高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學(xué)能與電能（第2課時）作業(yè)2 新人教版必修2

1、第2節(jié) 化學(xué)能與電能第2課時基 礎(chǔ) 鞏 固一、選擇題1(2017襄陽高一檢測)原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是 (B)A鋅電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電池工作一段時間后，甲池的c(SO)不變C電池工作一段時間后，甲池溶液的總質(zhì)量增加D該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，一段時間后，裝置內(nèi)的電子總量減少2下列電池工作時，O2在正極放電的是 (B)A鋅錳電池B氫燃料電池C鉛蓄電池D鎳鎘電池3氫氧燃料電池(PEMFC)常作為電動汽車的動力源。該燃料電池以氫為燃料，空氣為氧化劑，鉑做催化劑，導(dǎo)電離子是H。下列對該燃料電池的描述中正確的是 (C)正極反應(yīng)為：O24H4e2H2O負(fù)極反應(yīng)為：2H24e4H總的化學(xué)反

2、應(yīng)為：2H2O22H2O氫離子通過電解質(zhì)向正極移動ABCD4(2017柳州高一檢測)一種新型綠色電池燃料電池，是把H2、CO、CH4氣體和空氣不斷輸入直接氧化，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽环Q為21世紀(jì)的綠色發(fā)電站，這三種氣體可以作為燃料電池所需燃料的理由是 (C)A都是無毒無害氣體B在自然界都大量存在C都可以燃燒并放出大量的熱D燃燒產(chǎn)物均為CO2和H2O解析：A項，無毒無害氣體不一定能夠用作燃料，例如氮?dú)鉄o毒無害，不能用作燃料，錯誤；B項，在自然界大量存在的物質(zhì)不一定能夠用作燃料，例如水大量存在，不能用作燃料，錯誤；C項，都可以燃燒并放出大量的熱，可以用作燃料，正確；D項，氫氣燃燒不能生成二氧化碳

3、，一氧化碳燃燒不能生成水，錯誤。5(2017泉州高一檢測)下面是幾種常見的化學(xué)電源示意圖，有關(guān)說法不正確的是 (C)A上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池B干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞C鉛蓄電池工作時，電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能D氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源6下列電極反應(yīng)式正確的是 (B)A以惰性材料為電極，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為H22e=2HB銅、鋅在稀硫酸溶液中構(gòu)成原電池，正極反應(yīng)式為2H2e=H2C以銅為電極將2Fe3Cu=2Fe2Cu2設(shè)計成原電池，正極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2D以鋁、鐵為電極，在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，負(fù)極反應(yīng)式為Al3e=A

4、l3解析：在氫氧化鉀溶液中不能生成H，負(fù)極反應(yīng)式為H22e2OH=2H2O，A項錯誤；銅、鋅在稀硫酸中構(gòu)成原電池，銅極為正極，H在銅極發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；正極發(fā)生還原反應(yīng)2Fe32e=2Fe2，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：Cu2e=Cu2，C項錯誤；鋁、鐵在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，鋁離子繼續(xù)與OH反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為Al3e4OH=AlO2H2O，D項錯誤。7(雙選)(2016海南高考)某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是 ( AD )AZn為電池的負(fù)極B正極反應(yīng)式為2FeO10H6e=Fe2O35H2OC該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變D電池工作時OH向

5、負(fù)極遷移8(2017東營高一檢測)近年來，科學(xué)家研制了一種新型的乙醇燃料電池，它用酸性電解質(zhì)(H)作溶劑。電池總反應(yīng)為C2H5OH3O2=2CO23H2O，下列說法錯誤的是 (B)A乙醇在電池的負(fù)極上參加反應(yīng)B1 mol CH3CH2OH被氧化轉(zhuǎn)移6 mol eC隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正極附近的酸性減弱D電池放電過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能解析：乙醇燃料電池中，乙醇在負(fù)極失電子參加反應(yīng)，A項正確；根據(jù)C2H5OH3O2=2CO23H2O轉(zhuǎn)移12e，可得1 mol CH3CH2OH被氧化轉(zhuǎn)移12 mol e，B項錯誤；該乙醇燃料電池用酸性電解質(zhì)(H)作溶劑，所以正極反應(yīng)為O24e4H=2H2O，隨著反應(yīng)的進(jìn)

6、行，H不斷被消耗，溶液酸性減弱，C項正確；電池放電是原電池原理，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，D項正確。9下圖是一甲醇(CH3OH)燃料電池的化學(xué)原理示意圖，下列判斷不正確的是 (C)A電極A為電池負(fù)極B電極B表面上發(fā)生還原反應(yīng)C工作一段時間溶液pH保持不變D燃料電池工作時不會出現(xiàn)火焰解析：在原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。所以在甲醇燃料電池中，甲醇在負(fù)極通人，氧氣在正極通入，即A是負(fù)極，B是正極。由于氧氣和甲醇不直接接觸，不可能產(chǎn)生火焰，D正確。因為反應(yīng)后會生成碳酸鉀，消耗氫氧化鉀，因

