2024-2025学年高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能第1课时化学能转化为电能课后限时作业含解析新人教版必修2

PAGE8-第1课时化学能转化为电能考点对应题号基本目标发展目标1.原电池原理及组成1,2,4,510,112.原电池的应用、能源3,612,133.正负极推断、电极反应方程式7,9144.综合应用815[基本目标]1．下列装置中能够组成原电池的是()B解析A项，两个电极都是Zn，不能构成原电池，错误；B项，符合构成原电池的条件，正确；C项，Al、Cu两个电极分别置于两个分别的烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电解质，不能构成原电池，错误。2．如图为番茄电池，下列说法正确的是()A．一段时间后，铜片质量会变小B．铜电极旁边会出现蓝色C．电流由铜通过导线流向锌D．锌电极是该电池的正极C解析番茄中含有的酸性物质可以和Zn发生反应，故Zn为原电池的负极，Cu为正极，A、B、D三项均错误。3．下面是有关各种形式能量的相互转化途径的叙述，其中错误的是()A．家庭液化气灶将化学能转变为热能B．灯泡将电能全部转变为光能C．光合作用将光能转变为化学能D．太阳能电池将光能转变为电能B解析灯泡除了将电能转变为光能之外，还转变为热能等其他形式的能。4．下面是四个化学反应，你认为理论上不行用于设计原电池的化学反应是()A．2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑B．2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2OC．Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑D．CH4＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2＋2H2OC解析只有属于氧化还原反应，才能用于设计原电池；A、B、D属于氧化还原反应，均可以设计为原电池。C不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故选C。5．依据反应2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag，设计了如图所示的原电池，下列说法中错误的是()A．X为正极B．Y是硫酸铜溶液C．电子从铜电极经外电路流向X电极D．X电极上的电极反应式为Ag＋＋e－=AgB解析A项，由反应原理知，铜作负极，X作正极，正确；B项，电解质溶液中应含有Ag＋，错误；C项，铜失去电子，电子经外电路流向X电极，正确；D项，在正极上，溶液中的Ag＋得电子发生还原反应，正确。6．100mL2mol·L－1的盐酸与过量的锌反应，为加快反应速率，又不影响产生氢气的总量，可采纳的方法是()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解析A项能加快反应速率，但增加了氢气的总量；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，因锌过量，故不影响产生H2的总量。7．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是()A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换B．铜片上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑C．假如将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流淌D．假如将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变C解析原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转为为光能，A项正确；铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，电极反应式为2H＋＋2e－=H2，B项正确；柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍旧构成原电池，所以导线中有电子流，C项错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍旧由Cu流向负极，D项正确。8．A、B、C、D、E五个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：(1)A中反应的离子方程式是________________。(2)B中Sn极的电极反应式为________________，Sn极旁边溶液的pH________(填“上升”“降低”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是__________，总反应方程式是________________________。(4)D烧杯中，________是负极，发生________反应，______是正极，该极的现象是________________________________________________________________________。(5)E中没有电流产生的缘由是__________________。解析(1)铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)铁比锡活泼，锡为原电池正极，氢离子在正极放电生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，氢离子浓度减小，溶液的pH上升。(3)锌比铁活泼，锌为原电池负极，被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。(4)较为活泼的金属铁作负极，发生氧化反应Fe－2e－=Fe2＋；不活泼的金属铜作正极，正极上发生还原反应2H＋＋2e－=H2↑，可以看到的现象是正极产生气泡。答案(1)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)2H＋＋2e－=H2↑上升(3)ZnZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑(4)Fe氧化Cu电极上产生气泡(5)二个电极活泼性相同，且不与H2SO4自发进行氧化还原反应不能构成原电池9．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)装置甲中负极的电极反应式是_______________________________________。(2)装置乙中正极的电极反应式是_________________________________________。(3)四种金属活泼性由强到弱的依次是____________。