2024-2025学年高中化学课时作业12化学反应为人类提供能量含解析鲁科版必修2

PAGE7-课时分层作业(十二)化学反应为人类供应能量(建议用时：40分钟)1．原电池产生电流的本质缘由是()A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移D[原电池产生电流的本质缘由是在原电池的一极进行氧化反应，另一极进行还原反应，发生氧化反应的一极所失去的电子沿导线流向另一极从而形成电流。]2．下列各组材料中，不能组成原电池的是()选项ABCD两极材料Zn片、石墨Cu片、Ag片Zn片、Cu片Fe片、Cu片插入溶液H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸C[C项中蔗糖是非电解质，不能组成原电池。]3．如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，石墨棒是正极C．电池用完后可埋入土壤D．锌锰干电池是一次性电池C[用完的电池埋入土壤中易造成土壤污染以及地下水污染。]4．燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能干脆转化为电能，氢氧燃料电池的基本反应是X极：eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)＋2e－=2OH－(aq)；Y极：H2(g)＋2OH－(aq)－2e－=2H2O(l)。下列说法正确的是()A．X是负极 B．Y是正极C．Y极上发生还原反应 D．Y极上发生氧化反应D[由电极反应式可知：X极上发生得到电子的还原反应，是原电池的正极，Y极上发生失去电子的氧化反应，是原电池的负极。]5．暖宝宝(如图所示)采纳的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当()A．负极B．正极C．阴极D．阳极A[铁被氧化，负极发生氧化反应，铁粉在原电池中充当负极，故A正确。]6．对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列有关说法错误的是()A．溶液中H＋向负极移动B．电子由Zn经外电路流向CuC．Zn电极反应：Zn－2e－=Zn2＋D．Cu是正极A[原电池中的阳离子移向正极(Cu)，负极锌发生氧化反应，电子由负极流向正极，选A。]7．如图所示的装置中可视察到电流计的指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此推断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌AgNO3溶液D锌铁Fe(NO3)3溶液C[原电池中M棒变粗，N棒变细，说明原电池反应时N棒溶解作负极，溶液中有金属析出在M棒上，M棒作正极，A、B选项中，电解质溶液为酸，不会有金属析出；C项中正极反应为Ag＋＋e－=Ag，符合题意；D项M棒作负极，N棒作正极，不符合题意。]8．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量削减。据此推断这四种金属活泼性由大到小的依次是()A．①③②④ B．①③④②C．③④②① D．③①②④B[由题意知：①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①，则金属活泼性①大于②；①③相连时，③为正极，则金属活泼性①大于③；②④相连时，②上有气泡逸出，则金属活泼性④大于②；③④相连时，③的质量削减，则金属活泼性③大于④，故正确依次为①③④②。]9．某小组为探讨电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色渐渐变成浅绿色D．a和b用导线连接时，铁片作正极D[a、b不连接，未形成原电池，Cu2＋与Fe在接触面上干脆反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片为正极，Cu2＋在该电极上得电子，铁片为负极，B项正确，D项错误；a、b连接与否，溶液中的Cu2＋均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2＋，故溶液均从蓝色渐渐变成浅绿色，C项正确。][老师备选]如图所示的装置中，M为金属活动性依次表中位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是()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ND[原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极；溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2，则N为正极。电流方向应由正极(N)流向负极(M)。]10．请利用反应“Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池，并回答下列问题：(1)该电池的负极材料是______，正极材料是______，电解质溶液是______。(2)在外电路中，电流方向是从______极到______极。(3)正极的产物为______，正极上出现的现象是__________；负极的产物为______，负极上出现的现象是_____________________。[解析]反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋中Cu被氧化，Ag＋被还原，所以需用Cu棒作负极，正极材料可选用活泼性比Cu弱的金属，如Ag等，也可选用石墨电极；电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极，正极发生还原反应，产物为Ag，电极变粗；负极发生氧化反应，产物为Cu2＋，负极Cu棒溶解。[答案](1)Cu石墨(或Ag)AgNO3溶液(2)正负(3)Ag电极变粗Cu2＋电极溶解11．由A、B、C、D四种金属按表中装置进行试验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生依据试验现象回答下列问题：(1)装置Ⅰ中负极的电极反应式是________________________。