7、此溶液的堿性降低，選項C是錯誤的。二、非選擇題10(2017懷化高一檢測)將純鋅片和純銅片按下圖方式插入100 mL相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：(1)上圖兩裝置中能構(gòu)成原電池的是_甲_(填“甲”或“乙”)。(2)當(dāng)甲中產(chǎn)生1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，理論上通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為_0.1_mol_。(3)現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)：A：NaOHHCl=NaClH2O；B：Fe2Fe3=3Fe2，根據(jù)兩反應(yīng)的本質(zhì)，判斷_A_不能設(shè)計成為原電池(填“A”或“B”)，原因是_A反應(yīng)不是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中沒有電子轉(zhuǎn)移(合理答案即可)_11(2017新余高一檢測)可以將氧化還原反應(yīng)

8、2H2O2=2H2O設(shè)計成原電池。(1)利用H2、O2、HCl溶液構(gòu)成燃料電池，則正極的電極反應(yīng)式為 O24H4e=2H2O；負(fù)極的電極反應(yīng)式為 2H24e=4H(2)如把H2改為CH4，KOH溶液做電解質(zhì)溶液，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為 CH410OH8e=CO7H2O，當(dāng)導(dǎo)線中通過4 mol電子時，需消耗_1_ mol的KOH。解析：(1)原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則利用H2、O2、HCl溶液構(gòu)成燃料電池，則正極通入的是氧氣，電極反應(yīng)式為O24H4e=2H2O，負(fù)極通入的是氫氣，電極反應(yīng)式為2H24e=4H。(2)把H2改成CH4，KOH溶液作電解質(zhì)，則負(fù)極

9、的電極反應(yīng)式為CH410OH8e=CO7H2O。正極通入的是氧氣，總反應(yīng)式為CH42O22KOH=K2CO33H2O。因此當(dāng)導(dǎo)線中通過4 mol電子時，需消耗1 mol的KOH。12(2017合肥高一檢測)有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，兩人均用鎂片和鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6 molL1的H2SO4溶液中，乙同學(xué)將電極放入6 molL1的NaOH溶液中，如圖所示。(1)甲中SO移向_鎂片_極(填“鋁片”或“鎂片”)。寫出甲中正極的電極反應(yīng)式 2H2e=H2。(2)乙中負(fù)極為_鋁片_，總反應(yīng)的離子方程式： 2Al2OH2H2O=2AlO3H2。此反應(yīng)中氧化劑和還原

10、劑的物質(zhì)的量之比為_31_。(3)上述實驗也反過來證明了“直接利用金屬活動性順序表判斷原電池中的正負(fù)極”這種做法_不可靠_(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，請你提出另一個判斷原電池正負(fù)極的可行性實驗方案_可以根據(jù)電流方向判斷電池的正負(fù)極(或其他合理方案)_(如可靠，此空可不填)。解析：(1)甲中Mg是負(fù)極，Al是正極，SO移向負(fù)極Mg電極；甲中正極上H得到電子變?yōu)镠2，該電極反應(yīng)式是2H2e=H2。(2)乙中負(fù)極為Al，正極是Mg，總反應(yīng)的離子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。此反應(yīng)中氧化劑是H2O，還原劑是Al，NaOH未參與氧化還原反應(yīng)。易得Al和H2O氧化還原反應(yīng)中物質(zhì)的

11、量對應(yīng)關(guān)系為Al3H2O。故氧化劑、還原劑的物質(zhì)的量之比為31。(3)上述實驗也反過來證明了“直接利用金屬活動性順序表判斷原電池中的正負(fù)極”這種做法不可靠，可以根據(jù)電流方向判斷電池的正負(fù)極。能 力 提 升一、選擇題1隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是 (B)A利用電池外殼的金屬材料B防止電池中汞、鎘和鉛等金屬離子對土壤和水源的污染C不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他的物品D回收其中的石墨電極解析：廢電池中的汞、鎘和鉛等重金屬離子對環(huán)境污染嚴(yán)重，因而必須回收。2關(guān)于化學(xué)電源的敘述，錯誤的是 (C)A化學(xué)電源均是根據(jù)原電池的工作原理設(shè)計的B在干電池中，碳棒

12、只起導(dǎo)電作用，并不參加化學(xué)反應(yīng)C鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘的資源有限，價格昂貴D燃料電池是一種高效、環(huán)保的新型化學(xué)電源解析：鎳鎘電池不能隨意丟棄的主要原因是鎳、鎘屬于重金屬，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。3為將反應(yīng)2Al6H=2Al33H2的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達(dá)到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜) (B)解析：A、B、C三項中的裝置均能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A中反應(yīng)為2Al2OH2H2O=2AlO3H2，A項錯誤；B項符合題目的要求，正確；C項中反應(yīng)為Al和硝酸反應(yīng)生成NO，故C項達(dá)不到目的；D項中兩電極全是Al，因而不能構(gòu)成原電池，即不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。4下列說法正確的是 (

