2024-2025学年高中化学第二章化学反应与能量2-1化学能转化为电能课后作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE10化学能转化为电能一、选择题(每小题4分，共44分，每小题只有一个正确选项)1．如图所示进行试验，下列说法不正确的是(B)A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可视察到有气泡产生B．甲、乙装置中的能量改变均为化学能转化为电能C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可视察到电流计指针发生偏转D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－=Zn2＋解析：装置甲发生反应Zn＋2H＋=H2↑＋Zn2＋，锌片上有气泡产生，装置乙属于原电池装置，铜为正极，发生反应2H＋＋2e－=H2↑，铜片上有气泡产生，A正确；装置甲中没有发生电能的转化，B错误；装置乙是一个原电池装置，锌、铜之间用导线连接电流计，可视察到指针偏转，C正确；装置乙中，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，D正确。2.如图是Zn和Cu形成的原电池，某试验爱好小组做完试验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是(B)①Zn为正极，Cu为负极；②H＋向负极移动；③电子是由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，则产生的H2为0.5mol；⑥正极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④解析：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0.5molH2；在溶液中H＋向正极移动，SOeq\o\al(2－,4)向负极移动。故①②⑥错误，③④⑤正确，选B项。3.如图所示的装置中，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(D)A．N上有气体放出B．M为负极，N为正极C．化学能转变为电能的装置D．导线中有电流通过，电流方向由M到N解析：依据题意可知，M为负极，N为正极，且N极上有H2放出，导线中电流应从N到M。4．两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是(C)选项ABCD电极材料ZnFeCuAl电极材料CuZnAgC电解质溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4NaOH溶液解析：选项能否理由A能Zn为负极，Cu为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋B能Zn为负极，Fe为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑C不能无自发进行的氧化还原反应D能Al为负极，C为正极，自发的氧化还原反应：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑5．如图所示的电池，下列有关说法正确的是(D)A．该电池负极反应为2Fe2＋－2e－=2Fe3＋B．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极削减56gC．石墨电极上发生氧化反应D．盐桥中K＋移向FeCl3溶液解析：该原电池中，铁作负极，石墨作正极。负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，A项错误；当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极削减的质量为eq\f(6.02×1023,6.02×1023mol－1)×eq\f(1,2)×56g·mol－1＝28g，B项错误；石墨作正极，正极上Fe3＋得电子发生还原反应，C项错误；盐桥中K＋移向正极，即移向FeCl3溶液，D项正确。6．有A、B、C、D四块金属片，进行如下试验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C；③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。据此推断四种金属的活动性依次为(B)A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A解析：金属与稀H2SO4组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在其表面得到电子生成H2，外电路中电子流淌方向由负极→正极，电流方向则由正极→负极。在题述原电池中，A—B—稀H2SO4原电池，A为负极；C—D—稀H2SO4原电池，C为负极；A—C—稀H2SO4原电池，A为负极；B—D—稀H2SO4原电池，D为负极。综上可知，金属活动性为：A>C>D>B。7．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，由此推断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(C)选项MNPAZnCu稀硫酸BCuFe稀盐酸CAgZn硝酸银溶液DZnFe硫酸亚铁溶液解析：视察到电流计指针偏转，说明该装置是原电池；M棒变粗，N棒变细，说明M电极作正极，N电极作负极，N极材料比M极材料活泼；溶液中的金属阳离子在正极放电析出金属，并测得电解质溶液的质量减小，说明析出的金属质量大于溶解的金属质量，结合选项分析推断。M极材料(Zn)比N极材料(Cu)活泼，A错误；M极上质量不增加，溶液中的氢离子放电，B错误；N极材料比M极材料活泼，且M极上有银析出，由得失电子守恒可知每溶解1molZn析出2molAg，所以电解质溶液的质量减小，符合题意，C正确；M极材料(Zn)比N极材料(Fe)活泼，D错误。8．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)(D)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端高解析：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，A端下沉。9．下列有关原电池的说法中，正确的是(B)A．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片较活泼，作负极B．铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极C．镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀D．将反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋设计为原电池，则可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质解析：原电池工作时必需依靠于一个氧化还原反应。A项是依靠于铝与NaOH溶液的反应，铝是负极；B项是依靠于铜与浓硝酸的反应，铜是负极；由于活泼性Zn>Fe>Sn，故破损后镀锡铁易腐蚀，C项错误；依据电池反应，铁失电子，设计电池时应用铁作负极，石墨作正极，D项错误。10．将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少量CuSO4溶液，下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，正确的是(A)解析：a中加入少量CuSO4溶液，发生反应：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，由于部分Zn用于置换Cu，因而产生的H2的量削减，但同时形成Cu－Zn原电池，因而反应速度加快。答案为A项。11．在理论上不能用于设计原电池的化学反应的是(A)A．Al(OH)3(s)＋NaOH(aq)=NaAlO2(aq)＋2H2O(l)ΔH<0B．CH3CH2OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH<0C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH<0D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH<0解析：只有氧化还原反应才能设计成原电池，A项不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池。二、非选择题(共56分)12．(10分)给你供应纯锌片、纯铜片和500mL0.2mol/L的H2SO4溶液、导线、1000mL量筒。