2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化3化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化課時作業(yè)含解析蘇教版必修2

PAGE7-化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化1．某金屬能和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，則該金屬可能為()A．鋁B．銅C．鐵D．鎂2．汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，放電時的電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，依據(jù)此反應(yīng)推斷下列敘述中正確的是()A．PbO2是電池的負(fù)極B．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4C．PbO2得電子，被氧化D．電池放電時，溶液酸性增加3．下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論說明的是()A．輪船水線以下的船殼上鑲嵌有肯定量的鋅塊B．鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用C．鋁片不用特別方法保存D．鋅跟稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量硫酸銅溶液后，反應(yīng)速率加快4．(雙選)日常所用干電池的電極分別為碳棒(上面有銅帽)和鋅皮，以糊狀NH4Cl和ZnCl2作電解質(zhì)(其中加入MnO2汲取H2)，電極反應(yīng)式可簡化為：Zn－2e－=Zn2＋，2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3與Zn2＋能生成一種穩(wěn)定的物質(zhì))。依據(jù)上述推斷，下列結(jié)論正確的是()A．Zn為正極，碳為負(fù)極B．Zn為負(fù)極，碳為正極C．工作時，電子由Zn極經(jīng)過外電路流向碳極D．長時間連續(xù)運(yùn)用該電池時，內(nèi)裝糊狀物不行能流出腐蝕用電器5．將純鋅片和純銅片按圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢6．有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的試驗裝置及部分試驗現(xiàn)象如下：試驗裝置部分試驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增大b極有氣體產(chǎn)生，c極無改變d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動性依次是()A．a(chǎn)>b>c>dB．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a(chǎn)>b>d>c7．如右圖所示裝置，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極漸漸變粗，B極漸漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的()A．A是Zn，B是Cu，C為稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C為稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C為稀AgNO3溶液8．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．在鋅、銅、CuSO4溶液組成的原電池中，負(fù)極質(zhì)量減輕，正極質(zhì)量增加B．在鐵、鋁、稀硫酸組成的原電池中，電子由鐵片通過導(dǎo)線流向鋁片C．在鋅、銅、稀硫酸組成的原電池中，當(dāng)電池工作時，硫酸根離子向正極移動D．在鎂、鋁、稀NaOH溶液組成的原電池中，鎂是負(fù)極，鋁是正極9．下列反應(yīng)中，在原理上不行以設(shè)計成原電池的是()A．Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋B．2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑C．CH4＋2O2=CO2＋2H2OD．H＋＋OH－=H2O10．一個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，該原電池的合理組成是()正極負(fù)極電解質(zhì)溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DZnFeCuCl211.將等質(zhì)量的鎂球和銅球用導(dǎo)線連接在一鐵棒上，平行插入CuSO4溶液中(如圖)，一段時間后，關(guān)于兩球高度的說法正確的是()A．左端高B．右端高C．一樣高D．無法確定12．銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。下列說法中不正確的是()A．原電池放電時，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是ZnB．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2C．工作時，負(fù)極區(qū)溶液堿性減弱，正極區(qū)溶液堿性增加D．溶液中的OH－向正極移動，K＋、H＋向負(fù)極移動13．酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池的構(gòu)造簡圖如圖所示，比較二者的異同，回答問題：(1)酸性鋅錳干電池的負(fù)極反應(yīng)為_________________________________________________。(2)堿性鋅錳干電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH，寫出正極反應(yīng)式：________________________。(3)維持電流強(qiáng)度為0.6A，電池工作10分鐘，理論消耗Zn________g。(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位，F(xiàn)＝96500C/mol)14．燃料電池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)與氧氣反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，通常用氫氧化鉀作為電解質(zhì)溶液。完成下列關(guān)于甲烷(CH4)燃料電池的填空。(1)甲烷與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。(2)已知燃料電池的總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O，電池中有一極的電極反應(yīng)為CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O，這個電極是燃料電池的________(選填“正極”或“負(fù)極”)，另一電極上的電極反應(yīng)式為________________________。(3)隨著電池不斷放電，電解質(zhì)溶液的堿性________(選填“增大”“減小”或“不變”)。(4)通常狀況下，甲烷燃料電池的能量利用率________(選填“大于”“小于”或“等于”)甲烷燃燒的能量利用率。15．微生物燃料電池是利用微生物作為反應(yīng)主體，將有機(jī)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，如以葡萄糖溶液為例，其工作原理如圖所示：(1)電池工作時，石墨電極上發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。(2)陽離子移向________(填“石墨”或“鉑碳”)電極。(3)該電池負(fù)極電極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式為__________________________________________________________________________________________________。(4)當(dāng)有8mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時消耗的氧氣在標(biāo)況下為________L。16．某化學(xué)愛好小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計并進(jìn)行了以下一系列試驗，試驗結(jié)果記錄如下。編號電極材料電解質(zhì)溶液電流計指針偏轉(zhuǎn)方向1Al、Mg稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Al、Mg氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試依據(jù)上表中的試驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)試驗1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)是否相同________(填“是”或“否”)。