2019-2020学年高中化学作业9化学能转化为电能含解析 人教版必修2

2019-2020学年高中化学作业9化学能转化为电能含解析 人教版必修2

课时作业（九）‎ A组—基础巩固 化学能转化电能 ‎1．在理论上不能用于设计成原电池的化学反应是(　　)‎ A．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O B．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O C．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 D．2H2＋O2===2H2O 解析　氧化还原反应在理论上可设计成原电池，A项是复分解反应，不能设计成原电池。‎ 答案　A ‎2．(2018·甘肃兰州九中高一期中)如图装置中，明显有电流产生的是(　　)‎ 解析　酒精是非电解质，因此不能构成原电池，故A项错误；Pb、Cu和硝酸钠不能发生氧化还原反应，因此不能构成原电池，故B项错误；Cu比银活泼，发生Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，因此能够构成原电池，故C项正确；没有形成闭合回路，不能构成原电池，故D项错误。‎ 答案　C ‎3.下图是锌片和铜片在稀硫酸中所组成的原电池装置，c、d为两个电极。下列有关的判断不正确的是(　　)‎ A．电池工作的过程中，d电极上产生气泡 B．电池工作时，溶液中SO42－向d移动 C．c为负极，发生氧化反应 D．电池工作的过程中，溶液中SO42－浓度基本不变 解析　在锌片和铜片在稀硫酸中所组成的原电池装置中，由于电流方向是从d到c，所以c是负极，d是正极。A项，电池工作的过程中，在正极d电极上H＋得到电子变为氢气逸出，因此会产生气泡；所以A项正确；B项，电池工作时，溶液中SO42－向负极c电极移动，B项错误；C项，c为负极，在负极上失去电子，发生氧化反应，C项正确；D项，‎ 6‎ 电池工作的过程中，由于溶液中SO42－没有反应，所以离子的浓度基本不变，D项正确。‎ 答案　B ‎4．有a、b、c三种金属，两两分别接触并同处于稀硫酸中，如图所示。则三种金属活动性顺序为(　　)‎ A．a>b>c　　　　　　　 B．b>a>c C．c>a>b D．c>b>a 解析　不同金属构成原电池时，做负极的为活泼金属，活泼性分别为b>a、c>a、c>b，故c>b>a。‎ 答案　D ‎5．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，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，烧杯中的溶液为硫酸 B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸 D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 解析　两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，则形成了原电池，由于活动性Fe>C，所以Fe为负极，C为正极，且a极上有大量气泡生成，溶液是硫酸溶液。则b是Fe，是负极，在负极上发生反应：Fe－2e－===Fe2＋；a是正极，正极材料是C。在正极上发生反应：2H＋＋2e－===H2↑。故选项是C项。‎ 答案　C ‎6．下列各组的电极材料和电解液，不能组成原电池的是(　　)‎ A．铜片、石墨棒，稀硫酸 B．铜片、石墨棒，硝酸银溶液 C．锌片、铜片，稀盐酸 D．铜片、银片，FeCl3溶液 解析　铜片和稀硫酸不能自发地发生氧化还原反应，所以不能构成原电池，故A项符合；两电极的活动性不同，且铜片与硝酸银溶液能自发地发生氧化还原反应，所以能构成原电池，故B项不符合；两金属的活泼性不同，且锌片和稀盐酸能自发地发生氧化还原反应，所以能构成原电池，故C项不符合；两金属的活泼性不同，且铜片与氯化铁溶液能自发地发生氧化还原反应，所以能构成原电池，故D项不符合。‎ 6‎ 答案　A ‎7.某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。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－===Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解 D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动 解析　铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁片上，A项正确。a和b用导线连接后，构成原电池，其中Fe作负极，发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确、D项错误。无论a和b是否连接，铁都被氧化生成Fe2＋，C项正确。‎ 答案　D ‎8．向足量的a、b两份锌粉中，分别加入少量且等量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液。下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是(　　)‎ 解析　足量的a、b两份锌粉中，分别加入少量且等量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，发生反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，形成原电池，反应速率加快，反应用时少于b，锌粉足量，生成氢气的量由硫酸的量决定，硫酸等量，产生氢气的体积相同，结合图像知，选A项。‎ 答案　A ‎9．(1)将锌、铜用导线连接后浸入2 mol/L的稀硫酸中，正极电极反应式为________________，发生________反应(填氧化或还原)；电子从________经外电路到________(填锌或铜)，溶液中H＋向________移动(填正极或负极)。‎ ‎(2)根据反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计原电池，所需负极材料为________，溶液中Fe3＋向________(填“负极”或“正极”)迁移，负极反应式为________；正极反应式为____________________。‎ 解析　(1)将锌、铜用导线连接后浸入2 mol/L的稀硫酸中形成原电池，该原电池中锌是负极，发生氧化反应，铜是正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；外电路上，电子从负极沿导线到正极，即电子是从锌经外电路到铜；溶液中H＋向正极移动。