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。(1)如图所示，装置气密性良好，且1000mL量筒中已充溢了水，则起先试验时，首先要用导线把a、b两电极连接起来。(2)a电极材料为纯锌片，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，b电极材料为纯铜片，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。(3)当量筒中收集672mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为0.06_mol，a极(填“a”或“b”)质量削减1.95g解析：(1)依据图示装置，要想求得电子转移的量，须要设计成锌、铜、硫酸原电池，量取金属锌和硫酸反应产生氢气的体积，依据原电池的构成条件，所以首先要用导线把a、b两电极连接起来。(2)锌、铜、硫酸原电池中，纯锌片是负极，电极反应：Zn－2e－=Zn2＋；铜是正极，该极上电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑。(3)正极上电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，当量筒中收集到672mL即标准状况下0.03mol氢气时，转移电子是0.06mol，纯锌片是负极，依据电极反应：Zn－2e－=Zn2＋，当转移电子0.06mol时，削减的锌(a)是0.03mol，质量是0.03mol×65g/mol＝1.95g。13．(12分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱依次，两极均运用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲池中正极的电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑。(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。负极的电极反应式：Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，总反应的离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)由此试验可得到如下哪些正确结论？ad(填序号)。a．利用原电池反应推断金属活动性强弱依次时应留意选择合适的介质b．镁的金属性不肯定比铝的金属性强c．该试验说明金属活动性强弱依次已过时，已没有好用价值d．该试验说明化学探讨对象困难，反应受条件影响较大，因此应详细问题详细分析(4)上述试验也反过来证明白“干脆利用金属活动性强弱依次推断原电池正、负极”的做法不行靠(填“牢靠”或“不行靠”)。解析：(1)甲池中镁、铝均能和稀硫酸反应生成氢气，而镁的活泼性比铝强，镁作负极，铝作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，所以甲池中正极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。(2)乙池中铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，Al元素化合价上升，故铝作负极，负极的电极反应式为Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；电池总反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)原电池的负极一般是相对活泼的金属，但当电解质溶液为NaOH溶液时，由于常温下Mg几乎不与NaOH溶液反应，而Al能跟NaOH溶液反应，在这种状况下，该装置中铝作负极。因此，推断原电池的正、负极时，应考虑到对应介质，谁更易与电解质溶液反应，谁就作负极，a正确；依据金属活动性依次，镁的金属性比铝的金属性强，b错误；金属活动性依次在许多方面仍有应用，c错误；依据a项分析可以看出，化学探讨对象困难，反应受条件影响较大，因此应详细问题详细分析，d正确。(4)依据(3)中分析可知，推断原电池的正、负极时，应考虑到对应介质，谁更易与电解质溶液反应谁就作负极，所以干脆利用金属活动性依次推断原电池中的正、负极是不行靠的。14．(10分)如图，A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。(1)A中反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)B中Sn极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。(3)C中被腐蚀的金属是Zn，总反应的化学方程式为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的依次为B>A>C(填序号)。解析：A中铁与稀H2SO4反应；B中形成Sn—H2SO4—Fe原电池，其中Fe作负极，Sn作正极，负极的电极反应是Fe－2e－=Fe2＋，正极的电极反应是2H＋＋2e－=H2↑；C中形成Zn—H2SO4—Fe原电池，Zn作负极被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。比较A、B、C三种状况可知：B中Fe作负极，被腐蚀得最快，C中的Fe作正极，被腐蚀得最慢。15．(12分)Ⅰ.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行试验。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A－2e－=A2＋。(2)装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－=Cu。(3)四种金属活动性由强到弱的依次是D>A>B>C。Ⅱ.分别按图所示甲、乙装置进行试验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。(1)下列叙述正确的是C。A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小D．产生气泡的速率甲中的比乙中的慢(2)甲装置中，某同学发觉不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，缘由可能是锌片不纯，锌与杂质构成原电池。(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：Cu2＋＋2e－=Cu。解析：Ⅰ.(1)甲装置中，二价金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应，则A作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是A－2e－=A2＋。(2)乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，B作负极，装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－=Cu。(3)丙装置中，A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作正极，D作负极，结合(1)(2)分析可知，四种金属活动性强弱依次是D>A>B>C。Ⅱ.(1)铜不能与稀硫酸反应，则乙烧杯中铜片表面无气泡生成，甲装置中形成原电池，铜作正极，则甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；两烧杯中硫酸都参与反应，溶液中氢离子浓度均减小，故C正确；甲装置能形成原电池，其反应速率较一般化学反应速率更大，所以甲中产生气泡的速率比乙中快，故D错误。(2)在甲装置中，某同学发觉不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池导致的。(3)在甲装置中，假如把稀硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子产生Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu。16．(12分)视察图A、B、C，回答下列问题：(1)把一块干净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可视察到锌片上有气泡产生，再平行插入一块铜片，可视察到铜片上没有(填“有”或“没有”)气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A)，组成一个原电池，正极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