2024-2025學年高中化學第2章化學反應(yīng)與能量第2節(jié)化學能與電能第1課時化學能轉(zhuǎn)化為電能課后限時作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE8-第1課時化學能轉(zhuǎn)化為電能考點對應(yīng)題號基本目標發(fā)展目標1.原電池原理及組成1,2,4,510,112.原電池的應(yīng)用、能源3,612,133.正負極推斷、電極反應(yīng)方程式7,9144.綜合應(yīng)用815[基本目標]1．下列裝置中能夠組成原電池的是()B解析A項，兩個電極都是Zn，不能構(gòu)成原電池，錯誤；B項，符合構(gòu)成原電池的條件，正確；C項，Al、Cu兩個電極分別置于兩個分別的燒杯中，不能形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池，錯誤；D項，酒精是非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，錯誤。2．如圖為番茄電池，下列說法正確的是()A．一段時間后，銅片質(zhì)量會變小B．銅電極旁邊會出現(xiàn)藍色C．電流由銅通過導線流向鋅D．鋅電極是該電池的正極C解析番茄中含有的酸性物質(zhì)可以和Zn發(fā)生反應(yīng)，故Zn為原電池的負極，Cu為正極，A、B、D三項均錯誤。3．下面是有關(guān)各種形式能量的相互轉(zhuǎn)化途徑的敘述，其中錯誤的是()A．家庭液化氣灶將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮蹷．燈泡將電能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽蹸．光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能D．太陽能電池將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷解析燈泡除了將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽苤猓€轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿绕渌问降哪堋?．下面是四個化學反應(yīng)，你認為理論上不行用于設(shè)計原電池的化學反應(yīng)是()A．2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑B．2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2H2OC．Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑D．CH4＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2＋2H2OC解析只有屬于氧化還原反應(yīng)，才能用于設(shè)計原電池；A、B、D屬于氧化還原反應(yīng)，均可以設(shè)計為原電池。C不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計成原電池，故選C。5．依據(jù)反應(yīng)2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag，設(shè)計了如圖所示的原電池，下列說法中錯誤的是()A．X為正極B．Y是硫酸銅溶液C．電子從銅電極經(jīng)外電路流向X電極D．X電極上的電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=AgB解析A項，由反應(yīng)原理知，銅作負極，X作正極，正確；B項，電解質(zhì)溶液中應(yīng)含有Ag＋，錯誤；C項，銅失去電子，電子經(jīng)外電路流向X電極，正確；D項，在正極上，溶液中的Ag＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正確。6．100mL2mol·L－1的鹽酸與過量的鋅反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，可采納的方法是()A．加入適量的6mol·L－1的鹽酸B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適量的蒸餾水D．加入適量的氯化鈉溶液B解析A項能加快反應(yīng)速率，但增加了氫氣的總量；C、D兩項不影響H2的量，但稀釋了鹽酸，降低了反應(yīng)速率；B項發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋Zn=Zn2＋＋Cu，形成Cu、Zn原電池，加快了反應(yīng)速率，因鋅過量，故不影響產(chǎn)生H2的總量。7．如圖是課外活動小組設(shè)計的用化學電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法錯誤的是()A．裝置中存在“化學能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換B．銅片上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑C．假如將稀硫酸換成檸檬汁，導線中不會有電子流淌D．假如將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變C解析原電池中化學能轉(zhuǎn)化為電能，LED燈發(fā)光時，電能轉(zhuǎn)為為光能，A項正確；銅鋅原電池中，Cu作正極，溶液中的氫離子在正極上得電子生成氫氣，所以Cu上有氣泡生成，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2，B項正確；檸檬汁顯酸性也能做電解質(zhì)溶液，所以將硫酸換成檸檬汁，仍舊構(gòu)成原電池，所以導線中有電子流，C項錯誤；金屬性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正極，所以電路中的電流方向不變，仍舊由Cu流向負極，D項正確。8．A、B、C、D、E五個燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸，如圖所示：(1)A中反應(yīng)的離子方程式是________________。(2)B中Sn極的電極反應(yīng)式為________________，Sn極旁邊溶液的pH________(填“上升”“降低”或“不變”)。(3)C中被腐蝕的金屬是__________，總反應(yīng)方程式是________________________。(4)D燒杯中，________是負極，發(fā)生________反應(yīng)，______是正極，該極的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(5)E中沒有電流產(chǎn)生的緣由是__________________。解析(1)鐵與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)鐵比錫活潑，錫為原電池正極，氫離子在正極放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，氫離子濃度減小，溶液的pH上升。(3)鋅比鐵活潑，鋅為原電池負極，被腐蝕，總反應(yīng)方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。(4)較為活潑的金屬鐵作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋；不活潑的金屬銅作正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，可以看到的現(xiàn)象是正極產(chǎn)生氣泡。答案(1)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)2H＋＋2e－=H2↑上升(3)ZnZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑(4)Fe氧化Cu電極上產(chǎn)生氣泡(5)二個電極活潑性相同，且不與H2SO4自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)不能構(gòu)成原電池9．