化學(xué)必修2課時作業(yè)2-3-3電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

課時作業(yè)14電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列關(guān)于電解池的敘述中正確的是(D)A．與電源正極相連的是電解池的陰極B．與電源負(fù)極相連的是電解池的負(fù)極C．電解池的陽極發(fā)生還原反應(yīng)D．電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極解析：電解池中，與直流電源正極相連的電極為陽極，與負(fù)極相連的為陰極；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；電子從電源的負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入電解池的陰極。2．用惰性電極進行電解，下列說法中正確的是(D)A．電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為11解析：電解稀硫酸實質(zhì)上是電解水，c(H＋)增大，pH減??；電解稀氫氧化鈉溶液，實質(zhì)上是電解水，c(OH－)增大，pH增大；電解硫酸鈉溶液實質(zhì)上是電解水，陰極析出氫氣，陽極析出氧氣，物質(zhì)的量之比為21；電解氯化銅溶液，實質(zhì)上是電解氯化銅本身，陰極析出銅，陽極析出Cl2，物質(zhì)的量之比為11。3．下列說法正確的是(B)A．電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，氧化鋁只被還原B．電解熔融NaCl制Na，Na在陰極得到C．電解水時，在相同條件下，陽極和陰極產(chǎn)生的氣體體積比為21D．電解食鹽水制H2、Cl2的過程是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程解析：Al2O3既被氧化也被還原，A錯誤；NaCl→Na，Na＋得電子，所以鈉在陰極得到，B正確；電解水時，陽極上產(chǎn)生O2，陰極上產(chǎn)生H2，而V(O2)V(H2)＝12，C錯誤；電解過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，D錯誤。4．電解硫酸銅溶液時，若要求達(dá)到以下三點：①陽極質(zhì)量減?。虎陉帢O質(zhì)量增加；③電解液濃度不變。則可選用的電極是(A)A．銅作陽極，含Zn、Ag的銅合金作陰極B．含Zn、Ag的銅合金作陽極，銅作陰極C．鐵作陽極，銅作陰極D．石墨作陽極，鉑作陰極解析：本題考查電解原理的應(yīng)用、電鍍銅。即銅作陽極，而陰極材料只要導(dǎo)電就行。5．用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，符合題意的一組是(C)組號XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體解析：電解H2SO4溶液相當(dāng)于電解水。6．用惰性電極電解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段時間陰極和陽極上析出的物質(zhì)分別是(B)A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2解析：由題意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－、OH－，根據(jù)離子的放電順序：陽離子：Cu2＋>H＋>Na＋，陰離子：Cl－>OH－>SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)，則陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑，故選B。7．如圖所示，a是石墨棒、b是銅棒，下列敘述正確的是(C)A．燒杯中銅棒是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．裝置工作時，硫酸銅溶液中c(Cu2＋)不變C．往濾紙上滴加酚酞試液，b極附近顏色變紅D．b極附近會生成藍(lán)色固體解析：銅、鋅和CuSO4溶液構(gòu)成原電池，銅為正極，發(fā)生還原反應(yīng)電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，故A、B錯誤；b與電源負(fù)極(Zn)相連，故為陰極，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，滴加酚酞變紅，C正確。8．如下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b電極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是(C)A．X是負(fù)極，Y是正極B．Pt是陰極，Cu是陽極C．CuSO4溶液的pH逐漸減小D．CuSO4溶液的pH不變解析：b電極附近溶液呈現(xiàn)紅色，說明b電極處生成了氫氧根離子。電解飽和食鹽水陽極發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，陰極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣同時生成氫氧化鈉，因此b電極是陰極，與電源的負(fù)極相連，則Y為負(fù)極、X為正極；鉑電極與電源的正極相連，作陽極，銅電極作陰極；電解硫酸銅溶液時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：氫氧根離子放電，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：銅離子放電，這樣溶液中水的電離平衡得到促進，c(H＋)>c(OH－)，溶液顯酸性，pH變小。9．某興趣小組設(shè)計如下微型實驗裝置。