2019-2020年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 化學(xué)能與電能課時達標(biāo)訓(xùn)練 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第二節(jié) 化學(xué)能與電能課時達標(biāo)訓(xùn)練 新人教版必修2 一、選擇題 1．如圖所示各裝置中，溶液均為稀硫酸，不能構(gòu)成原電池的是(　　) 2．下列關(guān)于銅鋅稀硫酸構(gòu)成的原電池的敘述，錯誤的是(　　) A．鋅為負(fù)極，鋅發(fā)生氧化反應(yīng) B．銅為正極，銅不易失去電子而受到保護 C．負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng) D．外電路電子流入的一極為正極，電子流出的一極為負(fù)極 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(　　) A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O22H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 4．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，鋅作負(fù)極，則該金屬可能為(　　) A．鋁　　　　B．銅　　　　C．錫　　　　D．硅 5．[雙選]下列敘述是某同學(xué)做完銅鋅原電池的實驗后得出的結(jié)論和認(rèn)識，你認(rèn)為正確的是(　　) A．構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬 B．由銅、鋅作為電極與硫酸銅溶液組成的原電池中，鋅是負(fù)極 C．電子沿外導(dǎo)線由鋅流向銅，通過硫酸溶液被氫離子得到而放出氫氣 D．銅鋅原電池工作時，若有13 g鋅被溶解，電路中就有0.4 mol電子通過 6．下列敘述中，正確的是(　　) ①原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的一種裝置 ②原電池的正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng) ③不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)通過原電池的裝置可以實現(xiàn) ④碳棒能用作原電池的正極 ⑤反應(yīng)Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag可以設(shè)計成原電池 A．①③⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②⑤ 7．原電池電極的確定不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中不正確的是(　　) A．由Al、Cu、稀硫酸組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋ B．由Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋ D．由Al、Cu、濃硝酸組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋ 8．X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X和Y組成原電池時，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為(　　) A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X 9．等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入兩支相同的試管中，然后加入等體積等物質(zhì)的量濃度且均過量的稀硫酸，同時向a中加入少量CuSO4溶液，則產(chǎn)生氫氣的體積(V)與時間(t)的關(guān)系用圖像表示如下，其中正確的是(　　) 10．由質(zhì)量均為100 g的鐵片、銅片和足量的CuSO4溶液組成原電池裝置，經(jīng)過一段時間后，兩電極的質(zhì)量差變?yōu)?2 g，則下列說法正確的是(　　) A．鐵片溶解了12 g B．導(dǎo)線中通過了0.2 mol電子 C．銅片上析出了6 g Cu D．銅片溶解了6.4 g 11.如圖所示的裝置中，M為活動性順序位于氫之前的金屬，N為石墨棒，下列關(guān)于此裝置的敘述中不正確的是(　　) A．N上有氣體放出 B．M為負(fù)極，N為正極 C．是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 D．導(dǎo)線中有電流通過，電流方向是由M到N 12．如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，根據(jù)此圖的提示，下列敘述不正確的是(　　) A．a(chǎn)電極是負(fù)極 B．b電極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部貯存在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 二、非選擇題 13．寫出下列原電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的化學(xué)(離子)方程式。 負(fù)極 正極 電解質(zhì)溶液 (1) 鐵 銅 稀硫酸 (2) 銅 銀 硝酸銀溶液 (3) H2 O2 KOH溶液 (1)負(fù)極：______________；正極：_______________________； 總反應(yīng)式：_______________________________。 (2)負(fù)極：______________；正極：________________________________； 總反應(yīng)式：___________________________________。 (3)負(fù)極：______________；正極：__________________________________； 總反應(yīng)式：____________________________________。 14．某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計并進行了以下一系列實驗，實驗結(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 1 Mg、Al 稀鹽酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀鹽酸 偏向石墨 4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 回答下列問題： (1)實驗1、2中Al所作的電極(指正極或負(fù)極)________(填“相同”或“不同”)。 (2)對實驗3完成下列填空： ①鋁為________極，電極反應(yīng)式為__________________________________。 ②石墨為________極，電極反應(yīng)式為______________________________________。 ③電池總反應(yīng)式為__________________________________。 (3)實驗4中鋁作____________極(填“負(fù)”或“正”)，理由是______________________________，此反應(yīng)的離子方程式為___________________。 (4)根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素為________________________________________________________________________。 15．上海世博會期間，在德國館的漢堡之家展館人們看到一個1∶20飛機燃料電池的模型。燃料電池是一種通過氫氧結(jié)合來發(fā)電的電化學(xué)裝置。某氫氧燃料電池的電池反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，電解液為KOH溶液。氫氧燃料電池的突出優(yōu)點是把________能直接轉(zhuǎn)化為__________能，而不用經(jīng)過________能這一中間形式。 (1)下列有關(guān)氫氧燃料電池的敘述中正確的是(　　) A．此電池能發(fā)出藍色火焰 B．氫氣為正極，氧氣為負(fù)極 C．因為生成水，所以工作時溶液的堿性越來越強 D．負(fù)極上氫氣失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極上氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng) (2)該電池所產(chǎn)生的水可以作為飲用水。現(xiàn)欲制得常溫下1 L 水，則電池內(nèi)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。 A．8.910－3 mol B．4.510－2 mol C．1.1102 mol D．5.6103 mol 16．[實驗?zāi)康腯利用所學(xué)知識設(shè)計電池裝置。 [實驗用品]電極：鎂條、銅片、鐵片等。 [電解質(zhì)溶液]果汁(橙汁、蘋果汁、檸檬汁等)。 [其他]導(dǎo)線、金屬夾、發(fā)光二極管、500 mL燒杯。 [實驗方案]①CuMg原電池，電解質(zhì)溶液為橙汁； ②CuFe原電池，電解質(zhì)溶液為蘋果汁； ③FeMg原電池，電解質(zhì)溶液為檸檬汁。 [實驗操作]用導(dǎo)線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500 mL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。觀察現(xiàn)象，連接方式如圖所示。 [實驗現(xiàn)象]三種方案中發(fā)光二極管均發(fā)光。 [實驗結(jié)論]原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? 請回答下列問題： (1)連接裝置時活潑金屬接二極管的________極上，較不活潑金屬接二極管的________極上。 (2)在方案①②中銅作電極情況____________________________。 (3)在方案①③中鎂作電極情況______________________________________。 (4)在方案②③中鐵作電極情況_______________________________________。 (5)在方案③中負(fù)極反應(yīng)式為___________________________________________， 正極反應(yīng)式為________________________________________， 總反應(yīng)式為_____________________________________。 課時達標(biāo)訓(xùn)練(五)化學(xué)能與電能 答案 1．解析：選D　由構(gòu)成原電池的條件知，D項不能形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池。 2．解析：選C　在銅鋅稀硫酸構(gòu)成的原電池中，鋅是負(fù)極，銅是正極，所以鋅極發(fā)生氧化反應(yīng)；銅電極上是溶液中的陽離子H＋得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；外電路電子的流向應(yīng)該是由負(fù)極流向正極。 3．解析：選D　D項中的反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計成原電池。 4．解析：選C　該金屬與鋅組成原電池時，鋅作負(fù)極，說明其金屬活動性比鋅弱，該金屬能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，符合條件的為錫。 5．解析：選B、D　構(gòu)成原電池電極的材料不一定都是金屬，例如鋅和石墨電極也能跟電解質(zhì)溶液組成原電池，A錯誤； 在原電池中，活潑金屬中的電子流向不活潑的金屬，因此活潑金屬是負(fù)極，B正確；電子不能通過電解質(zhì)溶液，應(yīng)該是氫離子在銅極上得到由鋅沿外導(dǎo)線轉(zhuǎn)移過來的電子，C錯誤；銅鋅電池工作時，鋅為負(fù)極失電子，電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，1 mol鋅失去2 mol電子，0.2 mol鋅(質(zhì)量為13 g)被溶解，電路中有0.4 mol電子通過，D正確。 6．解析：選B　原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置，它以自發(fā)的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，所以Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag可以設(shè)計成原電池，但原電池把氧化和還原反應(yīng)分在兩極上進行，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，原電池形成時需要兩個活動性不同的電極，可以都是金屬，也可以是金屬和可導(dǎo)電的非金屬，如碳棒可以用作原電池的正極。 