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2020届一轮复习人教版 化学能与电能 课时作业
2020届一轮复习人教版 化学能与电能 课时作业 学校:__________姓名:__________班级:__________考号:__________ 1、某小组为研究电化学原理,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﹣═Cu C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D.a和b连接时,铜片上发生氧化反应 2、将Zn和Cu用导线连接置于同一稀硫酸溶液中,下列叙述正确的是( ) A.正极附近c(H+)逐渐增大 B.SO42﹣向正极移动 C.正极、负极附近c(H+)基本不变 D.Zn片、Cu片同时冒出气泡,则说明Zn片不纯 3、下列有关原电池的叙述中正确的是( ) A.把电能转变为化学能的装置 B.活泼金属做正极,不活泼金属或非金属做负极 C.外电路中电子从负极流向正极 D.正极发生氧化反应 4、用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl―、Br―、Na+、Mg2+)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中,正确的是 A.电池工作时,正极反应式为:O2 +2 H2O + 4e—=4 OH― B.电解时,a 极周围首先放电的是Br―而不是Cl―,说明前者的还原性强于后者 C.电解时,电子流动路径是:负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 D.忽能量损耗,当电池中消耗0.02g H2 时,b 极周围会产生0.02g H2 5、某原电池总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是 选项 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag 电解液 FeCl3 Fe(NO3)2 CuSO4 Fe2(SO4)3 A. A B. B C. C D. D 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 7、如图所示装置,电流表指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的( ) A. A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸 B. A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸 C. A是Cu,B是Fe,C为稀Cu(NO3)2溶液 D. A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液 8、能源可划分为一级能源和二级能源.自然界中以现成形式提供的能源为一级能源;需依靠 其他能源的能量间接制取的能源为二级能源.下列叙述正确的是( ) A.电能是一级能源 B.水煤气是二级能源 C.天然气是二级能源 D.水能是二级能源 9、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y,下列有关说法正确的是( ) A.石墨Ⅰ极为正极,石墨Ⅱ极为负极 B.Y的化学式可能为NO C.石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2+NO3﹣﹣e﹣═N2O5 D.石墨Ⅱ极上发生氧化反应 10、锌锰干电池是家庭常用的电池,该电池工作时发生的化学反应为:Zn+2NH4C1+2Mn02═Zn(NH3)2C12+2MnO(OH),下列说法正确的是( ) A.电池工作时锌片作为正极 B.电池工作时从正极向外电路输出电子 C.电池工作时Mn02发生还原反应 D.电池工作时电能向化学能转化 11、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片,下列叙述正确的是( ) A.正极发生得电子的氧化反应 B.电子通过导线由铜片流向锌片 C.正极有O2逸出 D.铜片上有H2逸出 12、被称之为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片(在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰)作为传导体,在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH),下列说法正确的是( ) A. 该电池的正极为锌,发生氧化反应 B. 该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C. 