實驗時，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是(D)A．?dāng)嚅_K2，閉合K1時，總反應(yīng)的離子方程式為：2H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up17(電解))Cl2↑＋H2↑B．?dāng)嚅_K2，閉合K1時，石墨電極附近溶液變紅C．?dāng)嚅_K1，閉合K2時，銅電極上的電極反應(yīng)為：Cl2＋2e－=2Cl－D．?dāng)嚅_K1，閉合K2時，石墨電極作正極解析：斷開K2，閉合K1時，為電解池，兩極均有氣泡產(chǎn)生，說明Cu極不是陽極，所以陽極(石墨)反應(yīng)為：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極(Cu)反應(yīng)為：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(Cu極附近溶液變紅，B項錯誤)，總電解反應(yīng)為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))H2↑＋2OH－＋Cl2↑(A項錯誤)。斷開K1，閉合K2時，為原電池，有Cl2的石墨為正極(D項正確)，反應(yīng)為：Cl2＋2e－=2Cl－(C項錯誤)；有H2的Cu極為負(fù)極，反應(yīng)為：H2－2e－＋2OH－=2H2O(C項錯誤)。10．1L0.1mol/LAgNO3溶液在以Ag作陽極、Fe作陰極的電解槽中電解，當(dāng)陰極增重2.16g時，下列判斷(設(shè)電解按理論進行，溶液不蒸發(fā))正確的是(C)A．溶液的濃度變?yōu)?.08mol/LB．陽極上產(chǎn)生112mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C．轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是1.204×1022個D．反應(yīng)中有0.01mol的Ag被氧化11．下面有關(guān)電化學(xué)的圖示，完全正確的是(D)解析：A為原電池，鋅應(yīng)為負(fù)極；B為電解法精煉銅的裝置，粗銅應(yīng)為陽極；C為電鍍池，鍍件鐵片應(yīng)該為陰極；D為電解飽和食鹽水并檢驗其產(chǎn)物的裝置，電流流入的一極為陽極，陽極析出氯氣，可用碘化鉀淀粉溶液檢驗氯氣，陰極析出的氫氣，可用向下排空氣法收集。12．下列關(guān)于下圖所示①、②兩個裝置的評價正確的是(B)選項敘述評價A裝置名稱：①電解池，②原電池錯誤B硫酸濃度變化：①增大，②減小正確C電極反應(yīng)式：①陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；②正極：Zn－2e－=Zn2＋正確D離子移動方向：①H＋向陰極移動；②H＋向正極移動錯誤解析：從裝置圖辨別原電池與電解池最根本的區(qū)別是有無外加電源，①中有外加電源，故①是電解池；②中沒有外加電源，故②是原電池，A的敘述是正確的，評價錯誤；①中實際上是電解水，水減少，硫酸濃度增大，②中反應(yīng)為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，硫酸被消耗，濃度減小，B的敘述是正確的，評價正確；①中陽極聚集陰離子SOeq\o\al(2－,4)和OH－，OH－優(yōu)先放電，②中正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，C的敘述是錯誤的，評價錯誤；①中H＋向陰極移動，②中H＋向正極移動，D的敘述是正確的，評價錯誤。二、非選擇題(52分)13．(12分)如圖所示，A、B、C三個裝置中的三個燒杯分別盛有足量的CuCl2溶液。(1)A、B、C三個裝置中屬于原電池的是A(填標(biāo)號，下同)，屬于電解池的是BC。(2)A池中Zn是負(fù)極，發(fā)生氧化(填“氧化”或“還原”，下同)反應(yīng)，電極的反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋；Cu是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu；A中總反應(yīng)的離子方程式為Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋。(3)B池中C是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu；Pt是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑；B中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl2eq\o(=,\s\up17(通電))Cu＋Cl2↑。(4)C池中Zn是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu；Cu是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋；反應(yīng)過程中溶液的濃度不變(填“變大”“變小”或“不變”)。解析：判斷裝置是原電池還是電解池，關(guān)鍵是看它有沒有外接直流電源，有則為電解池，無則為原電池。由此可知A為原電池，B和C為電解池，且C較為特殊，實際為電鍍銅的裝置。原電池中電極分為正極、負(fù)極，相對活潑的金屬作負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，相對較不活潑的金屬作正極。所以A中Zn作負(fù)極失去電子被氧化，發(fā)生反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋；Cu為正極，電解液中陽離子在正極上得電子被還原，發(fā)生反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu。A池中總反應(yīng)為上述這兩個半反應(yīng)的和，即Cu2＋＋Zn=Cu＋Zn2＋。電解池中規(guī)定與直流電源負(fù)極相連的電極為陰極，與直流電源正極相連的電極為陽極。