2023学年人教版新教材选择性必修1第1节第2课时化学电源作业

一．选择题某兴趣小组学生设计水果电池：把锌片和铜片用导线连接好，然后将锌片和铜片平行插入颖西红柿中，再在导线中接一个灵敏电流计，指针发生偏转，将西红柿换成橘子后重做试验，第一次试验觉察电流计指针没有发生偏转。以下针对该组试验的说法正确的是〔〕A．通过比照试验说明西红柿汁是电解质溶液而橘子汁是非电解质溶液B．通过比照试验得出西红柿汁PH＜7，橘子汁PH＞7C．用橘子探究原电池工作原理的试验不行能获的成功D2．可用于电动汽车的铝﹣空气燃料电池，假设以氢氧化钠溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。以下说法正确的选项是〔 〕正极反响式为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣负极反响式为Al+3OH﹣﹣3e﹣═Al〔OH〕3↓C．电池在工作过程中电解液的碱性保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极3．蛟龙号载人潜水器由我国自行设计、自主集成研制，是目前世界上下潜力量最深的作业型载人潜水器。给某潜水器供给动力的电池如下图。以下有关说法正确的选项是〔 〕Zn电极发生了复原反响电池中的Cl﹣向Pt电极移动Pt电极反响式为H2O2+2e﹣═2OH﹣电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，再经溶液回到Zn电极利用活性铁可以很好地消退酸性水体中NO3﹣造成的污染，除去原理如下图。以下说法中正确的选项是〔 〕铁电极的电极反响式：3Fe﹣8e﹣+4H2O═Fe3O4+8H+B．NO3﹣在负极上发生复原反响C．除NO3﹣的过程中水体pH减小D4mol1molNH

+生成4化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。不正确的选项是〔 〕属于环境友好电池；电子流向：电极B→导线→电极A；化学能可以100%转化为电能正极的电极反响式为Ag2O+2e﹣+H2O═2Ag+2OH﹣C．锌筒作负极，发生氧化反响，锌筒会变薄D．使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电力量下降国际能源期刊报道了一种正在开发中的绿色环“全氢电池有望削减废旧电池产生污染。其工作原理如下图。以下说法正确的选项是〔 〕“全氢电池”工作时，将酸碱反响的中和能转化为电能B．吸附层b发生的电极反响：H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2OC．Na+在装置中从右侧透过阳离子交换膜向左侧移动D2+═22O一种燃料电池中发生的化学反响为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳．该电池负极发生的反响是〔 〕A．CH3OH〔g〕+O2〔g〕═H2O〔l〕+CO2〔g〕+2H+〔aq〕+2e﹣B．O2〔g〕+4H+〔aq〕+4e﹣═2H2O〔l〕C．CH3OH〔g〕﹣6e﹣+H2O═CO2〔g〕+6H+〔aq〕D．O2〔g〕+2H2O〔l〕+4e﹣═4OH﹣某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其根本构造图，电池总反响可表示为：2H2+O2═2H2O，以下有关说法正确的选项是〔 〕电子通过外电路从a极流向b极B．b极上的电极反响式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣C0.1mol1.12LH2D．H+b极通过固体酸电解质传递到a极某燃料电池可实现NO和CO的无害转化，其构造如下图。以下说法正确的选项是〔 〕石墨Ⅰ电极上发生氧化反响石墨Ⅱ反响式：CO﹣2e﹣+O2﹣═CO2C．电池工作时Na+向石墨Ⅱ电极处移动D6mol1molN2某化学小组为了探究铝电极在原电池中的作用进展了以下试验试验结果记录如表所示。以下说法正确的选项是〔 〕编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向①Mg、Al稀盐酸偏向Al②Al、Cu稀盐酸偏向Cu③Al、石墨稀盐酸偏向④Mg、AlNaOH溶液MgCC．D．试验①和②中，Al电极的作用一样B．试验③中，电流表指针偏向AlC．试验④中，Mg为负极，电极反响式为：Mg﹣2e﹣═Mg2+D．综合以上试验，铝在原电池中的作用，与另一个电极材料和电解质溶液有关某学习小组设计如下装置进展原电池原理的探究一段时间后取出铜棒洗净觉察浸泡在稀硝酸铜溶液中铜棒变细浓硝酸铜溶液中铜棒变粗对该试验的说法正确的选项是〔 〕处于稀硝酸中的铜棒为电池的正极，电极反响为：Cu2++2e﹣＝CuB．该装置可以实现“零能耗”镀铜C．配置上述试验所用硝酸铜溶液应参加适量的硝酸溶液使铜棒溶解D．铜棒上部电势高，下部电势低A．B．为了使反响2HCl+2Ag＝2AgCl+H2↑能顺当进展A．B．二．填空题1〔〕反响A+→〔放热〕分两步进展A+→〔吸热→〔放热。以下示意如图1中，能正确表示总反响过程中能量变化的是 。合成氨工业中，合成塔中每产生2molN，放出92.2kJ热量，〔如图2：1molN﹣H键断裂吸取的能量约等于 kJ。某学生为了探究锌与盐酸反响过程中的速率变化，在100mL稀盐酸中参加足量的锌粉，用排水集气法收集反响放出的氢气，试验记录如下〔累计值：时间〔min〕1 2氢气体积 50120〔m〔状况〕

