高中化学必修2课时作业4：第2节化学反应与能量转化

第2章化学键化学反应规律

第2节化学反应与能量转化

第2课时化学反应能量转化的重要应用—化学电池

基础过关

1.下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是()

A.电解水B.水力发电C.太阳能热水器D.干电池

2.电化学装置工作时，下列电极上发生的反应一定是氧化反应的是()

A.阴极B.负极C.铜电极D.石墨电极

3.下列化学反应能设计成原电池的是()

A.CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2tB.BaCb+Na2so4=2NaCl+BaSOQ

C.2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OD.Fe+CuCl2=FeCl2+Cu

,2+

4.若某装置发生如下反应：CU+2H=CU+H2T)关于该装置的有关说法正确的是()

A.该装置一定为原电池B.该装置为电解池

C.若为原电池，Cu为正极D.电解质溶液可能是硝酸溶液

5.人们通过碱性锌镒干电池制成了“纸质电池”，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，另一边

镀MnCh)，纸内的离子“流过”由氧化锌和水组成的电解液，下列说法正确的是()

A.电池负极反应式：Zn-2e+20H=Zn0+H20

B.当电解液中有1.204x1(f3个电子经过时，溶解了o.lmolMnCh

C.氧化锌起传导电子的作用

D.该电池反应中MnCh起催化剂作用

6.将铜片、银片用导线相连插入AgNCh溶液中构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述

正确的是()

①在外电路中，电流由铜电极流向银电极

②正极反应为：Ag++e'=Ag

③溶液中Ag+向负极定向移动

④将铜片浸入AgNCh溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同。

A.①@B.②③C.②④D.③④

7.如图所示的装置中，金属活动性顺序M位于氢之前，而N位于氢之后。下列叙述中不

正确的是（）n

A.N上有气体放出

B.M为负极，N为正极

C.是化学能转变为电能的装置

D.导线中有电流通过，电流方向是由M到N

8.把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、

B相连时A为负极；C、D相连时，电流由D-C；A、C相连时，C极上产生大量气泡，B、

D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是（）

A.A>B>C>DB.A>C>D>BC.C>A>B>DD.B>D>C>A

9.下列装置中，不能构成原电池的是（烧杯中所盛液体都是稀硫酸）（）

10.在银球和铁球之间用伯丝连接，用一根绝缘的细丝悬挂，使之平衡（如图），然后小心地

从烧杯中央滴入CuSO4溶液。下列说法正确的是。

A.铁球降低，银球升高B.铁球升高，银球降低

C.铁球表面出现红色物质D.银球表面无任何现象

11.正误判断

①在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（一）

②在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强（—）

③在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应（—）

④在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生（—）

⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动（—）

⑥两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极（一）

能力提升

12.看图回答下列问题

（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是,电流表指针（填偏转

或不偏转），两极反应式为：

正极:

负极O

（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为（填Mg或A1）,总反应方程式

为。

（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如右下图所示：A、B两个电极

均由多孔的碳块组成。

KOH溶液

该电池的正极反应式为：。

(4)如果将上述装置中通入的H2改成CHd气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总

反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,则该电池的负极反应式为：

13.在盛有ILO.lmol/LCuSCU溶液的大烧杯中，用锌、铜作电极，用导线连接形成原电池,

当电极锌消耗3.25g时，试完成：

(1)写出电极反应式：负极;正极。

(2)电极上析出铜的质量。

14.依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2-(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。

Y

请回答下列问题：

(1)电极X的材料是；电解质溶液Y是；

(2)银电极为电池的极，发生的电极反应式为；X电极上发生的

电极反应为反应；(填“氧化”或"还原”)

(3)外电路中的电子(填“流出”或“流向”)Ag电极。

(4)当有1.6g铜溶解时，银棒增重______go

15.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片

作电极，甲同学将电极放入6moi1“H2s溶液中，乙同学将电极放入6moi的NaOH

溶液中，如图所示。

乙

请回答:

(1写出甲池中正极的电极反应式：；负极的电极反应式:

