铝的金属性强C.该实验说明金属活动性顺序已过时,没有实用价值了D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析答案:(1)2H+2e-H2(2)Al2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2(3)MgAl(4)AD解析:甲同学依据的化学反应原理是:Mg+H2SO4MgSO4+H2,乙同学依据的化学反应原理是:2Al+2NaOH+2H2O2N

15、aAlO2+3H2。但是由于Al与碱的反应是一特例,不可作为判断金属活动性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应具体问题具体分析。5.如下图所示装置可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式(当电解质溶液为NaOH溶液或KOH溶液时)两种。试回答下列问题:氢氧燃料电池示意图(1)酸式电池的电极反应,负极:,正极:;电池总反应:;电解质溶液pH的变化(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)碱式电池的电极反应,负极:,正极:;电池总反应:;电解质溶液pH的变化(填“变大”“变小”或“不变”)。答案:(1)2H2-4e-4H+O2+4H+4e-2H2O2H2+O22H

16、2O变大(2)2H2+4OH-4e-4H2OO2+2H2O+4e-4OH-2H2+O22H2O变小解析:(1)正极上,O2得电子变为O2-,溶液中O2-不能单独存在,酸性条件下与H+结合生成H2O;负极上,H2失电子变为H+,H+进入电解质溶液。电池总反应为H2与O2反应生成H2O,由于有H2O生成,溶液将逐渐变稀,故电解质溶液的pH增大。(2)正极上,O2得电子变为O2-,溶液中O2-不能单独存在,碱性条件下与H2O分子结合生成OH-;负极上,H2失去电子变为H+,碱性条件下H+不能大量存在,与OH-结合生成水。电池总反应也是H2与O2反应生成水。由于有水生成,c(OH-)变小,电解质溶液的pH变小。