人教版高中化学必修2第二章　化学反应与能量第二节　化学能与电能习题(1).doc_大学文库

化学能与电能选择题 1.如图所示各装置中,溶液均为稀硫酸,不能构成原电池的是() B 2.下列关于铜-锌-稀硫酸构成的原电池的叙述,错误的是( A.锌为负极,锌发生氧化反应 B.铜为正极,铜不易失去电子而受到保护 C.负极发生还原反应,正极发生氧化反应 D.外电路电子流入的一极为正极,电子流出的一极为负极 3.下面是四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是() A. 2Al+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2 t B.212+0点燃 C. Zn+CuSo,=Cu+ ZnSO D. Na, C03+2HCI=2NaC1+H20+CO2 t 4.某金属能和盐酸反应生成氢气,该金属与锌组成原电池时,锌作负极,则该金属可能为( C.锡 D.硅 5.[双选]下列叙述是某同学做完铜-锌原电池的实验后得出的结论和认识,你认为正确的是( A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B.由铜、锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中,锌是负极 C.电子沿外导线由锌流向铜,通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D.铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过 6.下列叙述中,正确的是() ①原电池是把化学能转变成电能的一种装置 ②原电池的正极发生氧化反应,负极发生还原反应 ③不能自发进行的氧化还原反应通过原电池的装置可以实现 ④碳棒能用作原电池的正极 ⑤反应Cu+2Agt=Cu2++2Ag可以设计成原电池 A.①③⑤B.①④⑤ C.②③④D.②⑤ 7.原电池电极的确定不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是() A.由A1、Cu、稀硫酸组成的原电池,其负极反应式为Al-3e-=A13 由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池,其负极反应式为Al-3e+4OH==Al0z+2H20 C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池,其负极反应式为Cu-2eˉ=Cu2+ D.由A1、Cu、浓硝酸组成的原电池,其负极反应式为Cu-2eˉ=Cu2+ 8.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为() A. x>Y>Z B. X>Z>Y

1 化学能与电能一、选择题 1．如图所示各装置中，溶液均为稀硫酸，不能构成原电池的是( ) 2．下列关于铜锌稀硫酸构成的原电池的叙述，错误的是( ) A．锌为负极，锌发生氧化反应 B．铜为正极，铜不易失去电子而受到保护 C．负极发生还原反应，正极发生氧化反应 D．外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极 3．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( ) A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．2H2＋O2===== 点燃2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 4．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作负极，则该金属可能为( ) A．铝 B．铜 C．锡 D．硅 5．[双选]下列叙述是某同学做完铜锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是( ) A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B．由铜、锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中，锌是负极 C．电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D．铜锌原电池工作时，若有 13 g 锌被溶解，电路中就有 0.4 mol 电子通过 6．下列叙述中，正确的是( ) ①原电池是把化学能转变成电能的一种装置 ②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应 ③不能自发进行的氧化还原反应通过原电池的装置可以实现 ④碳棒能用作原电池的正极 ⑤反应 Cu＋2Ag＋ ===Cu2＋＋2Ag 可以设计成原电池 A．①③⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②⑤ 7．原电池电极的确定不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( ) A．由 Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为 Al－3e－ ===Al3＋ B．由 Al、Mg、NaOH 溶液组成的原电池，其负极反应式为 Al－3e－＋4OH－ ===AlO－ 2 ＋2H2O C．由 Fe、Cu、FeCl3 溶液组成的原电池，其负极反应式为 Cu－2e－ ===Cu2＋ D．由 Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为 Cu－2e－ ===Cu2＋ 8．X、Y、Z 都是金属，把 X 浸入 Z 的硝酸盐溶液中，X 的表面有 Z 析出，X 和 Y 组成原电池时，Y 为电池的负极。X、Y、Z 三种金属的活动性顺序为( ) A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y