3232

4 5290 310在0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min各一样的时间段里，反响速率最大的时间段是 ，该段时间内用盐酸的浓度变化表示的反响速率为 。某反响中的反响物和生成物有FeCl3、FeCl2、Cu、CuCl2．有人将上述反响设计成原电池并画图。①该电池总反响的离子方程式为 。②3，并注明电极材料以及电解质溶液。验结果记录如表：编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向1Al、Mg稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C〔石墨〕稀盐酸偏向石墨4Al、MgNaOH溶液Mg答复以下问题：试验1、2中Al所作的电极〔正极或负极〕 〔填“一样”或“不同。3完成以下填空：①石墨为 极，电极反响式： ；②电池总反响式： 。试验4中铝作 极〔填“负”或“正，理由是 。此电池反响的离方程式为 。依据试验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为 。某同学设计试验探究构成原电池的条件，装置如下：试验一：试验探究电极的构成〔甲图〕①A、B两极均选用石墨作电极，觉察电流计指针不偏转；②A、B两极均选用铜片作电极，觉察电流计指针不偏转；③A极用锌片，B极用铜片，觉察电流计指针向左偏转；④A极用锌片，B极用石墨，觉察电流计指针向左偏转．结论一： ．试验二：探究溶液的构成〔甲图，A极用锌片，B极用铜片〕①液体承受无水乙醇，觉察电流计指针不偏转．②改用硫酸溶液，觉察电流计指针偏转，B极上有气体产生．结论二： ．试验三：比照试验，探究乙图装置能否构成原电池将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中，觉察锌片上有气泡产生，铜片上无明显现象，电流计指针不发生偏转．结论三： ．思考：对该同学的试验，同学乙提出了如下疑问，请你帮助解决．在甲图装置中假设A为镁片B为铝片电解质溶液为NaOH溶液负极为 〔“”或；电流计的指针应向 偏转〔填“右”或“左．一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，电流计指针 〔填“能”或“不能〕偏转．试题解析一．选择题【分析】A．电流计指针没有发生偏转，只能说明没有形成原电池，无法得出橘子汁是非电解质溶液；通过该试验无法推断两溶液的酸碱性；C．用橘子探究原电池工作原理的试验可以获得成功；D．依据原电池构成条件及试验现象分析。【解答】解：A．将西红柿换成橘子后重做试验，电流计指针没有发生偏转，说明没有形成原电池，缘由是没有形成闭合回路，无法得出橘子汁是非电解质溶液，故A错误；B．该试验无法得出两溶液的pH状况，故B错误；C．只要处理得当，用橘子探究原电池工作原理的试验可以获得成功，故C错误；D．依据试验可知，要形成原电池，两极要和电解质溶液接触并形成闭合回路，故D正确；应选：D。【分析】铝﹣空气燃料电池中，假设以氢氧化钠溶液为电解液，铝合金为负极，则负极反响为Al+4O﹣﹣3﹣Al2+2O4Al+4OH﹣+3O2═4AlO2﹣+2H2O，据此分析解答。﹣＝4OH﹣，故A正确；A﹣＝4OH﹣，故A正确；B、铝合金为负极，碱性条件下的负极反响式为：Al+4OH﹣﹣3e﹣═AlO2﹣+2H2O，故B错误；C4Al+4OH﹣+3O2═4AlO2﹣+2H2O，则碱性不断减小，故C错误；D、电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，故D错误。应选：A。【分析】依据原电池原理，锌的金属活动性强于铂，故锌电极为负极，发生氧化反响，反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，铂电极为正极，发生复原反响，反响式为H2O2+2e﹣＝2OH﹣，据此分析解答。【解答】解：A、锌电极为负极，发生氧化反响，故A错误；B、Pt电极为正极，得到电子，电子为负电荷，故电池中的Cl﹣向反方向移动，即锌电极方向移动，故B错误；C、铂电极为正极，发生复原反响，反响式为H2O2+2e﹣＝2OH﹣，故C正确；D、电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，不进入溶液，溶液中为离子的转移，故D错误。