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1、
課時分層作業(yè)(十一) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 化學(xué)電源
(建議用時:45分鐘)
[學(xué)業(yè)達標(biāo)練]
1.下列圖示的裝置屬于原電池的是( )
A.①②⑥⑧ B.③④⑤⑦
C.③④⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦⑧
C [構(gòu)成原電池的條件為:兩極為活潑性不同的金屬(或金屬與石墨)、電解質(zhì)溶液、導(dǎo)線連接或直接接觸、構(gòu)成閉合回路。其中①②缺少另一電極材料、⑤中的酒精不是電解質(zhì)溶液、⑧沒有構(gòu)成閉合回路,故不能構(gòu)成原電池。]
2.下列說法正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號:13572082】
A.原電池是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置
B.原電池中電子流出的一極是正極,發(fā)生氧化反應(yīng)
C.原電池兩極板一定分別
2、發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)
D.原電池內(nèi)部的陽離子向正極移動
D [原電池中的電子移動方向是:負極→外電路→正極,可見B選項錯;陽離子向正極移動,得電子,發(fā)生還原反應(yīng),D項正確;在原電池中兩個電極板不一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),也可能是通入兩個電極的其他物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),如氫氧燃料電池,C項錯。]
3.下面是四個化學(xué)反應(yīng),你認(rèn)為理論上不可用于設(shè)計原電池的化學(xué)反應(yīng)是( )
【導(dǎo)學(xué)號:13572083】
A.Fe+2FeCl3===3FeCl2
B.CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
C.Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O
D.CH4+2O2
3、===CO2+2H2O
B [只要是氧化還原反應(yīng)就存在電子的轉(zhuǎn)移,理論上就能設(shè)計成原電池,只有B項中的反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng),其他的都是氧化還原反應(yīng)。]
4.下列關(guān)于如圖所示原電池裝置的敘述中,正確的是( )
A.銅片是負極
B.氫離子在銅片表面被還原
C.電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片
D.銅片質(zhì)量逐漸減小
B [較活潑的金屬鋅作負極,較不活潑的金屬銅作正極,故A錯誤;銅是正極,正極上氫離子得電子,發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,所以氫離子在銅片表面被還原,故B正確;電子從負極沿導(dǎo)線流向正極,電流從正極(Cu)流向負極(Zn),故C錯誤;鋅失電子生成鋅離子進入溶液,所以鋅片質(zhì)量逐漸減小,氫離
4、子在銅片表面被還原成氫氣,銅片的質(zhì)量不變,故D錯誤。]
5.以下四位同學(xué)的觀點中正確的是( )
A.根據(jù)反應(yīng)Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑設(shè)計的原電池中銅作負極
B.鈉塊與銅用導(dǎo)線連接后插入到稀鹽酸中發(fā)現(xiàn)銅的表面很快有大量的氣泡冒出
C.根據(jù)原電池原理,可以將反應(yīng)2H2+O2===2H2O設(shè)計成原電池,且H2在負極反應(yīng)
D.構(gòu)成閉合回路是形成原電池的必備要素之一,電子在此閉合回路中從負極流經(jīng)導(dǎo)線到達正極,再從正極經(jīng)電解質(zhì)溶液流回負極
C [銅與稀硫酸不反應(yīng),故A項無法設(shè)計成原電池;鈉能與鹽酸劇烈反應(yīng)放熱而熔化,不能作為電極材料,B錯;只要是能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)
5、計成原電池,在負極上反應(yīng)的物質(zhì)所含元素化合價升高,C正確;電子在負極生成經(jīng)導(dǎo)線流向正極,在正極上被消耗,而不可能再經(jīng)過溶液,D錯。]
6.如圖所示裝置,下列有關(guān)該裝置反應(yīng)開始時的敘述正確的是( )
A.鋅極附近滴入酚酞,溶液呈紅色
B.鐵極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-===4OH-
C.鐵極發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹
