宜城教育资源网www.ychedu.com人教版2020学年高中化学必修2全一册课时分层作业含试卷分析答题技巧(20套) 课时分层作业(八)化学能与电能(建议用时:45分钟)[学业达标练]1.下列有关能源的说法错误的是()A.风能是人类通过风车等工具获取的能源,但属于一次能源B.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源C.月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦,它可作为未来核能的重要原料D.原电池把化学能直接转化为电能,所以由原电池提供的电能是一次能源D[风能是直接从自然界中取得的能源,属于一次能源,原电池提供的电能是由化学能转化而得到的,不能直接获得,属于二次能源,A正确,D错误;随着时代的发展,化石能源逐渐枯竭,所以新能源时代污染小的核能、太阳能、氢能将成为主要能源,B、C正确。]2.下列装置中,能构成原电池的是()A.只有甲 B.只有乙C.只有丙 D.除乙均可以C[甲装置不能构成闭合回路,乙装置两极材料相同,丁装置酒精不是电解质溶液,只有丙装置具备原电池的构成条件,故选C。]3.如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,记录如下:【导学号:43722094】①Zn为正极,Cu为负极。②H+向负极移动。③电子流动方向,从Zn经外电路流向Cu。④Cu极上有H2产生。⑤若有1mol电子流过导线,则产生H2为0.5mol。⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。描述合理的是()A.①②③ B.③④⑤C.④⑤⑥ D.②③④B[在该原电池中,Zn比Cu活泼,故Zn作负极,Cu作正极,电子由Zn流出经导线流向Cu,负极反应为Zn-2e-===Zn2+,正极反应为2H++2e-===H2↑,故每转移1mol电子时,产生H20.5mol,在溶液中H+向正极移动,SO2-4向负极移动,故①②⑥错误,③④⑤正确。]4.右图是生活中常用的锌锰干电池的示意图,下列有关说法中不正确的是()A.电池内部含有电解质B.锌是负极,碳棒是正极C.电池用完后可埋入土壤D.锌锰干电池是一次性电池C[锌锰干电池是一次性电池,负极材料是Zn,正极材料是碳棒,电解质是NH4Cl。因为废电池中含有多种重金属和酸、碱等有害物质,随意丢弃对生态环境和公众健康危害很大,所以应该对废电池进行集中处理,不能埋入土壤。]5.如右图所示装置,电流表指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的()A.A是Zn,B是Cu,C是稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液D[A极逐渐变粗,说明A极为原电池的正极,溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出;B极逐渐变细,说明B极为原电池的负极,失去电子后变成离子进入溶液中。A和B中的反应为:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,则A中A极变细,B中A极不变。C和D两项中的反应为:Fe+2AgNO3===2Ag+Fe(NO3)2,其中C中A极变细,D中A极变粗。]6.银锌电池用途广泛,可用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O,此电池放电时,负极上发生反应的物质是()【导学号:43722095】A.Ag B.Zn(OH)2C.Ag2O D.ZnD[放电反应为原电池反应,负极发生氧化反应失去电子。]7.100mL2mol·L-1的盐酸与过量的锌反应,为加快速率,又不影响产生氢气的总量,可采用的方法是()A.加入适量的6mol·L-1的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量的蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液B[A项能加快反应速率,但增加了产生氢气的总量;C、D两项不影响H2的量,但稀释了盐酸,降低了反应速率;B项发生反应Cu2++Zn===Zn2++Cu,形成Cu?Zn原电池,加快了反应速率。]8.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高的优点受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2===LiMnO2,下列说法中正确的是()【导学号:43722096】A.Li是正极,电极反应式为Li-e-===Li+B.Li是负极,电极反应式为Li-e-===Li+C.MnO2是负极,电极反应式为MnO2+e-===MnO-2D.Li是负极,电极反应式为Li-2e-===Li2+B[根据总反应,Li失电子发生氧化反应,Li是负极,反应式为Li-e-===Li+。]9.下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是()A.a极是负极B.供电时的总反应式为2H2+O2===2H2OC.电子由b通过灯泡流向aD.氢氧燃料电池是环保电池C[a电极发生反应:H2-2e-===2H+,故电子应由a通过灯泡流向b。]10.现有如下两个反应:【导学号:43722097】(A)NaOH+HCl===NaCl+H2O(B)Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池_____________________。(2)如果不能,说明其原因________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果可以,则写出正负极材料、电极反应式及反应类型("氧化反应"或"还原反应"):负极:________,____________________,________。正极:________,____________________,________。【解析】(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,(B)是氧化还原反应且能自发进行。(3)根据电池反应式:Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+可知,Cu失电子作负极,负极材料是Cu,正极材料应是比铜不活泼的金属或能导电的非金属;Ag+得电子,所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。【答案】(1)(A)不能,(B)可以(2)(A)不是氧化还原反应,没有电子转移(3)CuCu-2e-===Cu2+氧化反应碳棒、Ag、铂、金(任选一)2Ag++2e-===2Ag还原反应11.Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是________。电池工作时,电子流向________(填"正极"或"负极")。(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速其电极的腐蚀,其主要原因是____________________________________________________________。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填字母)。