高中化學(xué) 課時(shí)分層作業(yè)11 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 化學(xué)電源 蘇教版必修2

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1、 課時(shí)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(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)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(dòng) D　[原電池中的電子移動(dòng)方向是：負(fù)極→外電路→正極，可見B選項(xiàng)錯(cuò)；陽離子向正極移動(dòng)，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確；在原電池中兩個(gè)電極板不一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，也可能是通入兩個(gè)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(xiàng)錯(cuò)。] 3．下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)，你認(rèn)為理論上不可用于設(shè)計(jì)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(jì)成原電池，只有B項(xiàng)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(fù)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(fù)極，較不活潑的金屬銅作正極，故A錯(cuò)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(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，電流從正極(Cu)流向負(fù)極(Zn)，故C錯(cuò)誤；鋅失電子生成鋅離子進(jìn)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(cuò)誤。] 5．以下四位同學(xué)的觀點(diǎn)中正確的是(　　) A．根據(jù)反應(yīng)Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑設(shè)計(jì)的原電池中銅作負(fù)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(jì)成原電池，且H2在負(fù)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(fù)極流經(jīng)導(dǎo)線到達(dá)正極，再從正極經(jīng)電解質(zhì)溶液流回負(fù)極 C　[銅與稀硫酸不反應(yīng)，故A項(xiàng)無法設(shè)計(jì)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(cuò)；只要是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)

5、計(jì)成原電池，在負(fù)極上反應(yīng)的物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高，C正確；電子在負(fù)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(cuò)。] 6.如圖所示裝置，下列有關(guān)該裝置反應(yīng)開始時(shí)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(dòng) 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(cuò)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(cuò)誤；溶液中陰離子向鋅極(負(fù)極)移動(dòng)，

6、D錯(cuò)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(fù)極 B．干電池長時(shí)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(shí)，電流方向是由鋅筒經(jīng)外電路流向石墨棒 D．干電池可實(shí)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(fù)極，石墨棒為正極，A錯(cuò)誤；長時(shí)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(dòng)方向由負(fù)極

7、經(jīng)外電路流向正極，而電流方向相反，C錯(cuò)誤；干電池中只有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。] 8．將兩個(gè)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(shí)，溶液中的陰離子向正極移動(dòng) 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(fù)極，則通入氧氣的一

8、極為正極；在燃料電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。] 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(gè)電流計(jì)。 【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(shí)該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時(shí)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(dòng)性順序?yàn)閆n>Ag，所以將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池時(shí)，鋅片作負(fù)

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?yàn)樨?fù)極鋅失去電子溶解，根據(jù)電子得失守恒，負(fù)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(shí)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(fù)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(fù)　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(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，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(fù)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(fù)極反應(yīng)是Pb＋SO－2e－===PbSO4 D．電池放電時(shí)，溶液酸性增強(qiáng) C　[鉛蓄電池在放電時(shí)為原電池，Pb失電子作負(fù)極，標(biāo)有“－”符號，電極反應(yīng)式為Pb＋SO－2e－===PbSO4，A錯(cuò)，C正確；PbO2在正極得電子，被還原，B錯(cuò)；電池放電時(shí)消耗硫酸，溶液酸性減弱，D錯(cuò)。] 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(fù)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(shí)間后可以補(bǔ)充蒸餾水來補(bǔ)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(fù)極材料，失去電子成為Li＋，A錯(cuò)，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(cuò)。] 14．利用生活中或?qū)嶒?yàn)室中常用的物品，根據(jù)氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? 【導(dǎo)學(xué)號：13572088】 (1)實(shí)驗(yàn)原

15、理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 (2)實(shí)驗(yàn)用品：電極(________、________)、稀硫酸、燒杯、________、耳機(jī)、電流計(jì)(填寫所缺的實(shí)驗(yàn)用品)。 (3)實(shí)驗(yàn)裝置如圖。 (4)原電池設(shè)計(jì)及注意的問題 ①按如圖所示連接好實(shí)驗(yàn)儀器，這時(shí)可以聽見耳機(jī)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(jī)改為電流計(jì)，則鐵釘應(yīng)該接電流計(jì)的________極，電極反應(yīng)式是________________________； 另一極接電流計(jì)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(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。負(fù)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(jì)的負(fù)極應(yīng)與電源負(fù)極相連，負(fù)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　②負(fù)　Fe－2e－===Fe2＋　正　還原 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375