D.溶液中的OH-向鐵極移動
B [裝置相當(dāng)于中性溶液中較活潑金屬鋅發(fā)生吸氧腐蝕,鋅極發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,滴入酚酞,溶液不呈紅色,A錯誤;鐵極發(fā)生還原反應(yīng),而鐵的腐蝕是氧化反應(yīng),B正確,C錯誤;溶液中陰離子向鋅極(負極)移動,
6、D錯誤。]
7.以前所用鋅錳干電池的電極分別為鋅筒和石墨棒,以糊狀NH4Cl作電解質(zhì),電池反應(yīng)為Zn+2NH4Cl+2MnO2===Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)。
下列有關(guān)鋅錳干電池的敘述中,正確的是( )
A.干電池中鋅筒為正極,石墨棒為負極
B.干電池長時間連續(xù)工作后,糊狀物可能流出,腐蝕用電器
C.干電池工作時,電流方向是由鋅筒經(jīng)外電路流向石墨棒
D.干電池可實現(xiàn)化學(xué)能向電能和電能向化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化
B [鋅錳干電池中,較活潑的金屬鋅筒為負極,石墨棒為正極,A錯誤;長時間使用后,鋅筒上出現(xiàn)空洞,糊狀電解質(zhì)流出,容易腐蝕用電器,B正確;原電池中電子流動方向由負極
7、經(jīng)外電路流向正極,而電流方向相反,C錯誤;干電池中只有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D錯誤。]
8.將兩個鉑電極插入氫氧化鉀溶液中,向兩極分別通入甲烷和氧氣,可構(gòu)成甲烷燃料電池,已知通入甲烷一極發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+10OH--8e-===CO+7H2O;通入氧氣的一極發(fā)生的反應(yīng)為:2O2+4H2O+8e-===8OH-,下列敘述正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號:13572084】
A.通入甲烷的一極為正極
B.通入氧氣的一極為正極
C.正極發(fā)生氧化反應(yīng)
D.在燃料電池工作時,溶液中的陰離子向正極移動
B [由電極反應(yīng)可知,在反應(yīng)過程中CH4失電子作還原劑,故通入甲烷的一極為負極,則通入氧氣的一
8、極為正極;在燃料電池工作時,陰離子向負極移動。]
9.將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流計。
【導(dǎo)學(xué)號:13572085】
(1)鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________;
銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________。
(2)若起始時該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重,總質(zhì)量為47g,則生成H2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為________,電子轉(zhuǎn)移數(shù)目是________。
【解析】 (1)因金屬的活動性順序為Zn>Ag,所以將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池時,鋅片作負
9、極,發(fā)生氧化反應(yīng)Zn-2e-===Zn2+;銀片作正極,發(fā)生還原反應(yīng)2H++2e-===H2↑。
(2)鋅片與銀片總質(zhì)量減輕,是因為負極鋅失去電子溶解,根據(jù)電子得失守恒,負極每有1 mol 鋅溶解,正極必產(chǎn)生1 mol H2,并轉(zhuǎn)移2 mol電子。根據(jù)電子得失守恒有:
Zn+2H+===Zn2++H2↑~轉(zhuǎn)移電子
65 22.4 L 2e-
60 g-47 g V L x
==
得V=4.48 L,x=0.4 mol,故N(e-)=0.4NA。
【答案】 (1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
(2)4.48 L
10、 0.4NA
10.燃料電池是目前正在探索的一種新型電池。它主要是利用燃料在燃燒過程中把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,目前已經(jīng)使用的氫氧燃料電池的基本反應(yīng)是
x極:O2(氣)+2H2O(液)+4e-===4OH-
y極:H2(氣)+2OH--2e-===2H2O(液)
回答下列問題:
(1)x是________極,發(fā)生________反應(yīng);y是________極,發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。
(2)總反應(yīng)方程式為________________________。
(3)若反應(yīng)后得到5.4 g液態(tài)水,此時氫氧燃料電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__________。
