学年高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能作业2新人教版必修2.docx
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学年高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能作业2新人教版必修2
第2节化学能与电能
1.铁片和碳棒用导线连接平行放入稀硫酸中,铁片()
A.是正极B.是负极C.得到电子D.发生还原反应
【答案】B
2.下列关于原电池的叙述中,正确的是()
A.电流从正极流出B.正极不断产生电子经导线流向负极
C.负极发生还原反应D.电极只能由两种不同的金属构成
【答案】A
【解析】A.原电池工作时,原电池中电流由正极经导线流向负极,故A正确;B.电子流出的为负极,故B错误;C.电子流出的为负极,负极发生氧化反应,故C错误;D.构成原电池的正极和负极可以有一极是非金属导体,故D错误;故选A。
3.对于下图所示的铜-锌原电池,下列说法不正确的是
A.铜为正极
B.锌片被还原
C.铜片上有气泡产生
D.外电路电子从锌片移向铜片
【答案】B
【解析】该原电池中,较活泼的金属锌作负极,铜作正极。
负极上发生氧化反应,锌失去电而溶解,电子经外电路流向正极;正极上发生还原反应,电解质中的氢离子在正极上得到电子被还原为氢气而产生气泡。
综上所述,B不正确,选B。
4.下列设备工作时,将化学能转化为电能的是
A
B
C
D
锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶
硅太阳能电池
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】A.电池在工作时化学能转化为电能,A正确;B.太阳能集热器工作时光能转化为热能;C.燃气灶工作时化学能主要转化为热能;D.太阳能电池工作时光能转化为电能。
所以选A。
5.研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料,下列说法错误的是()
A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动D.总反应为2Li+2H2O===2LiOH+H2↑
【答案】C
6.下列说法中不正确的是()
A.化学电池的反应本质是氧化还原反应
B.燃料电池是一种高效、对环境污染小的新型电池
C.锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
D.铅蓄电池放电时负极是Pb正极是PbO2
【答案】C
【解析】A.化学电池是将化学能转变为电能的装置,有电子的转移,实质为氧化还原反应,故A正确;B.燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等,产物多为CO2、H2O等,不污染环境,故B正确;C.锂离子电池属于二次电池,碱性锌锰干电池属于一次电池,故C错误;D.铅蓄电池放电的时候,Pb被氧化,为原电池的负极,PbO2被还原,为原电池的正极,故D正确;故选C。
7.LED产品的使用为城市增添色彩。
下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。
下列有关叙述正确的是
A.a处通入氧气,b处通氢气
B.通入H2的电极发生反应:
H2-2e-=2H+
C.通入O2的电极发生反应:
O2+4e-+2H2O=4OH-
D.该装置将化学能最终转化为电能
【答案】C
8.下列四组能形成原电池且放电后,正极有金属析出的是
A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu、稀硫酸
C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液
【答案】AC
【解析】A.Cu、Ag、AgNO3溶液构成原电池,Cu为负极,银为正极,且有Ag析出,故A正确;B.Zn、Cu、稀H2SO4构成原电池,Zn为负极,溶解锌,析出氢气,故B错误;C.Fe、Zn、CuSO4溶液,Zn为负极,Fe为正极,有Cu析出,故C正确;D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液构成原电池,Fe为负极,C为正极,正极上三价铁离子得电子生成二价铁离子,正极上没有单质生成,故D错误;故选AC。
9.某实验兴趣小组按如图装置实验后,所记录内容合理的是
实验
记录
①Zn质量减少,Cu质量不变;
②外电路电流方向是:
由Cu→Zn;
③SO42﹣向Cu极移动;
④Zn电极发生氧化反应;
⑤正极反应式:
Cu2++2e﹣═Cu
A.①②④B.②③④C.②④⑤D.①③⑤
【答案】C
【解析】①铜为正极,发生Cu2++2e-=Cu,铜极质量增大,故①错误;②电流由正极流向负极,即由Cu电极流向Zn电极,故②正确;③原电池工作时,阴离子向负极移动,故③错误;④Zn电极发生氧化反应,故④正确;⑤正极发生还原反应,电极方程式为Cu2++2e-═Cu,故⑤正确;故选C。
10.下列说法中不正确的是