当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子总数为1.204×1023 D. 电池正极反应式为:2MnO2+2e-+H2O=2MnO(OH)+2OH- 13、如下图所示装置,若要使装置中电流计的指针发生偏转,则向容器中加入的物质是( ) A.植物油 B.酒精 C.蔗糖溶液 D.稀硫酸 14、分别按图A、B、C所示装置进行实验,图中三个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸.请回答下列问题: (1)以下叙述中,正确的是 . A.B中铁片是负极,C中铁片是正极 B.三个烧杯中铁片表面均有气泡产生 C.A、B两烧杯中溶液的pH均增大 D.产生气泡的速率A中比B中慢 E.B的外电路中电流方向Fe→Sn F.B溶液中SO42﹣向 Sn电极移动 (2)变化过程中能量转化的形式主要是:A为 ;B为 . (3)有同学想把Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应设计成原电池,你认为此想法是否可行? (填“是”或“否”),理由是 . (4)A、B、C三个烧杯中铁的腐蚀速率 > > . 15、某实验小组同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化. 请回答下列问题: (1)反应①是 热反应,其离子方程式是 .Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是 热反应.其化学方程式是 . 反应过程 (填“①”或“②”)的能量变化可用图2表示. (2)现有如下两个反应:(A)NaOH+HCl═NaCl+H2O (B)2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2 ①以上两个反应能设计成原电池的是 . ②写出设计原电池正极电极反应式 . 16、英国一家公司正在研发全球首款“充一次电,用七天”的碱性氢氧燃料手机电池.如图为碱性氢氧燃料电池结构示意图. 请回答下列问题. (1)电池是将化学能直接转化为 能的装置. (2)氢氧燃料电池中发生反应的化学方程式是 .作为碱性氢氧燃料电池,该电池的电解质溶液可以是 . (3)b 电极上的反应为,则该电极为电池的 极.从氧化还原角度分析,该反应属于 反应. (4)氢氧燃料电池与普通电池相比,其优点是 (答出一点即可).但作为手机电池,长时间使用时,会感觉手机发烫,这是因为有一部分能量转化为 能,所以它还需要解决一些问题,如:手机壳必须多开一个排气孔,可能的原因是 . 17、燃料电池是一种能量转换效率高、对环境友好的化学电源,图为一种氢氧燃料电池的结构装置. (1)电极b为该燃料电池的 极(填“正”或“负”),电极方程式为 ; (2)电池工作时,溶液中的OH﹣移向 极(填“a”或“b”); (3)电池工作时,在导线中电子流动方向为 (用a、b表示); (4)电池使用一段时间后,溶液的pH值 (填“增大”或“减小”); (5)当电池工作一段时间后消耗标准状况下H2为6.72L时,转移电子 mol. 18、某同学用铁、铜作为电极,稀硫酸作为电解液组成原电池,如图所示,完成下列空格.(涉及到电极填写具体物质的元素符号) (1)正极是 (填“铜极”或“铁极”),现象是: ,电极反应是: . (2)电流从 经导线流到 (填“铜极”或“铁极”). (3)若反应生成的氢气在标况下为4.48L,则反应过程中有 mol电子发生转移,溶解的铁质量为 g. 19、氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.请回答: (1)负极反应式为 ;正极反应式为 . (2)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断地提供电能.因此,大量安全储氢是关键技术之一. 金属锂是一种重要的储氢材料,其吸氢和放氢原理如下: Ⅰ.2Li+H22LiH Ⅱ.LiH+H2O═LiOH+H2↑ ①反应Ⅱ中的氧化剂是 ; ②已知LiH固体密度为0.80g·cm﹣3,用锂吸收112L(标准状况下)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 (可用分数表示或用a×10﹣b表示,a保留两位小数); ③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 mol. 20、为了避免锌片与Cu2+直接接触发生反应而影响原电池的放电效率,有人设计了如下装置,按要求完成以下填空: (1)此装置工作时,可以观察到的现象是______________________________________ ________________________________________________________________________, 电池总反应式为__________________________________________________________。 (2)以上电池中,锌和锌盐溶液组成________,铜和铜盐溶液组成________,中间通过盐桥连接起来。 (3)电池工作时,硫酸锌溶液中SO向________移动,硫酸铜溶液中SO向________移动。 (4)此盐桥内为饱和KCl溶液,盐桥是通过________移动来导电的。在工作时,K+移向________。 参考答案 1、答案:D 解:A、a和b不连接时,铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应,铁能将金属铜从其盐中置换出来,所以铁片上会有金属铜析出,故A正确; B、a和b用导线连接时,形成了原电池,铜作正极,发生的反应为:Cu2++2e﹣=Cu,故B正确; C、a和b不连接时,铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应,铁能将金属铜从其盐中置换出来,a和b用导线连接时,形成了原电池,加快了铁将金属铜从其盐中置换出来的速度,无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从硫酸铜的蓝色逐渐变成硫酸亚铁的浅绿色,故C正确; D、a和b用导线连接时,形成原电池,铁为负极,铁失电子逐渐溶解,铜离子在正极铜上得电子,所以铜片上发生还原反应,故D错误. 故选D. 2、答案:D 解:A.该装置中,锌易失电子作负极,负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子,正极上氢离子得电子发生还原反应消耗氢离子,所以附近c(H+)逐渐减小,故A错误; B.原电池放电时,阴离子向负极移动,所以SO42﹣向负极移动,故B错误; C.原电池放电时,正极上氢离子得电子发生还原反应消耗氢离子,所以附近c(H+)逐渐减小,故C错误; D.电子从锌片流向铜片,所以铜片上有大量电子,氢离子得电子生成氢气,所以氢气在铜片上析出;如果锌片上有氢气生成,则说明锌片不纯,锌与杂质电解质溶液形成原电池,故D正确; 故选D. 3、答案:C A.原电池反应中能自发的进行氧化还原反应,是将化学能转化为电能的装置,故A错误; B.原电池中,电子流出的电极为负极,电子流入的电极为正极,电子从活泼金属流向不活泼金属,则活泼金属做负极,不活泼金属为正极,故B错误; C.外电路中,电子从负极沿导线流向正极,电流从正极沿导线流向负极,故C正确; D.正极上得电子发生还原反应,负极上失电子发生氧化反应,故D错误; 故选C. 4、答案:D 5、答案:D A、金属锌比金属铜活泼,锌作负极,发生的反应为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,A错误; B、金属铜和亚铁盐不反应,没有自发的氧化还原反应,B错误; C、锌比铁活泼,锌作负极,电池反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,C错误; D、铜比银活泼,金属铜做原电池的负极,电池反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,D正确; 6、答案:A 解:本题考查原电池形成的条件。 7、答案:C 解:该原电池中,A极逐渐变粗,B极逐渐变细,所以B作负极,A作正极,B的活泼性大于A的活泼性,所以 A、D错误; A极逐渐变粗,说明有金属析出,B选项析出氢气不是金属,故B项错误;C选项析出金属,所以C 符合题意,故选C 。 8、答案:B 解:自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,需依靠其它能源的能量间接制取的能源成为二级能源. A、电能是通过热能或风能、太阳能等等转化而来,是二级能源,故A错误; B、水煤气是用水和煤制得的,属于二级能源,故B正确; C、天然气是自然界中以现成形式提供的能源,为一级能源,故C错误; D、水能是可以直接利用、没有经过人为加工的能源,属于一级能源,故D错误; 故选B. 9、答案:C 解:A.由图可知,石墨Ⅱ上氧气得到电子,则石墨Ⅱ为正极,石墨I上NO2失去电子,石墨I为负极,故A错误; B.石墨I上NO2失去电子,N元素的化合价应从+4价升高,Y不可能为NO,故B错误; C.石墨I上NO2失去电子,负极反应为NO2+NO3﹣﹣e﹣═N2O5,故C正确; D.石墨Ⅱ为正极,发生还原反应,故D错误; 故选C. 10、答案:C 解:A、根据电池反应:Zn+2NH4C1+2Mn02═Zn( NH3)2C12+2MnO(OH),原电池中负极上是金属锌发生失电子的氧化反应,故A错误; B、电池中电子从负极流向正极,故B错误; C、电池工作时,Mn02中Mn的化合价降低,发生还原反应,故C正确; D、电池是将化学能转化为电能的装置,故D错误. 