第六章-第一節(jié)-第2課時-化學反應與電能-練習【新教材】人教版高中化學必修二

第2課時化學反應與電能課后篇素養(yǎng)形成夯實基礎輕松達標1.對于原電池的電極名稱敘述有錯誤的是()A.發(fā)生氧化反應的一極為負極B.正極為電子流入的一極C.比較不活潑的金屬為負極D.電流的方向由正極到負極答案C解析原電池中相對活潑的金屬一般為負極,不活潑的一般為正極,C項錯誤;負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,A項正確;原電池工作時,外電路中電子由負極流出,由正極流入,電流方向與電子流動方向相反,B、D兩項正確。2.下列有關電池的說法不正確的是()A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B.銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C.甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能D.鋅錳干電池中,鋅電極是負極答案B解析手機用的電池是可充電電池,A項正確。銅鋅原電池中,Cu為正極,Zn為負極,外電路中電子由負極流向正極,B項錯誤。燃料電池將化學能轉化為電能,C項正確。鋅錳干電池中,Zn為負極,D項正確。3.為將反應2Al+6H+2Al3++3H2↑的化學能轉化為電能,下列裝置能達到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)()答案B解析A、B、C三項中的裝置均能將化學能轉化為電能,A項中反應為2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑,A項錯誤;B項符合題目的要求,正確;C項中反應為Al和硝酸反應生成NO,故C項達不到目的;D項中兩電極全是Al,因而不能構成原電池,4.如圖所示裝置中,可觀察到電流計指針偏轉,M棒變粗,N棒變細。下表所列M、N、P物質中,可以組合成該裝置的是()選項MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液答案C解析M棒變粗,N棒變細,說明N棒是負極,金屬活動性相對于M棒較強。M棒變粗說明M棒上有金屬析出。5.汽車的啟動電源常用鉛酸蓄電池。其結構如下圖所示,放電時的電池反應如下:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。根據此反應判斷下列敘述中正確的是()A.PbO2是電池的負極B.Pb是負極C.PbO2得電子,被氧化D.電池放電時,溶液酸性增強答案B解析根據電池反應知放電過程中鉛失去電子,因此它是原電池的負極,其電極反應式為Pb+SO42--2e-PbSO4,故B項正確;PbO2在放電過程中得到電子被還原,所以它是原電池的正極,因此A、C兩項錯誤;由于原電池放電的過程中消耗硫酸,所以溶液的酸性減弱,故6.如圖所示的8個裝置屬于原電池的是()A.①④⑤ B.②③⑥ C.④⑥⑦ D.⑥⑦⑧答案C解析構成原電池要有四個基本條件:a.電解質溶液;b.兩個電極,其中一個相對較活潑,另一個相對較不活潑,兩個電極直接或間接地連接在一起,并插入電解質溶液中;c.能自發(fā)進行氧化還原反應;d.形成閉合電路。綜上可知C項符合題意。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)現有大量鐵銹存在。(1)“熱敷袋”放出的熱量是利用鐵發(fā)生反應放出熱量。