A.将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中,a的质量减少,说明a比b活泼
B.燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
C.化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应
D.镍氢电池和锌锰干电池都是可充电电池
【答案】D
11.右图为原电池示意图,下列说法正确的是()
A.该装置能够将化学能转化成电能
B.锌是负极,发生还原反应
C.电子由铜片通过导线流向锌片
D.铜是负极,发生氧化反应
【答案】A
【解析】A.该装置是原电池,能够将化学能转化成电能,A正确;B.锌是负极,发生氧化反应,B错误;C.电子由锌片通过导线流向铜片,C错误;D.铜是正极,溶液中氢离子放电,发生还原反应,D错误,答案选A。
12.有a、b、c、d四个金属电极,有关的化学装置、部分反应现象如下:
实验装置
实验现象
a极质量减小,
b极质量增加
b极有气体产生,c极无变化
d极溶解,c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是()
A.d>a>b>cB.a>b>c>dC.b>c>d>aD.a>b>d>c
【答案】A
13.A、B、C都是金属,把A浸入C的盐溶液中,A的表面有C析出,A与B和酸溶液组成原电池时,B为电池的负极。
A、B、C金属的活动性顺序为 ( )
A.A>B>CB.A>C>BC.B>C>AD.B>A>C
【答案】D
【解析】把A浸入C的盐溶液中,A的表面有C析出;说明金属A可以把金属C从其盐中置换出来,所以活泼性A>C,A、B和稀硫酸组成原电池时,B为电池的负极,所以活泼性B>A,A、B、C三种金属的活动性顺序为B>A>C,故选D。
14.关于下图所示装置的叙述,正确的是()
A.氢离子在铜片表面被还原
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.铜是负极,铜片上有气泡产生
【答案】A
【解析】A.正极发生还原反应,氢离子在铜片表面被还原生成氢气,故A正确;B.铜为正极,氢离子在正极得到电子被还原,则铜片质量不变,故B错误;C.铜为正极,锌为负极,则电流从铜片经导线流向锌片,故C错误;D.铜为正极,铜极上生成氢气,故D错误;故选A。
15.如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑两球的浮力变化;盐桥用于连通两个溶液)( )
A.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低
B.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端低B端高
C.当杠杆为导体时,A端低B端高
D.当杠杆为导体时,A端高B端低
【答案】C
16.如图装置中,明显有电流产生的是()
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A、酒精是非电解质,因此不能构成原电池,故A错误;B、Pb、Cu和硝酸钠不能发生氧化还原反应,因此不能构成原电池,故B错误;C、Cu比银活泼,发生Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,因此能够构成原电池,故C正确;D、没有形成闭合回路,不能构成原电池,故D错误。
17.有A、B、C、D四种金属。
将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B为正极。
将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是
A.D>A>B>CB.B>A>D>CC.D>B>A>CD.D>A>C>B
【答案】A
【解析】两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池,较活泼的金属作负极,负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀,较不活泼的金属作正极,将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中,B为正极,所以A的活动性大于B。
金属和相同的酸反应时,活动性强的金属反应剧烈,将A、D分别投入等浓度盐酸溶液中,D比A反应剧烈,所以D的活动性大于A;金属的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,将铜浸入B的盐溶液中,无明显变化,说明B的活动性大于铜。
如果把铜浸入C的盐溶液中,有金属C析出,说明铜的活动性大于C,则活动性B>Cu>C;所以金属的活动性顺序为:
D>A>B>C,答案选A。
18.下列说法正确的是
A.原电池是把电能转化为化学能的装置B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C.元素周期表中第ⅠA族全部是金属元素D.原电池中的阳离子向正极移动
【答案】D