故选C. 11、答案:D Zn、Cu、硫酸构成的原电池金属锌做负极,金属铜做正极. A、正极上放电的是氢离子,发生得电子的还原反应,故A错误; B、原电池中,电子的流向是从负极经导线流向正极,即从锌片流向铜片,故B错误; C、正极上放电的是氢离子,正极有氢气逸出,故C错误; D、金属铜做正极,正极上放电的是氢离子,有氢气逸出,故D正确. 故选D. 12、答案:D 解: 本题考查化学电源新型电池。A.该装置中,锌元素化合价由0价变为+2价,所以锌作负极,故A错误;B.该反应中,锰元素化合价由+4价变为+2价,所以二氧化锰作正极,故B错误;C.电子不进入电解质溶液,故C错误;D.正极上二氧化锰得电子和水反应,电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-═2MnO(OH)+2OH-,故D正确;故选D。 13、答案:D 解:A.植物油是有机物,不能产生自由移动的离子,不能导电,不能形成原电池,故A不符合;B.酒精是非电解质不导电,不能形成用原电池反应,故B不符合;C.蔗糖溶液是非电解质溶液,无自由移动的离子,不能导电,故C不符合;D.稀硫酸是电解质溶液,锌做负极发生氧化反应,溶液中氢离子得到电子生成氢气,原电池反应中有电子转移,产生电流,故D符合;故选D。 14、答案:(1)ACD; (2)化学能转化为热能;化学能转化为电能; (3)否;该反应不是氧化还原反应; (4)B;A;C. 解:(1)C中锌比铜铁活泼,能与稀硫酸反应,构成原电池,Zn是负极,Fe是正极;A没有形成闭合回路,不能形成原电池,B形成闭合回路,形成原电池,Fe是负极,Sn是正极;A.B中铁片是负极,C中铁片是正极,故正确; B.B形成闭合回路,形成原电池,Fe是负极,Sn是正极,铁片表面不会有气泡产生,故错误; C.A、B两烧杯中硫酸溶液都会被消耗,所以酸性减弱,溶液的pH均增大,故正确; D.B形成原电池,A不会,原电池可以加快反应速率,所以产生气泡的速率A中比B中慢,故正确; E.B形成闭合回路,形成原电池,Fe是负极,Sn是正极,外电路中电流方向Sn→Fe,故错误; F.B中Fe是负极,Sn是正极,SO42﹣向负极Fe电极移动,故错误; 故选:ACD; (2)A中金属Fe的化学腐蚀,是将化学能转化为热能,B是原电池,原电池装置是将化学能转化为电能的装置;故答案为:化学能转化为热能;化学能转化为电能; (3)Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热的非氧化还原反应,不能设计成原电池,故答案为:否;该反应不是氧化还原反应; (4)金属的腐蚀速率:原电池的负极金属>金属的化学腐蚀>有保护措施的腐蚀,A没有形成闭合回路,不能形成原电池,属于化学腐蚀,B形成原电池,Fe是负极,Sn是正极,C中铁片是正极,被保护,所以三个烧杯中铁的腐蚀速率B>A>C,故答案为:B;A;C. 15、答案:(1)放;2Al+6H+═2Al3++3H2↑;吸;Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3;①; (2)①B; ②2Fe3++2e﹣=2Fe2+. 解:(1)Al与HCl反应后,温度升高,则说明反应放热,离子反应方程式为:2Al+6H+═2Al3++3H2↑;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应温度降低,说明反应为吸热反应,化学反应方程式为:Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3;反应①为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以①的能量变化可用图2表示;故答案为:放;2Al+6H+═2Al3++3H2↑;吸;Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3;①; (2)①自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池,A反应中没有电子转移,不属于氧化还原反应,所以不能设计成原电池;B属于自发进行的放热的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故答案为:B; ② 该原电池中,Cu失电子作负极,不如Cu活泼的金属或导电的非金属性作正极,电解质溶液为可溶性的氯化铁溶液,正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为:2Fe3++2e﹣=2Fe2+,负极上Cu失电子发生氧化反应,电极反应式为:Cu﹣2e﹣═Cu2+;故答案为:2Fe3++2e﹣=2Fe2+. 16、答案:(1)电能; (2)2H2+O2=2H2O;KOH溶液; (3)正;还原反应; (4)无污染,还能循环再利用;热;有利于水蒸气的散发. 