(2)装置Ⅱ中正极的电极反应式是________________________。(3)装置Ⅲ中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的依次是_____________________。[解析]据图Ⅰ知活泼性：A>B，A作负极，B作正极，A极反应：A－2e－=A2＋；据图Ⅱ知活泼性：B>C，正极反应：Cu2＋＋2e－=Cu；据图Ⅲ知活泼性：D>A，正极反应：2H＋＋2e－=H2↑，因此c(H＋)减小，pH变大。综合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知活泼性：D>A>B>C。[答案](1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)变大(4)D>A>B>C12．反应Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑的能量改变趋势如图所示：(1)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。(2)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是________(填字母)。a．改铁片为铁粉b．改稀硫酸为98%的浓硫酸c．上升温度(3)若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为________极(填“正”或“负”)。铜片上发生的现象为________，该极上发生的电极反应式为________________，外电路中电子由________极(填“正”或“负”，下同)向________极移动。[解析](1)由于反应物的能量比生成物的能量高，所以整个反应是一个放热反应。(2)将铁片改成铁粉，可以增大铁与稀硫酸的接触面积，可以增大反应速率；浓硫酸在常温下可以使铁片钝化，且浓硫酸即使与铁反应也不会产生氢气；上升温度可以加快反应速率。(3)若将上述反应设计成原电池，由于铁比铜的活动性强，则铜作正极，铁作负极，溶液中的氢离子在铜片上得电子，产生氢气；该极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，外电路中电子的流向应当是从负极流向正极。[答案](1)放热(2)ac(3)正有大量气泡产生2H＋＋2e－=H2↑负正13．如图所示，a、b电极为碳棒或铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()A．a为负极，是铁片，水槽中的溶液为稀硫酸B．b为负极，是铁片，水槽中的溶液为硫酸铜溶液C．a为正极，是碳棒，水槽中的溶液为稀硫酸D．b为正极，是碳棒，水槽中的溶液为硫酸铜溶液C[a极上有大量气泡生成，说明a为正极，是碳棒，则b为负极，是铁片，水槽中的溶液可以为稀硫酸，但不能为硫酸铜溶液，否则正极上会析出金属铜而不能产生气泡，故C项正确。]14．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调整杠杆使其在水中保持平衡，然后当心地向烧杯中心滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向推断正确的是(试验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的改变)()A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高D[依据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，Fe部分溶解，A端下沉。]15．对于锌­铜­稀硫酸组成的原电池，当电路中有1mol电子通过时，理论上两极的改变是()①锌片减轻32.5g②锌片增重32.5g③铜片上产生1gH2④铜片上产生1molH2A．①和③ B．①和④C．②和③ D．②和④A[由原电池的负极反应式：Zn－2e－=Zn2＋及正极反应式：2H＋＋2e－=H2↑可知，当电路中有1mol电子通过时，锌片减轻32.5g，铜片上产生1gH2，则A项正确。]16．某化学爱好小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列试验，试验结果记录如下。编号电极材料电解质溶液检流计指针偏转方向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、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试依据上表中的试验现象回答下列问题：(1)试验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)？________。(2)对试验3完成下列填空：①铝为________极，电极反应式：____________________________________。②石墨为________极，电极反应式：________________________________。③电池总反应式：________________________________________________。(3)试验4中铝作负极还是正极__________，理由是___________。写出铝电极的电极反应式：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)说明试验5中检流计指针偏向铝的缘由：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)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：________________________________________________________________。[解析]在这样的原电池中，相对较活泼的金属材料作负极。在稀盐酸中的活动性Mg>Al、Al>Cu。由试验1和2可知，原电池中检流计指针是偏向正极。在试验3中检流计指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极。化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中活动性Al>Mg，