（2乙池中负极是；正极是。

（3）由此实验，可得到如下哪些正确结论?（填写字母序号）。

a.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质

b.镁的金属性不一定比铝的金属性强

c.该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值

d.该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，应具体问题具体分析

16.利用化学反应：2FeC13+Cu==2FeC12+CuC12,请你选择合适的电极材料和电解质溶液,

设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。可供选择的电解质溶液：

CuCb溶液、FeCb溶液、FeCb溶液。请填写下列空白：

（1）选择作正极材料，作负极材料；选择作电解质溶液。

（2）写出有关的电极反应式：正极：；

负极：o

★参考答案★

基础过关

U答案JD

［解析］干电池将化学能转化为电能；电解是将电能转化为化学能：水力发电是将势能转化为

电能；太阳能热水器是将太阳能转化为热能。

2.［答案］B

［解析］根据原电池与电解池的工作原理可知，电化学装置工作时，原电池的负极或电解池的

阳极，电极上发生的反应一定是氧化反应，B项正确，

故选B。

3.［答案］D

［解析］能设计成原电池的反应必须是氧化还原反应，反应中有元素化合价变化的反应时氧化

还原反应，上述反应中只有反应Fe+CuC12=FeC12+Cu属于氧化还原反应，故D正确。

故选D。

4.［答案］B

［解析］A.原电池的反应是自发进行的，金属活动顺序表中，铜在氢后，所以该反应不能自

发进行，所以该装置不是原电池，是电解池，故A错误；

B.由A分析可知，B正确；

C.由A分析可知，该电池不可能为原电池，故C错误；

D.若电解液是硝酸溶液,铜和硝酸可自发的进行氧化还原反应，生成的气体是NO或NO2,

直接构成原电池，但不产生氢气，不合题意，故D错误；

［答案］选B。

54答案］A

［解析］A.电池负极反应式：Zn-2e+2OH=ZnO+H2O,故A正确；

B.电解液中是没有电子经过的，故B错误；

C.纸内的离子“流过”由氧化锌和水组成的电解液，电子不会在电解液中传导，故C错误；

D.该电池反应中MnCh在正极发生还原反应变为MnOOH,故D错误；

综上所述，［答案］为A。

6」答案］C

［解析］①在外电路中，电子由负极流向正极，故电流由正极流向负极，故电流由银电极流向

铜电极，故①错误；

②银为正极，电极反应式为：Ag++e-^Ag,故②正确；

③溶液中阳离子向正极移动，则Ag+向正极定向移动，故③错误；

④该原电池的电极反应式为：负极：Cu—2e-=Cu2+,正极：Ag++e-=Ag,故总反应为

Cu+2Ag+=Cu2++2Ago铜片与硝酸银反应的离子方程式为Cu+2Ag+=Cu"+2Ag,与

原电池的总反应相同，故④正确。

故选C。

7.［答案］D

［解析］A.在该原电池中，活泼金属M为负极，失去电子发生氧化反应：N为正极，溶液中的

氢离子在正极得到电子被还原为氢气有气体放出，故A正确

B.M比N活泼，所以M为负极，N为正极，故B正确；

C.原电池装置是化学能转变为电能的装置，故C正确；

D.由负极流出沿导线流向正极，而电流的方向与电子的流向相反，即由正极(N)流向负极

(M),故D错误。

故选D。

8.［答案］B

［解析］A、B相连时A为负极，则活动性顺序A>B；C、D相连时，电流由D—C,说明C

为负极，则活动性顺序：OD；A、C相连时，C极上产生大量气泡，则C为原电池的正

极，活动性顺序：A>C；B、D相连时，D极发生氧化反应，D应为原电池的负极，作为活

动性顺序：D>B；则有活动性顺序：A>C>D>B；

故选：Bo

9.［答案］D

［解析］原电池的形成条件是：有活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发进行

氧化还原反应。对图示各个装置进行观察和分析，发现只有选项D由于不能形成闭合回路，

因此不可以形成原电池。

［答案］选Do

■.［答案］B