13、C)A構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是金屬B在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原C實驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀硫酸反應(yīng)D原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能解析：構(gòu)成原電池的電極材料可以是非金屬，如碳棒；電子流出的一極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；粗鋅可與稀硫酸構(gòu)成原電池，加速反應(yīng)的進(jìn)行；原電池反應(yīng)的產(chǎn)物仍會具有一定的能量，故原電池不能把物質(zhì)中的能量全部轉(zhuǎn)化為電能。5下列敘述錯誤的是 (C)A生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B用錫焊接的鐵制器件，焊接處易生銹C鋁制品不易腐蝕，是因為在形成原電池時鋁作正極，受到保護(hù)D鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕解析：生鐵中含有碳，構(gòu)成原電池加快了

14、鐵的腐蝕速率，A項正確；用錫焊接的鐵制器件，焊接處易生銹，是因為構(gòu)成的原電池中Fe作負(fù)極；加快了腐蝕速率，B項正確；鋁制品不易腐蝕，是因為其表面形成致密的氧化膜，起到了保護(hù)作用，C項錯誤；鐵管上鑲嵌鋅塊，構(gòu)成的原電池中Fe作正極，受到保護(hù)，D項正確。6下圖是鋰空氣電池的放電原理圖(隔膜只允許鋰離子通過)。電池放電時的反應(yīng)可表示為：4LiO22H2=4LiOH。下列鋰空氣電池放電時的有關(guān)說法正確的是 (C)A正極電極反應(yīng)式：Lie=LiB每轉(zhuǎn)移2 mol電子，消耗11.2 L的O2CLi不斷向電池的正極移動D可以去掉隔膜和有機(jī)電解液，讓金屬鋰與水性電解液直接接觸解析：分析總反應(yīng)方程式看出Li化合

15、價升高，被氧化，在負(fù)極失去電子，生成的Li移向正極，A項錯誤，C項正確；B項未指明是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，故11.2 L氧氣不一定是0.5 mol，錯誤；金屬鋰能與水反應(yīng)，故D項錯誤。二、非選擇題7市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等?！盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。(1)“熱敷袋”放出的熱量是利用鐵發(fā)生了_氧化_反應(yīng)放出熱量?；?炭粉的主要作用是_作為導(dǎo)電的固體物質(zhì)，讓鐵成為原電池的負(fù)極材料，鐵的氧化速率就會增大_。(3)加入氯化鈉的主要作用是_提供較濃的電解質(zhì)溶液，讓鐵成為原電池的負(fù)極

16、材料，鐵的氧化速率就會增大_。(4)木屑的作用是_讓“熱敷袋”產(chǎn)生的熱量均勻地向外散失、傳遞_。解析：由鐵屑能在氧氣中燃燒同時迅速放出大量的熱，可推知鐵在潮濕的情況下生銹時也會放出熱量，只是比燃燒緩慢一些。 日常生活中鐵生銹過于緩慢，熱量的釋放也非常緩慢，難以覺察到。倘若提供適當(dāng)?shù)臈l件(如較濃的電解質(zhì)溶液、導(dǎo)電且不活潑的固體物質(zhì))讓鐵成為原電池的負(fù)極材料，鐵的氧化速率就會增大。木屑作用是讓“熱敷袋”產(chǎn)生的熱量均勻地向外散失、傳遞。8如圖是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。請回答下列問題：(1)當(dāng)電極a為Al、電極b為Cu、電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，正極的電極反應(yīng)式為 2H2e=H

17、2，當(dāng)電路中有0.2 mol電子通過時，負(fù)極的質(zhì)量減少_1.8_g。(2)當(dāng)電極a為Al、電極b為Mg、電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時，該裝置_能_(填“能”或“不能”)形成原電池，若不能，請說明理由；若能，請指出正、負(fù)極：_正極：鎂；負(fù)極：鋁_。解析：a為Al，b為Cu，溶液為稀硫酸時，電池總反應(yīng)的離子方程式為2Al6H=2Al33H2，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時，負(fù)極反應(yīng)的Al的質(zhì)量為m(Al)0.2 mol27 gmol11.8 g；當(dāng)a為Al，b為Mg，溶液為NaOH溶液時，電池總反應(yīng)的離子方程式為2Al2OH2H2O=2AlO3H2，負(fù)極為Al，正極為Mg。9(能力挑戰(zhàn)題)化學(xué)電池在通訊

18、、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)鋅錳干電池是應(yīng)用最普遍的電池之一(如圖所示)，鋅錳干電池的負(fù)極材料是_鋅_，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為 Zn2e=Zn2。若反應(yīng)消耗16.25 g負(fù)極材料，則電池中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_0.5_mol。(2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池電池總反應(yīng)式可以表示為Cd2NiO(OH)2H2O2Ni(OH)2Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水，但能溶于酸，以下說法中正確的是_(填序號)。以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)充電時化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊烹姇r化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?3)下圖為氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖，根據(jù)電子運(yùn)動方向，可知X極為電池的_負(fù)_(填“正”或“負(fù)”)極，Y極的電極反應(yīng)方程式為 O22H2O4e