(从大到小排列，用字母表示)解析甲、乙、丙均为原电池装置，依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极，B为正极，活泼性A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B＞C；丙中A上有气体即有H2产生，则A为正极，活泼性D＞A。答案(1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)D＞A＞B＞C[发展目标]10．如图所示装置中，M为活动性依次位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是()A．N上有气泡产生B．M为负极，N为正极C．电解质溶液中H＋的浓度减小D．导线中有电流通过，电流方向是由M到ND解析原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，则N为正极。溶液中的H＋在正极得到电子被还原为H2，溶液中H＋的浓度减小。电流方向与电子流向相反，电流应由正极(N)流向负极(M)。11．如图所示的装置中，视察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，并测得电解质溶液的质量减小，由此推断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()选项MNPAZnCu稀硫酸溶液BCuFe稀盐酸CAgZn硝酸银溶液DZnFe硫酸亚铁溶液C解析Zn作负极，溶解变细，A项错误；Fe作负极，失电子溶解变细，M电极生成氢气不会变粗，B项错误；Zn作负极溶解，N电极变细，Ag作正极，溶液中Ag＋得到电子析出Ag，M电极变粗，C项正确；Zn作负极，溶解变细，Fe作正极，N电极变粗，D项错误。12．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，调整杠杆并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球的浮力改变)()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解析若杠杆为导体，则构成原电池，铁作负极，失电子而溶解；Fe－2e－=Fe2＋，溶液中Cu2＋在正极(铜极)得电子，生成铜、质量增大而下降，A端低，B端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和CuSO4溶液发生置换反应，生成Cu覆盖于铁球表面，质量增加而杠杆B端下降，A端高，B端低。13．有a、b、c、d四个金属电极，有关的试验装置及部分试验现象如下：试验装置部分试验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无改变d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可推断这四种金属的活动性依次是()A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞cC解析依据原电池原理可知，负极金属的活动性大于正极金属的活动性，故只要推断出原电池的正负极就可以比较两种金属的活动性。装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性依次表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性依次为d＞a＞b＞c。14．【试验目的】利用所学学问，设计原电池装置。【试验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。【其他】导线、金属夹、发光二极管、500mL烧杯。【试验方案】①Cu—Mg原电池，电解质溶液为橙汁。②Cu—Fe原电池，电解质溶液为苹果汁。③Fe—Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。【试验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500mL的烧杯中，用发光二极管两端分别接触三种方案中金属活动性不同的金属夹．视察现象，连接方式如图所示。【试验现象】三种方案中发光二极管均发光。【试验结论】原电池把化学能转变为电能。回答问题：(1)连接装置时活泼金属接在二极管的________极上，较不活泼金属接在二极管的________极上。(2)在方案①②中铜作电极状况：______________________________________。(3)在方案①③中镁作电极状况：_____________________________________。(4)在方案②③中铁作电极状况：_______________________________________。(5)在方案③中负极反应为__________________，正极反应为__________________________，总电池反应方程式为____________________________。解析在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性：Mg＞Fe＞Cu，故方案①②中Cu均作正极，①③中Mg均作负极，方案②中铁作负极，方案③中铁作正极。在方案③中负极反应为Mg－2e－=Mg2＋，正极反应为2H＋＋2e－=H2，总电池反应方程式为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑。答案(1)负正(2)Cu均作正极(3)Mg均作负极(4)方案②中铁作负极，方案③中铁作正极(5)Mg－2e－=Mg2＋2H＋＋2e－=H2Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑15．某高二化学爱好小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下系列试验，试验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试依据表中的试验现象回答下列问题：(1)试验1、2的Al所作的电极是否相同？__________。(填“是”或“否”)(2)写出试验3的电极反应式和电池总反应方程式。铝为()____________________________________________________；石墨为()________________________________________________________；电池总反应：_______________________________________________________。(3)试验4中的铝作正极还是负极？__________，为什么？_________________________________。写出铝电极的电极反应式___________________。(4)说明试验5中电流计指针偏向铝的缘由：____