【解析】 (
11、1)x極:O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以為正極。y極:H2失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以為負極。
(2)x極、y極得失電子應(yīng)相同,故x極電極方程式與y極電極方程式乘以2相加得總反應(yīng)方程式為2H2+O2===2H2O。
(3) 4 mol e-~ 2H2O
4 mol 218 g
n(e-) 5.4 g
n(e-)=0.6 mol。
【答案】 (1)正 還原 負 氧化 (2)2H2+O2===2H2O (3)0.6NA
11.如圖所示,電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時A極逐漸變粗,B極逐漸變細,C為電解質(zhì)溶液。
【導(dǎo)學(xué)號:
12、13572086】
(1)B為原電池的________極,金屬活潑性,A________B(填“>”或“<”)。
(2)若電極有:Zn、Fe、Cu、Ag四種金屬棒,且已知B為Cu,則A為________;
現(xiàn)有稀H2SO4和AgNO3溶液可供選擇,則C應(yīng)為________。
【解析】 據(jù)題意可知,B為原電池負極,A為正極,所以金屬活潑性:A
13、b+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述中正確的是( )
A.電池上Pb極標(biāo)有“+”符號
B.PbO2得電子,被氧化
C.負極反應(yīng)是Pb+SO-2e-===PbSO4
D.電池放電時,溶液酸性增強
C [鉛蓄電池在放電時為原電池,Pb失電子作負極,標(biāo)有“-”符號,電極反應(yīng)式為Pb+SO-2e-===PbSO4,A錯,C正確;PbO2在正極得電子,被還原,B錯;電池放電時消耗硫酸,溶液酸性減弱,D錯。]
13.鋰電池是一代新型高能電池,它以質(zhì)量輕、能量高而受到普遍重視,目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)式為Li+MnO2===LiMnO2,下列說
14、法正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號:13572087】
A.Li作正極,電極反應(yīng)為Li-e-===Li+
B.Li作負極,電極反應(yīng)為Li-e-===Li+
C.該電池可以選用硫酸作電解質(zhì)
D.該電池使用一段時間后可以補充蒸餾水來補償散失的水分
B [根據(jù)總反應(yīng)式可以判斷,Li失電子被氧化,為負極材料,失去電子成為Li+,A錯,B正確;金屬鋰是活潑金屬,常溫下與水、酸能劇烈反應(yīng),故該電池不能選擇含有水的電解質(zhì)溶液,C、D錯。]
14.利用生活中或?qū)嶒炇抑谐S玫奈锲?,根?jù)氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識,自己動手設(shè)計一個原電池。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?
【導(dǎo)學(xué)號:13572088】
(1)實驗原
15、理:Fe+2H+===Fe2++H2↑。
(2)實驗用品:電極(________、________)、稀硫酸、燒杯、________、耳機、電流計(填寫所缺的實驗用品)。
(3)實驗裝置如圖。
(4)原電池設(shè)計及注意的問題
①按如圖所示連接好實驗儀器,這時可以聽見耳機發(fā)出“嚓嚓嚓”聲音。其原因是在原電池中,由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________。
②如果將裝置中的耳機改為電流計,則鐵釘應(yīng)該接電流計的________極,電極反應(yīng)式是________________________;
另一極接電流計的________極,電極上發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
【解析】
16、 原電池的構(gòu)成條件是:電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液、自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。負極應(yīng)用鐵釘或鐵條,正極可選銅棒、銅釘或石墨(如鉛筆芯)等,電解質(zhì)溶液盛放在燒杯中;原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電流計的負極應(yīng)與電源負極相連,負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。
【答案】 (2)鐵釘(或鐵條) 銅釘(或鉛筆芯) 導(dǎo)線
(4)①電能?、谪摗e-2e-===Fe2+ 正 還原
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375