(2)根据反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计原电池，铜的化合价由0价升高为＋2价，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；电解质溶液中阳离子Fe3＋向正极迁移，在正极上发生还原反应，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。‎ 6‎ 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑　还原　锌　铜　正极 ‎(2)Cu　正　Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋‎ B组—能力提升 ‎10．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：‎ 实验 装置 部分实 验现象 a极质量减小 b极质量增加 c极有气体产生 b极质量减轻 d极溶解c极有 气体产生 电流从a极 流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)‎ A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 考查内容　原电池原理的应用 解析　原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。a极质量减小，b极质量增加，这说明b电极是正极，a电极是负极，这说明a电极的金属性强于b；c极有气体产生，b极质量减轻，这说明c电极是正极，b电极是负极，则金属性b强于c；d极溶解，c极有气体产生，则d电极是负极，c电极是正极，则金属性d强于c；电流从a极流向d极，这说明d电极是负极，a电极是正极，则金属性d强于a，所以金属性是d＞a＞b＞c，故选C项。‎ 答案　C ‎11．如下图所示，将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成闭合回路，该装置在工作时，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．镁比铝活泼，镁失去电子被氧化成Mg2＋‎ B．铝是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成 C．该装置的内、外电路中，均是电子的定向移动形成电流 D．该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理 考查内容　镁片、铝片与NaOH溶液构成的原电池的工作原理的知识 解析　A项，在Mg、Al与一定浓度的NaOH溶液形成的原电池中，由于Al能够与NaOH发生反应，所以Al作负极，发生氧化反应失去电子被氧化成Al3＋。A项错误；B项，‎ 6‎ 铝是电池的负极，开始工作时溶液中产生的Al3＋会与溶液中过量的OH－发生反应产生容易溶解的AlO2－，因此溶液中不会立即有白色沉淀生成，B项错误；C项，该装置的外电路中，电子的定向移动形成电流，而在内电路中则是离子定向移动形成电流，C项错误；D项，由于Al2O3能够与NaOH发生反应而溶解，所以该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理，D项正确。‎ 答案　D ‎12．下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)‎ 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸溶液 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 解析　由题干已知：M棒变粗，N棒变细推出N作负极，N的活泼性强于M，排除A项，M作正极，金属阳离子得电子在M极析出，排除B、D两项，C项正确。‎ 答案　C C组—高分突破 ‎13．(2018·河北馆陶一中高一期中)某化学兴趣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 Al、Mg 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 Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向Mg ‎5‎ Al、Zn 浓硝酸 偏向Al 试根据上表中的实验现象回答下列问题：‎ ‎(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同________， (填“是”或“否”)。‎ ‎(2)根据实验3完成下列填空：‎ 6‎ ‎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)实验4中铝作(填“负极”或“正极”)，理由是___________________________________________________________________，写出铝电极的电极反应式：_____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)实验1中：Mg、Al都能与盐酸反应，因为Mg的活动性比Al强，因此Mg作负极，Al作正极，实验2中：铝与盐酸反应，铜不与盐酸反应，因此Al作负极，Cu作正极，综上所述，两个实验中铝所作的电极不同。(2)①实验3中铝与盐酸发生氧化还原反应，反应方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，Al作负极，其电极反应式为Al－3e－===Al3＋或2Al—6e－===2Al3＋。②根据③石墨作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑或6H＋＋6e－===3 H2↑。③电池总反应式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。(3)实验4中，虽然镁比铝活泼，但是镁不与氢氧化钠反应，而铝与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，即2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，因此铝作负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO2－＋2H2O。(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，因此锌作负极，铝作正极。‎ 答案　(1)否 ‎(2)①负　2Al—6e－===2Al3＋‎ ‎②正　6H＋＋6e－===3H2↑‎ ‎③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎(3)负极　在NaOH溶液中，Al与NaOH溶液发生氧化还原反应，而Mg不与NaOH溶液反应　Al－3e－＋4OH－===AlO2－＋2H2O ‎(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，Al是原电池的正极 6‎