3 负极正极电解质溶液 (1) 铁铜稀硫酸 (2) 铜银硝酸银溶液 (3) H2 O2 KOH 溶液 (1)负极：______________；正极：_______________________；总反应式：_______________________________。 (2)负极：______________；正极：________________________________；总反应式：___________________________________。 (3)负极：______________；正极：__________________________________；总反应式：____________________________________。 14．某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向 1 Mg、Al 稀盐酸偏向 Al 2 Al、Cu 稀盐酸偏向 Cu 3 Al、C(石墨) 稀盐酸偏向石墨 4 Mg、Al NaOH 溶液偏向 Mg 回答下列问题： (1)实验 1、2 中 Al 所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不同”)。 (2)对实验 3 完成下列填空： ①铝为________极，电极反应式为__________________________________。 ②石墨为________极，电极反应式为______________________________________。 ③电池总反应式为__________________________________。 (3) 实验 4 中铝作 ____________ 极 ( 填 “ 负 ” 或 “ 正 ”) ，理由是 ______________________________，此反应的离子方程式为___________________。 (4) 根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为 ________________________________________________________________________。 15．上海世博会期间，在德国馆的汉堡之家展馆人们看到一个 1∶20 飞机燃料电池的模型。燃料电池是一种通过氢氧结合来发电的电化学装置。某氢氧燃料电池的电池反应为 2H2 ＋O2===2H2O，电解液为 KOH 溶液。氢氧燃料电池的突出优点是把________能直接转化为 __________能，而不用经过________能这一中间形式。 (1)下列有关氢氧燃料电池的叙述中正确的是( ) A．此电池能发出蓝色火焰 B．氢气为正极，氧气为负极 C．因为生成水，所以工作时溶液的碱性越来越强 D．负极上氢气失电子，发生氧化反应；正极上氧气得电子，发生还原反应 (2)该电池所产生的水可以作为饮用水。现欲制得常温下 1 L 水，则电池内转移电子的物质的量为________。 A．8.9×10－3 mol B．4.5×10－2 mol C．1.1×102 mol D．5.6×103 mol 16．[实验目的]利用所学知识设计电池装置。 [实验用品]电极：镁条、铜片、铁片等。 [电解质溶液]果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。 [其他]导线、金属夹、发光二极管、500 mL 烧杯

[实验方案]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 B片 [实验操作]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500皿L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。观察现象,连接方式如图所示 [实验现象]三种方案中发光二极管均发光。 [实验结论]原电池把化学能转变为电能。请回答下列问题 (1)连接装置时活泼金属接二极管的极上,较不活泼金属接二极管的极上 (2)在方案①②中铜作电极情况 (3)在方案①③中镁作电极情况 (4)在方案②③中铁作电极情况 (5)在方案③中负极反应式为正极反应式为总反应式为课时达标训练(五)化学能与电能答案 1.解析:选D由构成原电池的条件知,D项不能形成闭合回路,不能构成原电池。 2.解析:选C在铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,锌是负极,铜是正极,所以锌极发生氧化反应;铜电极上是溶液中的阳离子H得电子,发生还原反应;外电路电子的流向应该是由负极流向正极 3.解析:选DD项中的反应不属于氧化还原反应,不能设计成原电池 4.解析:选C该金属与锌组成原电池时,锌作负极,说明其金属活动性比锌弱,该金属能与盐酸反应生成氢气,符合条件的为锡。 5.解析:选B、D构成原电池电极的材料不一定都是金属,例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池,A错误;在原电池中,活泼金属中的电子流向不活泼的金属,因此活泼金属是负极,B正确;电子不能通过电解质溶液,应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子,C错误;铜锌电池工作时,锌为负极失电子,电极反应为Zn-2e =Zn2t,1mol锌失去2mol电子,0.2mol锌(质量为13g)被溶解,电路中有0.4mol电子通过,D正确。 6.解析:选B原电池是把化学能转化为电能的一种装置,它以自发的氧化还原反应为基础,所以Cu+2Ag=Cu2+2Ag可以设计成原电池,但原电池把氧化和还原反应分在两极上进行,在负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,原电池形成时需要两个活动性不同的电极,可以都是金属,也可以是金属和可导电的非金属,如碳棒可以用作原电池的正 7.解析:选C由于在碱性条件下镁不与NaOH溶液反应,而铝可以与NaOH溶液发生氧化还原反应,所以B项正确:C项中铁的活泼性较强,故应为Fe-2eˉ==Fe2+;D项中由于常温下铝遇浓硝酸易发生钝化,所以此时铜更容易失去电子而作负极