应选：C。【分析】AFe作负极，Fe失电子生成Fe3O4；B．N元素化合价由+5价变为﹣3价，则硝酸根离子得电子发生复原反响；4电池反响式为NO3﹣+3Fe+2H++H2O═NH++Fe3O4，反响中消耗氢离子；4正极反响式为NO3+8﹣+l0+N4+38mol电子时生成1mol铵根离子。【解答】解：A．该原电池中Fe作负极，Fe失电子生成Fe3O4，电极反响式为3Fe﹣8e﹣+4H2O═Fe3O4+8H+，故A正确；B．N元素化合价由+5价变为﹣3发生复原反响，故B错误；44值增大，故C错误；NO3+8﹣+l0+N4+38mol电子时生成1mol铵根离子，4mol0.5mol铵根离子，故D错误；应选：A。【分析】A．电池中还有局部化学能转化为热能；B．为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生复原反响；C．为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反响，被消耗；D．为铅蓄电池，放电时的总反响为Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，据此分析。【解答】解：A．电池中还有局部化学能转化为热能，所以化学能不行能100%转化为电能，故A错误；BAO得电子发生复原反响AO+2﹣+O═2Ag+2OH﹣，故B正确；C．为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反响被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确；DPb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，所以使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，离子浓度减小，导电力量下降，故D正确；应选：A。H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O，右边吸附层为正极，发生了复原反响，电极反响是2H++2e﹣＝H2，结合原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极解答该题。解：ANaOH、右侧含有高氯酸，所以全氢电池”工作时，将酸碱反响的中和能转化为电能，故A正确；B．吸附层aH2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O，右边吸附层为正极，电极反响是2H++2e﹣＝H2，故B错误；C．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以电解质溶液中Na+向右正极移动，C错误；DH2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O2H++2e﹣＝H2，电池的总反响为H++OH﹣＝H2O，故D错误；应选：A。【分析】反响．【解答】解：燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反响，正极上氧化剂得电子发生复原反响，该燃料电池的电解质溶液呈酸性，所以负极上甲醇失电子和水反响生成二氧化碳和氢离子，电极反响式为：CH3OH﹣6e﹣+H2O＝CO2+6H+C。【分析】依据电池总反响：2H2+O2＝2H2O可知：通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反响，反响为H2﹣2e﹣═2H+，通入氧气的一极为电池的正极，发生复原反响，反响为O2+4e﹣+4H+＝2H2O子向正极移动，据此分析。【解答】解：A.电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，故A正确；B.b通入氧气，通入氧气的一极为电池的正极，酸性条件下，氧气得电子生成水，反响为O2+4e﹣+4H+＝2H2O，故B错误；C.没有说明是否是标准状况下，无法计算气体的体积，故C错误；D.H+由a极通过固体酸电解质传递到bD错误。应选：A。【分析】由装置图可知，NO→N2、N元素化合价降低、发生得电子的复原反响，石墨I为正极，电极反响式为2NO+4e﹣═N2+2O2﹣，石墨IICO→CO2，C的化合价上升、发生失电子的氧化反响，则石墨II为负极，电极反响式为CO﹣2e﹣+O2﹣═CO2，原电池工作时，阳离子由负极石墨II移向正极石墨I，以此解答该题。【解答】解：A．石墨Ⅰ电极上NO发生反响生成N2，化合价降低，属于复原反响，故A错误；BCO﹣2e﹣+O2﹣＝CO2B正确；C．