【导学号:43722098】A.NaOH B.ZnC.Fe D.NH3·H2O【解析】(1)负极是失电子的一极,Zn失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质,所以应选Zn将Cu2+置换为单质而除去。【答案】(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀B[冲A挑战练]12.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,若电解质溶液是强碱溶液,下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是()A.负极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-B.负极反应式:CH4+8OH--8e-===CO2+6H2OC.随着放电的进行,溶液的氢氧根浓度不变D.放电时溶液中的阴离子向负极移动D[O2+2H2O+4e-===4OH-应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出,它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应,所以溶液的c(OH-)将减小。]13.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应式为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,下列说法中不正确的是()【导学号:43722099】A.原电池放电时,负极上发生反应的物质是ZnB.负极发生的反应是Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2C.工作时,负极区溶液c(OH-)减小D.溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动D[根据总反应式Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2分析化合价变化可知,Zn在负极上失电子,Ag2O在正极上得电子,电解质溶液为KOH溶液,所以负极反应为Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,正极反应为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-。在负极区,OH-被消耗,溶液碱性减弱,溶液中的OH-作定向移动到负极来补充,正极区生成OH-,溶液碱性增强,故D项错误。]14.化学电源在能源、通讯、交通、医学及日常生活中有着广泛的应用。【导学号:43722100】(1)目前使用的镍(Ni)镉(Cd)电池是一种可充电电池,其电池总反应式可以表示为Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸。关于镍镉电池的下列说法:①以上反应是可逆反应;②以上反应不是可逆反应;③充电时化学能转变为电能;④放电时化学能转变为电能;⑤电池放电时的负极材料是NiO(OH);⑥电池放电时的负极材料是Cd。下列组合中正确的是____________________________________________________________。A.①③⑤ B.②④⑥C.①④⑤ D.②③⑥(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明,一节废镍镉电池可以使1m2耕地失去使用价值,在酸性土壤中这种污染尤其严重,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)氢镍电池是近年开发出来的新型可充电电池,它用氢气取代了金属镉,从而有效防止产生的镉污染,成为镍镉电池的换代产品。氢镍电池的电解质溶液是氢氧化钾溶液。[已知总反应式:2NiO(OH)+H22Ni(OH)2]电池负极的电极反应式是____________________________________,电池正极的电极反应式是______________________________________。【解析】(1)可逆反应是指在同一条件下,正、逆两个方向可以同时进行的反应,与电池的充电、放电不同,充电、放电不是可逆反应。镍镉电池放电时,是将化学能转变为电能,充电时,是把电能转变为化学能。(2)Ni(OH)2、Cd(OH)2难溶于水,易溶于酸:Ni(OH)2+2H+===Ni2++2H2O;Cd(OH)2+2H+===Cd2++2H2O。在酸性土壤中,溶解于水中的Ni2+、Cd2+造成的污染尤为严重,会引起疼痛病。(3)氢镍电池中,氢气取代金属镉作负极,NiO(OH)仍然作正极。【答案】(1)B(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2难溶于水,但能溶于酸中,生成重金属离子Ni2+、Cd2+,从而造成污染(3)H2+2OH--2e-===2H2O2NiO(OH)+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-[教师独具]某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针偏转方向1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg回答下列问题:(1)实验1、2中Al所作的电极(指正极或负极)________(填"相同"或"不同")。(2)对实验3完成下列填空:①铝为________极,电极反应式为_____________________________。②石墨为________极,电极反应式为___________________________。③电池总反应式为__________________________________________。(3)实验4中铝作________极(填"负"或"正"),理由是____________________________________________________________。此反应的离子方程式为______________________________________。(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为____________________________________________________________。【解析】根据实验记录,不难看出实验1中Mg作负极,Al作正极;实验2中Al作负极,Cu作正极;实验3中,Al作负极,C作正极,总反应式是2Al+6H+===2Al3++3H2↑;实验4中,由于Al与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑,而Mg与NaOH溶液不反应,故Al作负极,Mg作正极,通过以上的实验可以看出:一般是活泼的金属作负极,但也有特殊情况,也要考虑另一电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应。【答案】(1)不同(2)①负2Al-6e-===2Al3+②正6H++6e-===3H2↑③2Al+6H+===2Al3++3H2↑(3)负铝与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑(4)另一电极材料的活动性和电解质溶液的氧化性 宜城教育资源网www.ychedu.com |
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