【解析】A.原电池是把化学能转化为电能的装置,A错误;B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关系,B错误;C.元素周期表中第ⅠA族除氢元素外全部是金属元素,C错误;D.原电池中的阳离子向正极移动,D正确,答案选D。
19.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是()
A.溶液中OH-向电极a移动
B.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:
3
C.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
D.电子迁移方向:
电极a→导线→电极b→电解质溶液→电极a
【答案】D
20.下列关于能源的叙述错误的是()
A.人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应产生的
B.氢氧燃料电池工作过程中,热能转变为电能
C.电解水制取H2过程中,电能转变为化学能
D.生物质能源是可再生能源
【答案】B
【解析】A.人类目前所直接利用的能量大部分是由化石燃料燃烧产生的,故A正确;B.氢氧燃料电池工作过程中,化学能转变为电能,故B错误;C.电解水制取H2过程中,电能转变为化学能,故C正确;D.生物质能源是可再生能源,故D正确。
故选B。
21.有关原电池的下列说法中正确的是
A.在外电路中电子由正极流向负极B.在原电池中负极发生还原反应
C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动D.原电池中正极一定是不活泼金属
【答案】C
点睛:
明确原电池原理是解题关键,原电池是把化学能转变为电能的装置,原电池放电时,负极上失去电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,电子从负极沿导线流向正极,溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此回答判断。
22.某电池总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,不能实现该反应的原电池是
A.电极材料Fe、Cu,电解质溶液FeCl3溶液
B.电极材料石墨、Cu,电解质溶液Fe2(SO4)3溶液
C.电极材料Pt、Cu,电解质溶液FeCl3溶液
D.电极材料Ag、Cu,电解质溶液Fe2(SO4)3溶液
【答案】A
【解析】电极材料Fe、Cu,电解质溶液FeCl3溶液,铁的活泼性大于铜,总反应2Fe3++Fe=3Fe2+;电极材料石墨、Cu,电解质溶液Fe2(SO4)3溶液,总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;电极材料Pt、Cu,电解质溶液FeCl3溶液,铜活泼性大于Pt,总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;电极材料Ag、Cu,电解质溶液Fe2(SO4)3溶液,铜活泼性大于Ag,总反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故选A。
23.熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是
A.电池工作时,CO32-向电极B移动
B.电极A上H2参与的电极反应为:
H2+2OH--2e-=2H2O
C.电极B上发生的电极反应为:
O2+2CO2+4e-=2CO32-
D.反应CH4+H2O
3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
【答案】C
24.氢氧燃料电池是一种化学电源,如图所示,以石墨为电极,两极分别通入氢气和氧气,KOH溶液为电解质溶液,下列说法不正确的是()
A.在电池反应中每转移2mol电子,正极消耗O2的体积为11.2L
B.b极的电极反应式为:
O2+2H2O+4e-=4OH-
C.工作一段时间后,电解质溶液碱性减弱
D.该装置将化学能转化为电能
【答案】A
【解析】A.在电池反应中每转移2mol电子,正极消耗O2的体积在标准状况下为11.2L,故A错误;B.b极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应式为:
O2+2H2O+4e-═4OH-,故B正确;C.该电池的总反应是氢气与氧气反应生成水,溶液的体积增大,氢氧根离子浓度减小,则电解质溶液碱性减弱,故C正确;D.原电池是将化学能转化为电能的装置,故D正确;答案为A。
25.已知反应Cu(s)+2Ag+(aq)===Cu2+(aq)+2Ag(s)为自发进行的氧化还原反应,将其设计成如右图所示的原电池,下列说法中正确的是()
A.铜电极是正极,其电极反应为Cu-2e-===Cu2+
B.当铜电极质量减少0.64g时,电解质溶液中有0.02mol电子通过
C.装置盐桥中可装有含琼脂的KCl饱和溶液
D.银电极上发生还原反应,电极质量增加
【答案】D
26.某原电池总反应的离子方程式为:
2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应的原电池是()