在外電場的作用下，溶液中的H＋和Cu2＋均移向陰極，但因鹽溶液中陽離子得電子能力Cu2＋>H＋，因而發(fā)生還原反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu。同時溶液中失電子能力較強的Cl－在陽極Pt表面被氧化，電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑?？偡磻?yīng)的化學(xué)方程式為CuCl2eq\o(=,\s\up17(通電))Cu＋Cl2↑。裝置C中陽極為活性電極，當(dāng)陽極不是惰性電極時，電極本身會被強迫失電子而發(fā)生氧化反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋，生成離子進入溶液，此時溶液中陰離子不能失電子。而陰極上發(fā)生還原反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，兩極反應(yīng)速率相等，溶液中其他離子不發(fā)生反應(yīng)，故溶液濃度保持不變。14．(16分)燃料電池是一種將化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。某研究性學(xué)習(xí)小組在一次活動中，參照下圖組裝實驗裝置，以外面纏繞棉花的碳棒為電極，電解質(zhì)溶液用0.5mol·L－1Na2SO4溶液，電源用3～6V直流電源，發(fā)光二極管起輝電壓為1.7V，電流為0.6mA。(1)在碳棒電極外面纏繞棉花的作用是使碳棒吸附較多的氣體，有利于形成燃料電池。(2)按下開關(guān)S1，半分鐘后兩碳棒上產(chǎn)生明顯的氣泡，此時碳棒C1為陽極，裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))O2↑＋2H2↑。(3)斷開開關(guān)S1，按下開關(guān)S2，可觀察到的明顯現(xiàn)象為發(fā)光二極管發(fā)光；碳棒C2為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為H2－2e－=2H＋。(4)該小組把0.5mol·L－1Na2SO4溶液換成0.5mol·L－1NaCl溶液；當(dāng)斷開開關(guān)S2，按下開關(guān)S1，則檢驗C1極產(chǎn)生氣體的實驗方法：將濕潤的淀粉碘化鉀試紙置于C1極附近，若試紙變藍(lán)，則說明C1極產(chǎn)生Cl2；一段時間后，當(dāng)斷開開關(guān)S1，按下開關(guān)S2時，電極C1反應(yīng)式為Cl2＋2e－=2Cl－。15．(12分)如圖所示，甲、乙兩池中，電極材料都是鐵棒和石墨棒。(1)若兩池中的電解質(zhì)溶液均為CuSO4溶液，反應(yīng)一段時間后：①有紅色物質(zhì)析出的是甲池中的石墨棒，乙池中的鐵棒。②乙池中陽極的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。(2)若兩池中的電解質(zhì)溶液均為NaCl溶液：①寫出乙池中總反應(yīng)的離子方程式2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))Cl2↑＋H2↑＋2OH－。②甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－=4OH－，乙池中石墨棒上的電極反應(yīng)屬于氧化(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。③將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在乙池石墨棒附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，一段時間后又發(fā)現(xiàn)藍(lán)色褪去，這是因為過量的Cl2將生成的I2氧化。若參加反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為51，且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl2＋I(xiàn)2＋6H2O=2HIO3＋10HCl。④常溫下，若乙池轉(zhuǎn)移0.02mol電子后停止實驗，池中溶液體積是200mL，則溶液混勻后的c(OH－)＝0.1_mol·L－1(NaCl溶液足量)。解析：(1)甲為原電池，乙為電解池。甲中鐵棒為負(fù)極，石墨棒為正極，石墨棒上有Cu析出。乙中鐵棒為陰極，石墨棒為陽極，故鐵棒上有Cu析出，陽極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。(2)甲池實為鋼鐵吸氧腐蝕，正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。乙池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，有Cl2生成，過量的Cl2將I2氧化為IOeq\o\al(－,3)，藍(lán)色褪去，反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl2＋I(xiàn)2＋6H2O=2HIO3＋10HCl。由關(guān)系式e－～OH－～Cl－可知，c(OH－)＝eq\f(0.02mol,0.2L)＝0.1mol·L－1。16．(12分)在如圖中，甲燒杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極，如果電解一段時間后，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9g。(1)電源E為負(fù)極。(2)A極的電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，析出物質(zhì)0.025mol。(3)B極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，析出氣體140mL(標(biāo)