解:本题考查原电池和电解池的工作原理. (1)燃料电池是将化学能转化成电能的装置,故答案为:电能; (2)碱性氢氧燃料电池中的电解质溶液一般是KOH溶液,电池总反应是氢气与氧气反应生成水,反应方程式为2H2+O2=2H2O, 故答案为:2H2+O2=2H2O;KOH溶液; (3)正极充入氧气,则b 电极上氧气得电子发生还原反应,电极反应方程式:2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣, 故答案为:正;还原反应; (4)氢氧燃料电池的产物是水,与普通电池相比,无污染,还能循环再利用;手机电池长时间使用时会感觉手机发烫,是因为有一部分能量转化为热能,因此手机壳必须多开一个排气孔,可能的原因是有利于水蒸气的散发, 故答案为:无污染,还能循环再利用;热;有利于水蒸气的散发. 17、答案:(1)正;O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣; (2)a; (3)a流向b; (4)减少; (5)0.6. 解:(1)电极b通入氧气,为该燃料电池的正极,电极方程式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,故答案为:正;O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣; (2)原电池中阴离子向负极移动,溶液中的OH﹣移向a,故答案为:a; (3)电子流动由负极流向正极,所以由a流向b,故答案为:a流向b; (4)总的反应式为:O2+2H2=2H2O,生成水溶液浓度变稀,所以溶液的PH减小,故答案为:减少; (5)产生标准状况下H2 为6.72L,所以物质的量为=0.3mol,生成1mol的氢气转移2mol的电子,所以转移电子的物质的量为:0.3mol×2=0.6mol, 故答案为:0.6. 18、答案:(1)铜极;有气泡产生;2H++2e﹣=H2↑; (2)铜极;铁极; (3)0.4;11.2. 解:(1)铁的活泼性大于铜,所以铜是正极;正极上氢离子得电子生成氢气,所以看到的现象是有气泡生成,发生还原反应. 故答案为:铜极;有气泡产生;2H++2e﹣=H2↑; (2)电子的流向是从负极沿导线到正极,电流的方向与电子的流向相反, 故答案为:铜极;铁极; (3)Fe+H2SO4 =FeSO4 +H2↑ 转移电子 56g 22.4L 2mol 11.2g 4.48L 0.4mol 故答案为:0.4;11.2. 19、答案:(1)2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O;O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣; (2)① H2O; ② 8.93×10﹣4; ③ 16. 解:(1)通入氢气的一极为原电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,碱性溶液中负极反应为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O,正极反应为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣; 故答案为:2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O;O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣; (2)①Li从零价升至+1价,作还原剂,H2O的H从+1降至H2中的零价,作氧化剂,故答案为:H2O; ②由反应I,吸收112L(标准状况下)H2,即5molH2时,则生成10molLiH,V===0.1L, ==8.93×10﹣4, 故答案为:8.93×10﹣4; ③10mol LiH可生成10mol H2,实际参加反应的H2为10mol×80%=8mol,1molH2转化成1molH2O,转移2mol电子,所以8molH2可转移16mol的电子, 故答案为:16. 20、答案:(1)电流计指针发生偏转,锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质析出 Zn+Cu2+===Zn2++Cu (2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极 盐桥 (4)离子 正极区(CuSO4溶液) 该装置为锌铜原电池,总反应式为:Zn+Cu2+===Cu+Zn2+,电池工作时,观察到①电流计指针发生偏转,②锌片不断溶解,③铜片上有红色物质析出,其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池,Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时,ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动,CuSO4溶液中SO向盐桥移动,而盐桥中,K+向正极区(CuSO4溶液)移动,Cl-向负极区(ZnSO4溶液)移动,这样靠离子的移动形成闭合回路而导电。 查看更多