4 [实验方案]①CuMg 原电池，电解质溶液为橙汁； ②CuFe 原电池，电解质溶液为苹果汁； ③FeMg 原电池，电解质溶液为柠檬汁。 [实验操作]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 500 mL 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。观察现象，连接方式如图所示。 [实验现象]三种方案中发光二极管均发光。 [实验结论]原电池把化学能转变为电能。请回答下列问题： (1)连接装置时活泼金属接二极管的________极上，较不活泼金属接二极管的________ 极上。 (2)在方案①②中铜作电极情况____________________________。 (3)在方案①③中镁作电极情况______________________________________。 (4)在方案②③中铁作电极情况_______________________________________。 (5)在方案③中负极反应式为___________________________________________，正极反应式为________________________________________，总反应式为_____________________________________。课时达标训练(五)化学能与电能答案 1．解析：选 D 由构成原电池的条件知，D 项不能形成闭合回路，不能构成原电池。 2．解析：选 C 在铜锌稀硫酸构成的原电池中，锌是负极，铜是正极，所以锌极发生氧化反应；铜电极上是溶液中的阳离子 H ＋得电子，发生还原反应；外电路电子的流向应该是由负极流向正极。 3．解析：选 D D 项中的反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。 4．解析：选 C 该金属与锌组成原电池时，锌作负极，说明其金属活动性比锌弱，该金属能与盐酸反应生成氢气，符合条件的为锡。 5．解析：选 B、D 构成原电池电极的材料不一定都是金属，例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池，A 错误；在原电池中，活泼金属中的电子流向不活泼的金属，因此活泼金属是负极，B 正确；电子不能通过电解质溶液，应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子，C 错误；铜锌电池工作时，锌为负极失电子，电极反应为 Zn－2e－ ===Zn2＋，1 mol 锌失去 2 mol 电子，0.2 mol 锌(质量为 13 g)被溶解，电路中有 0.4 mol 电子通过，D 正确。 6．解析：选 B 原电池是把化学能转化为电能的一种装置，它以自发的氧化还原反应为基础，所以 Cu＋2Ag＋ ===Cu2＋＋2Ag 可以设计成原电池，但原电池把氧化和还原反应分在两极上进行，在负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，原电池形成时需要两个活动性不同的电极，可以都是金属，也可以是金属和可导电的非金属，如碳棒可以用作原电池的正极。 7．解析：选 C 由于在碱性条件下镁不与 NaOH 溶液反应，而铝可以与 NaOH 溶液发生氧化还原反应，所以 B 项正确；C 项中铁的活泼性较强，故应为 Fe－2e－ ===Fe2＋；D 项中由于常温下铝遇浓硝酸易发生钝化，所以此时铜更容易失去电子而作负极

8.解析:选C根据原电池原理,负极金属比正极活泼,可知金属活动性Y>X:根据金属活动性顺序和置换反应原理可知活动性X>Z,故Y>X>Z。解析:选D等质量的两份锌粉中,加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸, 同时向a中加入少量CuSQ溶液,则a中发生的反应有:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,Zn+2H=Zn2 ++H2,由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池,所以,a中的反应速率比b中的反应速率大,即反应完成所需的时间短,但Cu2消耗了少量的Zn,a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生如下反应:Zn+2H=Zn2+H2↑。符合这些条件的图像就是D。 10.解析:选B设铁片溶解的质量为xg,铜片上析出Cu的质量为yg。则 (100+y)-(100-x)=12 即x+y=12。① 由得失电子守恒可得:×2 即8x=7y。② 解①、②联立方程组得x=5.6g,y=6.4g 导线中通过电子的物质的量为568×2=0.2m0l 11.解析:选DMN-稀硫酸形成原电池时,M电极失电子,电子沿导线移至N极,故电流方向是由N到M 12.解析:选B氢氧燃料电池的总反应式为2H2+02=2H20,因此a电极上发生反应 2H2-4e=4H+,a电极是负极;b电极上发生反应O2+2H0+4e=4OH,b电极是正极, 以上电极反应式,适用电解质溶液为Na2S0溶液等;氢氧燃料电池的能量转化率较高,且产物是H0,无污染,是一种具有应用前景的绿色电源:氢氧燃料电池通入H、O就能工作, 无需将H、O2贮存在电池内部 13.解析:(1)Fe-Cu-H2SO4构成的原电池中,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e=Fe2 +:Cu作正极,电极反应式为2H++2e=H2↑。(2)Cu-Ag-AgN3构成的原电池中,Cu作负极,电极反应式为Cu-2e=Cu2+;Ag作正极,电极反应式为Ag+e=Ag。(3)氢氧燃料电池中,通H2的一极为负极,电极反应式为H+20-2e=2H20,通O的一极为正极,电极反应式为2H2O+02+4e=4OH。答案:(1)Fe-2e=Fe2+2H+2e=H2 Fe+2H==Fe2++H2↑ 2Agt2e=2A Cu+2Ag'=Cu+2Ag (3)2H2-4e-+4OH=4H20 O2+4e+2H20=4OH2H2+02=2H20 14.解析:根据实验记录,不难看出实验1中Mg作负极,Al作正极:实验2中Al作负极,Cu作正极;实验3中,A作负极,C作正极,总反应式是2A1+6H+=2A13++3H2↑ 实验4中,由于Al与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应:2A1+20H+2HO=2A1O+ 3H2,而駟与NaO溶液不反应,故A作负极,駟g作正极,通过以上的实验可以看出: 般是活泼的金属作负极,但也有特殊情况,也要考虑电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应答案:(1)不同 2)①负2A1-6e=2A13+②正6H+6e=3H2↑③2Al+6H=2A1++3H2↑ (3)负铝与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应 2Al+20H+2H20=2A102+3H2↑