A.正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液
B.正极为C,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液
C.正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质为Fe2(SO4)3溶液
【答案】A
【解析】原电池总反应离子方程式为:
2Fe3++Fe=3Fe2+,Fe失去电子,为原电池的负极,正极为比Fe不活泼的金属或非金属,电解质为氯化铁或硫酸铁,而A中负极为Zn,该电极上会发生失电子的氧化反应,而不是铁发生失电子的氧化反应,所以A不能实现该反应,故选A。
27.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
同主族元素的最外层电子数相同
同主族元素均有相似的化学性质
B
原电池可将化学能转化为电能
原电池需外接电源才能工作
C
S的非金属性比Si强
酸性:
H2SO4>H4SiO4
D
Na在Cl2中燃烧的生成物含离子键
NaCl固体可导电
【答案】C
【解析】A.同一主族元素的最外层电子数相同,同主族元素有相似的化学性质,但不一定完全相似,如ⅦA氟无正价,而Cl的最高正价为+7价,故A错误;B.原电池将化学能转化为电能,不需要外接电源就能工作,故B错误;C.S的非金属性比Si强,则最高价氧化物水化物的酸性H2SO4>H4SiO4,故C正确;D.NaCl是离子化合物,存在离子键,但固体NaCl不导电,故D错误;答案为C。
28.H2S是一种剧毒气体,对H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫,反应原理为:
2H2S(g) + O2(g) = S2(s) + 2H2O(l)∆H=-632kJ·mol-1。
下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。
下列说法错误的是()
A.电池工作时,电子从电极a经负载流向电极b
B.实际工作中当反应生成64gS2时,电池内部释放632kJ电能
C.电极a上发生的电极反应为:
2H2S-4e-= S2+4H+
D.当电路中通过4mol电子时,有4mol H+经质子膜进入正极区
【答案】B
29.用单质铁去除酸性水体中NO3-的原理如图所示,下列说法错误的是()
A.能量转化形式主要为化学能转化为电能
B.电极材料分别为Fe和Fe3O4
C.正极反应为:
NO3-+8e-+l0H+==NH4++3H2O
D.该原理的总反应可表示为:
NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O
【答案】D
【解析】A.能量转化形式主要为化学能转化为电能,故A正确;B.电极材料分别为Fe和Fe3O4,故B正确;C.正极反应为:
NO3-+8e-+l0H+==NH4++3H2O,故C正确;D.该原理的总反应可表示为:
NO3-+3Fe+H2O+2H+=NH4++Fe3O4,故D错误。
故选D。
30.a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置、部分实验现象如下:
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.a>b>c>dB.d>a>b>cC.b>c>d>aD.a>b>d>c
【答案】B
31.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图。
下列有关说法错误的是
A.a极为负极,电极上发生氧化反应
B.电池总反应可表示为:
2H2+O2=2H2O
C.外电路中电子由b电极通过导线流向a电极
D.该装置工作时把电能转化为化学能
【答案】CD
【解析】A、根据原电池工作原理,通氢气一极为负极,通氧气一极为正极,因此a极为负极,失去电子,发生氧化反应,故A说法正确;B、电解质传递H+,因此a极电极反应式为H2-2e-2H+,b极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,电池总反应是2H2+O2=2H2O,故B说法正确;C、根据原电池的工作原理,电子从负极经外电路流向正极,即从a极经外电路流向b极,故C说法错误;D、该装置为电池,是化学能转化成电能的装置,故D说法错误。
32.电池与现代人的生活密切相关,某同学为了研究原电池原理设计了如图所示的装置。
下列说法错误的是
A.X、Y不用导线连接时,铜棒上会有银析出
B.X和Y用导线连接时,银棒上发生的电极反应为Ag++e-==Ag
C.X和Y用导线连接时,电子由银经导线移向铜,再经电解质溶液移向银
D.无论X和Y是否用导线连接,铜棒均会溶解,溶液都从无色逐渐变成蓝色
【答案】C
33.如右图是银锌原电池装置的示意图,以硫酸铜为电解质溶液。
回答下列问题:
银电极上发生_____反应(“氧化”或“还原”),电极反应式为_______________,
该原电池的总反应离子方程式为__________________________。
【答案】还原Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu
【解析】由图可知,Ag为正极,正极上发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,该原电池的总反应离子方程式为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。
34.现有如下两个反应:
(A)NaOH+HCl=NaCl+H2O
(B)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池(填“能”或“不能”)
(A)___________________(B)___________________
(2)如果(A或B)不能,说明其原因________________________________________;
(3)如果(A或B)可以,指出正、负极的电极材料,并写出电极反应式
负极:
材料:
_____;电极反应式:
______________________________
正极:
材料_______;电极反应式_______________________________。
【答案】⑴不能能
⑵A的反应非氧化还原反应,没有电子转移
⑶铜Cu—2e—=Cu2+碳棒2Fe3++2e—=2Fe2+
【解析】考查构成原电池的条件以及原电池的工作原理,
(1)构成原电池,首先能够自发发生氧化还原反应,(A)没有化合价的变化,不属于氧化还原反应,不能构成氧化还原,故(A)不能构成原电池;(B)存在化合价变化,属于氧化还原反应,能构成原电池;
(2)根据原电池的工作原理,负极:
失电子,化合价升高,即Cu化合价升高,Cu作负极,即电极反应式为Cu-2e-=Cu2+;正极:
得到电子,化合价降低,正极材料是能够导电物质,因此正极材料是石墨或Pt,电极反应式为Fe3++e-=Fe2+。
35.
(1)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为:
A极:
2H2+2O2--4e-===2H2O;B极:
O2+4e-===2O2-
则A极是电池的________极。
(2)有人以化学反应:
2Zn+O2+4H+===2Zn2++2H2O为基础设计一种原电池,移入人体内作为心脏起搏器的能源,它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H+、Zn2+进行工作。
则原电池的负极材料是________,发生的电极反应为______________________。
【答案】⑴负⑵锌Zn-2e+===Zn2+
36.化学反应都伴随着能量的变化,阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电极反应为:
2H2+O2=2H2O,电解液为KOH溶液。
(1)氢氧燃料电池的突出优点是把______能直接转化为______能,而不用经过________能这一中间形式。
(2)有关氢氧燃料电池的下列叙述正确的是________(填选项):
A.此电池能发出蓝色火焰
B.氢气为正极,氧气为负极
C.工作时正极附近电解液的pH可能增大.
D.负极:
2H2+4OH--4e-=4H2O,正极:
O2+2H2O+4e-=4OH-
(3)电池所产生的水可以作为饮用水,今欲获得常温下水100ml,则电池内电子转移的物质的量
约为_____________________mol.(结果保留两位小数)
【答案】⑴化学电热⑵C、D⑶11.11mol
【解析】考查原电池的工作原理和计算,
(1)电池是化学能转化成电能,不经过热能这一中间形式;
(2)A、燃料电池不是燃烧,不能发出蓝色火焰,故A错误;B、根据原电池工作原理,正极上得到电子,负极上失去电子,即氢气为负极,氧气为正极,故B错误;C、正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,c(OH-)增大,pH增大,故C正确;D、电解质为碱,负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O或2H2+4OH--4e-=4H2O,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故D正确;(3)得到水100ml,即得到水的质量100g,消耗氢气物质的量为200/18mol,即转移电子物质的量为100×2/18mol=11.11mol。
37.在铜锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液,锌为________极,电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为___________。
锌片上观察到的现象为________;铜为________极,电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是________;铜片上观察到的现象是________
【答案】负氧化Zn-2e-===Zn2+锌片溶解正还原Cu2++2e-===Cu铜极变粗
【解析】本题考查原电池的工作原
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