(2)炭粉的主要作用是。

(3)加入氯化鈉的主要作用是。

(4)木屑的作用是。

答案(1)氧化(2)與鐵、NaCl溶液構成原電池,并作為正極,加速鐵的氧化(3)溶于水形成電解質溶液(4)讓“熱敷袋”產生的熱量均勻地向外散失、傳遞解析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。倘若提供適當的條件(如電解質溶液、導電且不活潑的固體物質)讓鐵成為原電池的負極材料,鐵的氧化速率就會增大。木屑作用是讓“熱敷袋”產生的熱量均勻地向外散失、傳遞。提升能力跨越等級1.如圖是某課外活動小組設計的用化學電源使耳機發(fā)聲的裝置。下列說法錯誤的是()A.銅片表面有氣泡生成B.裝置中存在化學能→電能→聲能的能量轉化關系C.如果將銅片換成鐵片,電路中的電流方向將改變D.如果將鋅片換成鐵片,耳機還能發(fā)聲答案C解析鋅為負極,銅片上的反應為2H++2e-H2↑,A項正確;耳機中存在著電能轉化為聲能的能量轉化關系,B項正確;銅片換為鐵片后,鋅片仍為負極,電流方向不變,C項錯誤;鋅片換為鐵片后,鐵片也可作為原電池的負極,D項正確。2.(雙選)如圖,在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,下列關于該裝置的說法正確的是()A.外電路的電流方向為X→外電路→YB.若兩電極分別為Fe和石墨棒,則X為Fe,Y為石墨棒C.X極上發(fā)生的是還原反應,Y極上發(fā)生的是氧化反應D.若兩電極材料都是金屬,則它們的活動性順序為X>Y答案BD解析外電路的電子流向與電流方向相反,A項錯誤;由電子流向可知,X極為負極,Y極為正極,則X應為Fe,Y為石墨棒,B項正確;X極發(fā)生氧化反應,Y極發(fā)生還原反應,C項錯誤;X極的金屬應比Y極的金屬活潑,D項正確。3.某小組為研究電化學原理,設計如圖裝置。下列敘述正確的是()A.a和b不連接時,鐵片上會有H2產生B.a和b用導線連接時,鐵片上發(fā)生的反應為Cu2++2e-CuC.a和b用導線連接時,電子由a流向bD.無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液均從藍色逐漸變成淺綠色答案D解析a和b不連接時,鐵和Cu2+發(fā)生置換反應而析出銅,沒有氫氣生成,錯誤;B項,a和b用導線連接時構成原電池,鐵是負極,鐵片上發(fā)生氧化反應:Fe-2e-Fe2+,錯誤;C項,Fe比銅活潑,形成原電池時Fe為負極,則電子由b流向a,錯誤;D項,無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,都生成亞鐵離子,溶液由藍色變?yōu)闇\綠色,D正確。4.將兩根質量相同的銅棒和鋅棒,用導線相連接后插入CuSO4溶液中,經過一段時間后,取出洗凈后干燥并稱重,兩棒質量相差6.45g,導線中通過的電子的物質的量為()A.0.1mol B.0.2mol C.0.3mol D.0.4mol答案A解析負極:Zn-2e-Zn2+,Zn失去2mole-減重65g;正極:Cu2++2e-Cu,Cu2+得到2mole-增重64g。此時兩極質量相差:65g+64g=129g,而已知兩棒質量相差6.45g,計算可得應轉移0.1mole-。5.如圖所示,杠桿A、B兩端分別掛有體積相同、質量相同的空心銅球和空心鐵球,調節(jié)杠桿使其在水中保持平衡,然后小心地向燒杯中央滴入濃CuSO4溶液,一段時間后,下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中不考慮鐵絲反應及兩邊浮力的變化)()A.杠桿不論為導體還是絕緣體,均為A端高B端低B.杠桿不論為導體還是絕緣體,均為A端低B端高C.當杠桿為絕緣體時,A端低B端高;為導體時,A端高B端低D.當杠桿為絕緣體時,A端高B端低;為導體時,A端低B端高答案D解析根據題意,若杠桿為絕緣體,滴入CuSO4溶液后,在鐵球表面析出Cu,鐵球質量增大,B端下沉;若杠桿為導體,滴入CuSO4溶液后,形成原電池,在銅球表面析出Cu,A端下沉。6.固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯-氧化釔為電解質,這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示,其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是()A.有O2放電的a極為電池的負極B.O2-移向電池的正極C.b極對應的電極反應為2H2-4e-+2O2-2H2OD.a極對應的電極反應為O2+2H2O+4e-4OH-答案C解析在該燃料電池中,有O2放電的a極為原電池的正極,A錯誤;在該燃料電池中,O2-移向電池的負極,B錯誤;在該燃料電池中,有H2放電的b極為電池的負極,電極反應為2H2-4e-+2O2-2H2O,C正確;a極是正極,氧氣在正極得電子,則對應的電極反應為O2+4e-2O2-,D錯誤。7.將純鋅片和純銅片按下圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間,回答下列問題:(1)下列說法中正確的是(填序號)。