由A、B、C、D四種金屬按表中裝置進行試驗：裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生依據(jù)試驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是_______________________________________。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_________________________________________。(3)四種金屬活潑性由強到弱的依次是____________。(從大到小排列，用字母表示)解析甲、乙、丙均為原電池裝置，依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負極，B為正極，活潑性A＞B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負極，活潑性B＞C；丙中A上有氣體即有H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D＞A。答案(1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)D＞A＞B＞C[發(fā)展目標]10．如圖所示裝置中，M為活動性依次位于氫之前的金屬，N為石墨棒，下列關(guān)于此裝置的敘述中不正確的是()A．N上有氣泡產(chǎn)生B．M為負極，N為正極C．電解質(zhì)溶液中H＋的濃度減小D．導線中有電流通過，電流方向是由M到ND解析原電池中活潑金屬為負極，失去電子，即M為負極，則N為正極。溶液中的H＋在正極得到電子被還原為H2，溶液中H＋的濃度減小。電流方向與電子流向相反，電流應(yīng)由正極(N)流向負極(M)。11．如圖所示的裝置中，視察到電流計指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細，并測得電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減小，由此推斷表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()選項MNPAZnCu稀硫酸溶液BCuFe稀鹽酸CAgZn硝酸銀溶液DZnFe硫酸亞鐵溶液C解析Zn作負極，溶解變細，A項錯誤；Fe作負極，失電子溶解變細，M電極生成氫氣不會變粗，B項錯誤；Zn作負極溶解，N電極變細，Ag作正極，溶液中Ag＋得到電子析出Ag，M電極變粗，C項正確；Zn作負極，溶解變細，F(xiàn)e作正極，N電極變粗，D項錯誤。12．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)整杠桿并使其在水中保持平衡，然后當心地向燒杯中心滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向推斷正確的是(試驗過程中，不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力改變)()A．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端高，B端低B．杠桿為導體和絕緣體時，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D解析若杠桿為導體，則構(gòu)成原電池，鐵作負極，失電子而溶解；Fe－2e－=Fe2＋，溶液中Cu2＋在正極(銅極)得電子，生成銅、質(zhì)量增大而下降，A端低，B端高；若杠桿為絕緣體，則鐵球和CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)，生成Cu覆蓋于鐵球表面，質(zhì)量增加而杠桿B端下降，A端高，B端低。13．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＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a(chǎn)＞b＞d＞cC解析依據(jù)原電池原理可知，負極金屬的活動性大于正極金屬的活動性，故只要推斷出原電池的正負極就可以比較兩種金屬的活動性。裝置一是原電池，a極質(zhì)量減小，說明a極金屬失去電子形成離子，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。14．【試驗?zāi)康摹坷盟鶎W學問，設(shè)計原電池裝置。【試驗用品】電極：鎂條、銅片、鐵片等。【電解質(zhì)】果汁(橙汁、蘋果汁、檸檬汁等)。【其他】導線、金屬夾、發(fā)光二極管、500mL燒杯?！驹囼灧桨浮竣貱u—Mg原電池，電解質(zhì)溶液為橙汁。②Cu—Fe原電池，電解質(zhì)溶液為蘋果汁。③Fe—Mg原電池，電解質(zhì)溶液為檸檬汁?！驹囼灢僮鳌坑脤Ь€分別將三種方案中的金屬片連接到金屬夾上，分別將金屬片兩兩插入到盛有果汁的三個500mL的燒杯中，用發(fā)光二極管兩端分別接觸三種方案中金屬活動性不同的金屬夾．視察現(xiàn)象，連接方式如圖所示?！驹囼灛F(xiàn)象】三種方案中發(fā)光二極管均發(fā)光?！驹囼灲Y(jié)論】原電池把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。回答問題：(1)連接裝置時活潑金屬接在二極管的________極上，較不活潑金屬接在二極管的________極上。(2)在方案①②中銅作電極狀況：______________________________________。(3)在方案①③中鎂作電極狀況：_____________________________________。(4)在方案②③中鐵作電極狀況：_______________________________________。(5)在方案③中負極反應(yīng)為__________________，正極反應(yīng)為__________________________，總電池反應(yīng)方程式為____________________________。解析在原電池中較活潑金屬作負極(連接二極管的負極)，較不活潑金屬作正極(連接二極管的正極)。因金屬活動性：Mg＞Fe＞Cu，故方案①②中Cu均作正極，①③中Mg均作負極，方案②中鐵作負極，方案③中鐵作正極。在方案③中負極反應(yīng)為Mg－2e－=Mg2＋，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2，總電池反應(yīng)方程式為Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑。答案(1)負正(2)Cu均作正極(3)Mg均作負極(4)方案②中鐵作負極，方案③中鐵作正極(5)Mg－2e－=Mg2＋2H＋＋2e－=H2Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑15．某高二化學愛好小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計并進行了以下系列試驗，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1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、石墨稀鹽酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試依據(jù)表中的試驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)試驗1、2的Al所作的電極是否相同？__________。(填“是”或“否”)(2)寫出試驗3的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。鋁為()____________________________________________________；石墨為()________________________________________________________；電池總反應(yīng)：_______________________________________________________。(3)試驗4中的鋁作正極還是負極？__________，為什么？_________________________________。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：____