电池工作时Na+向正极移动，即向石墨I电极处移动，故C错误；D2NO+4e﹣═N2+2O2﹣1molN24mol电子，则电路6mol1.5molN2，故D错误；应选：B。【分析】①Mg、Al和稀盐酸构成原电池，Mg为负极，Al为正极，电流表指针偏向Al；②Cu、Al和稀盐酸构成原电池，Al为负极，Cu为正极，电流表指针偏向正极Cu；③Al、石墨和稀盐酸构成原电池，Al为负极，惰性电极石墨为正极，电流表指针偏向正极石墨；④MgAl和NaOH溶液构成原电池，Al为负极，MgMg，据此分析解答。【解答】解：A、①Mg、Al和稀盐酸构成原电池中Al为正极，②Cu、Al和稀盐酸构成原电池，Al为负极，所以试验①和②中，Al电极的作用不一样，故A错误；B、依据①～④原电池中电流表指针偏转方向可知，电流表指针偏向正极，而③的原电池中，Al为负极，石墨为正极，电流表指针应当偏向正极石墨，故B错误；C、试验④Mg、Al和NaOH溶液构成原电池中，Al为负极，Mg为正极，负极反响式为Al+4OH﹣﹣3e﹣═AlO2﹣+2H2O，故C错误；D、比照试验①②③可知，原电池中金属铝作正极还是作负极，与另一电极材料的活动性强弱有关：假设活泼性小于Al，则Al作负极，反之作正极；比照试验①④可知，金属铝作正极还是负极与电解质溶液有关，故D正确；应选：D。【分析】浸泡在稀硝酸铜溶液中铜棒变细，则铜被氧化，应为负极，浓硝酸铜溶液中铜棒变粗，则生成铜，为原电池正极，以此解答该题。【解答】解：A．处于稀硝酸中的铜棒变细，则铜被氧化，应为负极，电极反响为：Cu﹣2C2，故A错误；B．该镀铜过程没有供给能源，实现“零能耗”镀铜，故B正确；C．硝酸与铜反响生成污染性气体，应用氧化铜与硝酸反响，故C错误；D．下端为正极，电势较高，故D错误。应选：B。因Ag2HCl+2Ag＝2AgCl+H2↑能顺当进展，可设计为电解池，选择Ag为阳极，盐酸为电解质溶液即可．【解答】Ag与盐酸不反响，则不能设计为原电池，B、DBD错误；为了使反响2HCl+2Ag＝2AgCl+H2↑能顺当进展，可设计为电解池，选择Ag为阳极，盐酸为电解质溶液即可，AAg为阴极，故A错误，明显只有C正确；应选：C。二．填空题〔〕反响A+BC〔放热〕A+→〔吸热→〔放热，可知X的能量比ABX的能量比C的能量高，且B的能量之C的能量；〔2〕2molNH392.2kJ热量，焓变等于断裂化学键吸取的能量减去成键释放的能量；50mL、70mL、112mL、58mL、20mLv＝计算；〔3〕0～1min、1～2min、50mL、70mL、112mL、58mL、20mLv＝计算；〔4〕发生Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，Cu失去电子作负极，正极可为石墨，正极上铁离子得到电子，以此来解答。【解答】〔1〕反响A+BC〔放热〕A+B→X〔吸热X→C〔放热，可知X的能量比ABX的能量比C的能量高，且AB和大于C的能量，只有图D符合，故答案为：D；〔2〕2molNH392.2kJ热量，焓变等于断裂化学键吸取的能量减去成键释放的能量，设1molN﹣H键断裂吸取的能量为xkJ，则945.8kJ/mol+3×436kJ/mol﹣6×xkJ/mol＝﹣92.2kJ/mol，解得x＝391，故答案为：391；时间内用盐酸的浓度变化表示的反响速率为＝0.1mol〔．mi，〔3〕0～1min、1～2min、2～3min、3～4min、4～5min各一样的时间段里，生成气体分别为50mL、70mL、时间内用盐酸的浓度变化表示的反响速率为＝0.1mol〔．mi，2～3mi；0.1mol〔．mi；〔4〕①该电池总反响的离子方程式为2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+，故答案：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+；②铜失电子作负极，负极反响式为Cu﹣2e﹣＝Cu2+，正极应为活泼性比铜弱的金属或导电的非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被复原，正极反响为2Fe3++2e﹣＝2Fe2+，正极，，故答案为：。〔1故答案为：。3中Al为负极，石墨为正极，电池反响为2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；42Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，Al失去电子，则Al为负极；在原电池中，失电子的电极是负极，得电子的极是正极。〕金属与酸构成的原电池中，活泼金属作负极，则试验1中Mg性大于Al，所以Al2Al的活泼性大于Cu，所以Al作负极，故答案为：不同；①3Al2Al﹣6e﹣═2Al3+，石墨为正极，其电极反响故答案为：正；2H++2e﹣═H2↑；②Al、石墨和盐酸形成的原电池中，Al较活泼、发生氧化反响、为负极，石墨为正极，电池总反响为Al与H