A.甲、乙均為化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置B.乙中銅片上沒有明顯變化C.甲中銅片質量減小、乙中鋅片質量減小D.兩燒杯中H+的濃度均減小(2)在相同時間內,兩燒杯中產生氣泡的速率:甲乙(填“>”“<”或“=”)。

(3)當甲中產生1.12L(標準狀況)氣體時,理論上通過導線的電子數目為。

(4)當乙中產生1.12L(標準狀況)氣體時,將鋅、銅片取出,再將燒杯中的溶液稀釋至1L,測得溶液中c(H+)=0.1mol·L-1。試確定原稀硫酸中c(H2SO4)=。

答案(1)BD(2)>(3)0.1NA(或6.02×1022)(4)1.0mol·L-1解析(1)甲符合原電池構成條件,所以屬于原電池,乙不能構成閉合回路,所以不能構成原電池,故A項錯誤;乙不能構成原電池,氫離子在鋅片上得電子發(fā)生還原反應,所以乙中銅片上沒有明顯變化,故B項正確;甲中銅片作正極,正極上氫離子得電子生成氫氣,所以銅片質量不變,乙中鋅片和氫離子發(fā)生置換反應,所以質量減小,故C項錯誤;兩燒杯中鋅和氫離子發(fā)生置換反應導致溶液中氫離子濃度減小,故D項正確。(2)甲能構成原電池,乙不能構成原電池,作原電池負極的金屬加速被腐蝕,所以在相同時間內,兩燒杯中產生氣泡的速率:甲>乙。(3)甲中,銅電極上氫離子得電子生成氫氣,電極反應式為2H++2e-H2↑,根據電極反應式知,當產生1.12L氣體時,通過電子的物質的量=1.12L22.4L·mol-1×2=0.1mol,通過導線的電子數目為(4)當乙中產生1.12L(標準狀況)即0.05mol氫氣氣體時,根據2H+~H2↑,則消耗的氫離子物質的量是0.1mol,剩余的氫離子的物質的量是0.1mol,所以原稀硫酸中氫離子的物質的量是0.2mol,硫酸的物質的量是0.1mol,原稀硫酸中c(H2SO4)=0.1mol0.1L=1.8.(1)原電池原理的應用之一是可以設計原電池裝置。請利用反應Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+設計一個原電池,在方框內畫出原電池的裝置圖,標出正、負極,并寫出電極反應式。正極反應:;

負極反應:。

若外電路中轉移電子的物質的量為1.5mol,則溶解銅的質量是。

(2)實驗室在用鋅與稀硫酸反應制備氫氣時,可向反應液中滴加少量硫酸銅溶液,其作用是,這體現了原電池原理的另一個應用。

答案(1)2Fe3++2e-2Fe2+Cu-2e-Cu2+48g(2)形成Zn-Cu原電池,增大化學反應的速率解析(1)分析Fe3+與Cu的反應中的氧化劑、還原劑,然后依據原電池原理,設計原電池裝置。依據反應2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,Cu失電子,應為原電池的負極,正極選用石墨棒或鉑絲等,電解質溶液選用FeCl3溶液;由轉移2mol電子時溶解64g銅,可計算出轉移1.5mol電子時溶解銅的質量為48g。貼近生活拓展創(chuàng)新鎳鎘可充電電池在現代生活中有著廣泛的應用,它的充、放電反應為Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。請回答下列問題:(1)放電時,還原反應在(填“a”或“b”)極進行,負極的電極反應式為,在放電過程中,正極附近的電解質溶液堿性會(填“增強”或“減弱”)。

(2)鎳鎘廢舊電池必須進行回收并集中處理,最主要的原因是

。

答案(1)bCd-2e-+2OH-Cd(OH)2增強(2)鎳鎘廢