(2)依據(jù)試驗3完成下列填空：①鋁為________極，電極反應(yīng)式：_________________________________________________。②石墨為________極，電極反應(yīng)式：_________________________________________________。③電池總反應(yīng)式：_________________________________________________。(3)試驗4中鋁作________(填“負(fù)極”或“正極”)，理由是_________________________________________________，寫出鋁電極的電極反應(yīng)式：_________________________________________________。(4)說明試驗5中電流計指針偏向鋁的緣由：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課時作業(yè)4化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化1．解析：原電池的兩極是活動性不同的材料，Zn為負(fù)極，正極材料應(yīng)比Zn的活動性差，且能與鹽酸反應(yīng)放出H2。故選C。答案：C2．解析：鉛蓄電池放電時，Pb為負(fù)極，電極反應(yīng)為Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4，PbO2為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，因消耗H＋，故酸性減弱，B正確。答案：B3．解析：鋁片不用特別方法保存主要是因為在鋁片的表面會生成一層致密的氧化物薄膜，防止它被進(jìn)一步氧化，與電化學(xué)理論無關(guān)。答案：C4．解析：由負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)或依據(jù)原電池形成的條件可知，相對活潑(指金屬性)的一極為負(fù)極，相對不活潑的一極為正極，可知B正確。在外電路中，電子從負(fù)極流向正極，C正確。長時間連續(xù)運(yùn)用該電池，由于鋅皮漸漸溶解而破損，且MnO2不斷汲取H2而生成H2O，糊狀物越來越稀，故其很可能流出腐蝕用電器，D不正確。答案：BC5．解析：由題目中所給圖示可知，甲中形成閉合回路，符合形成原電池的條件。銅的活潑性比鋅弱，故銅作正極，發(fā)生電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑；乙不能構(gòu)成閉合回路，不能形成原電池，只在鋅片上發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，由于兩者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。由于原電池的形成，故甲的反應(yīng)速率比乙的快。答案：C6．解析：裝置一是原電池，a極質(zhì)量減小，說明a極金屬易失去電子形成離子，故a極金屬比b極金屬活潑；裝置二沒有形成原電池，可知b比c活潑，且c位于金屬活動性依次表中氫的后面；裝置三和四均形成原電池，易知d比c活潑，d比a活潑。因此四種金屬的活動性依次為d>a>b>c，故選C。答案：C7．解析：A極漸漸變粗，說明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出；B極漸漸變細(xì)，說明B極為原電池的負(fù)極，失去電子后變成離子進(jìn)入溶液中。A和B中的反應(yīng)為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，則A中A極變細(xì)，B中A極不變。C和D兩項中的反應(yīng)為Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A極變細(xì)，D中A極變粗。答案：D8．解析：鋅作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，負(fù)極質(zhì)量減輕，銅作正極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，正極質(zhì)量增加，故A正確；鋁作負(fù)極，鐵作正極，電子由鋁片(負(fù)極)通過導(dǎo)線流向鐵片(正極)，故B項錯誤；H＋向正極移動，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則硫酸根離子必定向負(fù)極移動，這樣才能形成一個閉合回路，故C錯誤；雖然鎂的金屬活動性比鋁強(qiáng)，但鎂不與NaOH溶液反應(yīng)，而鋁能與NaOH溶液反應(yīng)，即在此環(huán)境中鋁更簡單失去電子，鋁作負(fù)極，鎂作正極，故D錯誤。答案：A9．解析：原電池中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，只有氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計為原電池，D項H＋＋OH－=H2O為復(fù)分解反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移，不能設(shè)計為原電池。答案：D10．解析：原電池中，相對活潑的金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。所以依據(jù)原電池的總反應(yīng)的離子方程式Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu知，該原電池中，鋅為負(fù)極，銅為正極，硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液，即選項C正確。答案：C11．解析：鎂的活潑性比銅活潑，鎂是負(fù)極，漸漸溶解，銅是正極，溶液中的銅離子放電生成銅，生成的銅覆蓋在銅的表面，故杠桿會右端上翹，故選B。答案：B12．解析：依據(jù)總反應(yīng)Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2，分析各物質(zhì)化合價發(fā)生的改變可知，Zn在負(fù)極上反應(yīng)，Ag2O在正極上反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，所以負(fù)極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2，正極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－，這樣，在負(fù)極區(qū)因OH－被消耗，堿性減弱，pH減小，溶液的OH－定向移動到負(fù)極，正極區(qū)生成OH－，堿性增加，pH增大。答案：D13．解析：(1)酸性鋅錳干電池的負(fù)極是鋅，正極為石墨棒，電解質(zhì)為二氧化錳和氯化銨，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋。(2)在反應(yīng)中Zn元素化合價上升，被氧化，Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；Mn元素化合價降低，被還原，MnO2為正極，電極反應(yīng)式為MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－。(3)維持電流強(qiáng)度為0.6A，電池工作10分鐘，則通過的電量是0.6A×600s＝360C，因此通過電子的物質(zhì)的量是eq\f(360,96500)mol＝3.73×10－3mol，鋅在反應(yīng)中失去2個電子，則理論上消耗Zn的質(zhì)量是eq\f(3.73×10－3,2)mol×65g/mol＝0.12g。答案：(1)Zn－2e－=Zn2＋(2)MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－(3)0.1214．答案：(1)CH4＋2O2eq\o(=,\s\up12(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O(2)負(fù)極2O2＋4H2O＋8e－=8OH－(3)減小(4)大于15．解析：(1)燃料電池的正極上是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故石墨為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)陽離子向正極移動，鉑碳為正極，故移向鉑碳電極。(3)石墨為負(fù)極，電極反應(yīng)式為C6H12O6＋36OH－－24e－=6COeq\o\al(2－,3)＋24H2O。(4)正極反應(yīng)O2＋4H＋＋4e－=2H2O，當(dāng)4mol電子轉(zhuǎn)移時消耗1mol氧氣，8mol電子轉(zhuǎn)移消耗2mol氧氣，標(biāo)況下體積為2mol×22.4L/mol＝44.8L。答案：(1)氧化(2)鉑碳(3)C6H12O6＋36OH－－24e－=6COeq\o\al(2－,3)＋2