5 8．解析：选 C 根据原电池原理，负极金属比正极活泼，可知金属活动性 Y＞X；根据金属活动性顺序和置换反应原理可知活动性 X＞Z，故 Y＞X＞Z。 9．解析：选 D 等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量 CuSO4 溶液，则 a 中发生的反应有：Zn＋Cu2＋ ===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋ ===Zn2 ＋＋H2↑，由于置换出来的 Cu 与 Zn 在稀硫酸中构成原电池，所以，a 中的反应速率比 b 中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但 Cu2＋消耗了少量的 Zn，a 中产生的 H2 比 b 中产生的 H2 少。b 中只发生如下反应：Zn＋2H＋ ===Zn2＋＋H2↑。符合这些条件的图像就是 D。 10．解析：选 B 设铁片溶解的质量为 x g，铜片上析出 Cu 的质量为 y g。则 (100＋y)－(100－x)＝12，即 x＋y＝12。① 由得失电子守恒可得： x 56×2＝ y 64×2，即 8x＝7y。② 解①、②联立方程组得 x＝5.6 g，y＝6.4 g。导线中通过电子的物质的量为 5.6 g 56 g·mol－1×2＝0.2 mol。 11．解析：选 D MN稀硫酸形成原电池时，M 电极失电子，电子沿导线移至 N 极，故电流方向是由 N 到 M。 12．解析：选 B 氢氧燃料电池的总反应式为 2H2＋O2===2H2O，因此 a 电极上发生反应 2H2－4e－ ===4H＋，a 电极是负极；b 电极上发生反应 O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－，b 电极是正极，以上电极反应式，适用电解质溶液为 Na2SO4 溶液等；氢氧燃料电池的能量转化率较高，且产物是 H2O，无污染，是一种具有应用前景的绿色电源；氢氧燃料电池通入 H2、O2 就能工作，无需将 H2、O2 贮存在电池内部。 13．解析：(1)FeCuH2SO4 构成的原电池中，Fe 作负极，电极反应式为 Fe－2e－ ===Fe2 ＋；Cu 作正极，电极反应式为 2H＋＋2e－ ===H2↑。(2)CuAgAgNO3 构成的原电池中，Cu 作负极，电极反应式为 Cu－2e－ ===Cu2＋；Ag 作正极，电极反应式为 Ag＋＋e － ===Ag。(3)氢氧燃料电池中，通 H2 的一极为负极，电极反应式为 H2＋2OH－－2e－ ===2H2O，通 O2 的一极为正极，电极反应式为 2H2O＋O2＋4e－ ===4OH－。答案：(1)Fe－2e－ ===Fe2＋ 2H＋＋2e－ ===H2↑ Fe＋2H＋ ===Fe2＋＋H2↑ (2)Cu－2e－ ===Cu2＋ 2Ag＋＋2e－ ===2Ag Cu＋2Ag＋ ===Cu2＋＋2Ag (3)2H2－4e－＋4OH－ ===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2H2＋O2===2H2O 14．解析：根据实验记录，不难看出实验 1 中 Mg 作负极，Al 作正极；实验 2 中 Al 作负极，Cu 作正极；实验 3 中，Al 作负极，C 作正极，总反应式是 2Al＋6H＋ ===2Al3＋＋3H2↑；实验 4 中，由于 Al 与 NaOH 溶液可以发生自发的氧化还原反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋ 3H2↑，而 Mg 与 NaOH 溶液不反应，故 Al 作负极，Mg 作正极，通过以上的实验可以看出：一般是活泼的金属作负极，但也有特殊情况，也要考虑电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应。答案：(1)不同 (2)①负 2Al－6e－ ===2Al3＋ ②正 6H＋＋6e－ ===3H2↑ ③2Al＋6H＋ ===2Al3＋＋3H2↑ (3)负铝与 NaOH 溶液可以发生自发的氧化还原反应 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑

人教版高中化学必修2第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能习题(1)

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