7．解析：選C　由于在堿性條件下鎂不與NaOH溶液反應(yīng)，而鋁可以與NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以B項正確；C項中鐵的活潑性較強，故應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋；D項中由于常溫下鋁遇濃硝酸易發(fā)生鈍化，所以此時銅更容易失去電子而作負(fù)極。 8．解析：選C　根據(jù)原電池原理，負(fù)極金屬比正極活潑，可知金屬活動性Y＞X；根據(jù)金屬活動性順序和置換反應(yīng)原理可知活動性X＞Z，故Y＞X＞Z。 9．解析：選D　等質(zhì)量的兩份鋅粉中，加入等體積等物質(zhì)的量濃度且均過量的稀硫酸，同時向a中加入少量CuSO4溶液，則a中發(fā)生的反應(yīng)有：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于置換出來的Cu與Zn在稀硫酸中構(gòu)成原電池，所以，a中的反應(yīng)速率比b中的反應(yīng)速率大，即反應(yīng)完成所需的時間短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中產(chǎn)生的H2比b中產(chǎn)生的H2少。b中只發(fā)生如下反應(yīng)：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。符合這些條件的圖像就是D。 10．解析：選B　設(shè)鐵片溶解的質(zhì)量為x g，銅片上析出Cu的質(zhì)量為y g。則 (100＋y)－(100－x)＝12， 即x＋y＝12。① 由得失電子守恒可得：2＝2， 即8x＝7y。② 解①、②聯(lián)立方程組得x＝5.6 g，y＝6.4 g。 導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為2＝0.2 mol。 11．解析：選D　MN稀硫酸形成原電池時，M電極失電子，電子沿導(dǎo)線移至N極，故電流方向是由N到M。 12．解析：選B　氫氧燃料電池的總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O，因此a電極上發(fā)生反應(yīng)2H2－4e－===4H＋，a電極是負(fù)極；b電極上發(fā)生反應(yīng)O2＋2H2O＋4e－===4OH－，b電極是正極，以上電極反應(yīng)式，適用電解質(zhì)溶液為Na2SO4溶液等；氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率較高，且產(chǎn)物是H2O，無污染，是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源；氫氧燃料電池通入H2、O2就能工作，無需將H2、O2貯存在電池內(nèi)部。 13．解析：(1)FeCuH2SO4構(gòu)成的原電池中，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。(2)CuAgAgNO3構(gòu)成的原電池中，Cu作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋；Ag作正極，電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag。(3)氫氧燃料電池中，通H2的一極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－===2H2O，通O2的一極為正極，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)Cu－2e－===Cu2＋　2Ag＋＋2e－===2Ag Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag (3)2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－　2H2＋O2===2H2O 14．解析：根據(jù)實驗記錄，不難看出實驗1中Mg作負(fù)極，Al作正極；實驗2中Al作負(fù)極，Cu作正極；實驗3中，Al作負(fù)極，C作正極，總反應(yīng)式是2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；實驗4中，由于Al與NaOH溶液可以發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，而Mg與NaOH溶液不反應(yīng)，故Al作負(fù)極，Mg作正極，通過以上的實驗可以看出：一般是活潑的金屬作負(fù)極，但也有特殊情況，也要考慮電極與電解質(zhì)溶液能否發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 答案：(1)不同 (2)①負(fù)　2Al－6e－===2Al3＋?、谡?H＋＋6e－===3H2↑　③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (3)負(fù)　鋁與NaOH溶液可以發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (4)另一電極材料的活動性和電解質(zhì)溶液的氧化性 15．解析：根據(jù)原電池的工作原理可知，負(fù)極上H2失電子被氧化，正極上O2得電子被還原，總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O，因為總反應(yīng)過程中生成了水，相當(dāng)于KOH稀釋了，堿性應(yīng)減弱。根據(jù)2H2＋O2===2H2O～4 mol e－，可知生成1 L水轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為2＝1.1102 mol。 答案：化學(xué)　電　熱　(1)D　(2)C 16．解析：在原電池中較活潑金屬作負(fù)極(連接二極管的負(fù)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(fù)極，方案②中鐵作負(fù)極，方案③中鐵作正極。在方案③中負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，總電池方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。 答案：(1)負(fù)　正　(2)Cu均作正極　(3)鎂均作負(fù)極 (4)方案②中鐵作負(fù)極，方案③中鐵作正極 (5)Mg－2e－===Mg2＋　2H＋＋2e－===H2↑ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