［解析］A.由分析可知，铁球质量减少，银球质量增加，故铁球升高，银球降低，A错误；

B.由分析可知，铁球质量减少，银球质量增加，故铁球升高，银球降低，B正确；

C.铁球的质量减少，铁球表面无出现红色物质，C错误；

D.银球表面出现红色物质，D错误；

［答案］选B。

11」答案］①4②x③x@x⑤x⑥x

［解析］①在原电池中，发生氧化反应的一极为负极，正确；

②在原电池中，当两种金属作电极时，活泼金属作负极，但不绝对，如AI和Mg形成原电

池NaOH作电解质溶液时，A1作负极，Mg作正极，错误；

③在燃料电池中，正负两极的电极材料均为惰性电极，电极材料均不参与反应，错误；

④在锌铜原电池中，电子不通过电解质溶液，电子在外电路中运动，电解质溶液中离子定向

移动，有电流生成，错误；

⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向正极极移动，盐桥中的阳离子向正极移动，错误；

⑥两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极，但是不是绝对的，如

A1和Mg形成原电池NaOH作电解质溶液时，A1作负极，Mg作正极，错误。

能力提升

12,答案］(1)镁逐渐溶解，铝上有气泡冒出偏转2H；2e=H2Mg—2e=Mg2+

(2)Al2A1+2NaOH+2H2O=2NaA102+3H2(3)O2+2H2O+4e'=40H-(4)

2

CH4+1OOH—8e-=CO3+7H2O

［解析］(1)若烧杯中的溶液为硫酸溶液，则形成原电池，镁做负极，铝做正极，镁逐渐溶

解，铝上有气泡冒出，导线中有电流通过，电流表指针偏转。铝做正极，是溶液中的氢离子

+

得到电子氢气，电极反应为：2H+2e=H2；镁做负极，镁失去电子生成镁离子，电极反应为

Mg—2e'=Mg2+；

(2)若溶液中氢氧化钠溶液，只有铝与氢氧化钠反应，则铝做负极，镁做正极，总反应为

铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，方程式为：2A1+2NaOH+2H2。=2NaAlO2+3H2T；

(3)氧气做正极，在碱性条件下得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+2H2O+4e-

=4OH-；

(4)在碱性条件下，正极反应为。2+2出0+4d=40田，所以用总反应-正极反应就可以得

2

到负极反应，即负极反应为：CH4+1OOH--8e'=CO3+7H2Oo

13.［答案］(1)Zn-2e=Zn2+Cu2++2e-=Cu(2)3.2g

［解析］(1)用锌、铜作电极，锌较活泼，为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为

Zn-2e-=Zn2+,正极发生还原反应，电极方程式为：Cu2++2e==Cu,

故［答案］为：Zn-2e=Zn2+；Cu2++2e-=Cu；

3.25g

(2)n(Zn)=------------r=0.05mol,

65g-mol

负极发生Zn—2e-=Zn2',可失去O.lmol电子，正极发生Cu?'+2e-=Cu,Cu”得到O.lmol

电子，生成的铜为0.05mol,质量为0.05molx64g-moL=3.2g,故［答案］为：3.2。

+

14.［答案］(1)CuAgNO3(2)正Ag+e-=Ag氧化(3)流向(4)5.4

［解析］(1)根据总反应方程式，Cu的化合价升高，Ag+化合价降低，根据原电池的构成条

件，X为Cu,Y为AgNCh;

(2)根据上述分析，银作正极，发生的电极反应式为：Ag++e-==Ag,X电极上的反应式为

Cu-2e-=Cu2+,化合价升高，被氧化，发生氧化反应；

(3)根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即从铜一＞外电路一铜；

(4)负极：Cu—2e=Cu2',正极：Ag'+e-=Ag,根据得失电子数目守恒，

n(Cu)=1.6/64mol=0.025mol,失去电子的物质的量为0.025x2mol=0.05mol,因此生成

/w(Ag)=108x0.05g=5.4go

+2+

15.［答案］(1)