2018-2019學年高中化學 課時分層作業(yè)11 化學能轉(zhuǎn)化為電能 化學電源 蘇教版必修2.doc
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課時分層作業(yè)(十一) 化學能轉(zhuǎn)化為電能 化學電源 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標練] 1．下列圖示的裝置屬于原電池的是( ) A．①②⑥⑧ B．③④⑤⑦ C．③④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦⑧ C [構成原電池的條件為：兩極為活潑性不同的金屬(或金屬與石墨)、電解質(zhì)溶液、導線連接或直接接觸、構成閉合回路。其中①②缺少另一電極材料、⑤中的酒精不是電解質(zhì)溶液、⑧沒有構成閉合回路，故不能構成原電池。] 2．下列說法正確的是( ) 【導學號：13572082】 A．原電池是把電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置 B．原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應 C．原電池兩極板一定分別發(fā)生氧化反應和還原反應 D．原電池內(nèi)部的陽離子向正極移動 D [原電池中的電子移動方向是：負極→外電路→正極，可見B選項錯；陽離子向正極移動，得電子，發(fā)生還原反應，D項正確；在原電池中兩個電極板不一定發(fā)生氧化還原反應，也可能是通入兩個電極的其他物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應，如氫氧燃料電池，C項錯。] 3．下面是四個化學反應，你認為理論上不可用于設計原電池的化學反應是( ) 【導學號：13572083】 A．Fe＋2FeCl3===3FeCl2 B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O C．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O D．CH4＋2O2===CO2＋2H2O B [只要是氧化還原反應就存在電子的轉(zhuǎn)移，理論上就能設計成原電池，只有B項中的反應屬于復分解反應，其他的都是氧化還原反應。] 4.下列關于如圖所示原電池裝置的敘述中，正確的是( ) A．銅片是負極 B．氫離子在銅片表面被還原 C．電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片 D．銅片質(zhì)量逐漸減小 B [較活潑的金屬鋅作負極，較不活潑的金屬銅作正極，故A錯誤；銅是正極，正極上氫離子得電子，發(fā)生還原反應生成氫氣，所以氫離子在銅片表面被還原，故B正確；電子從負極沿導線流向正極，電流從正極(Cu)流向負極(Zn)，故C錯誤；鋅失電子生成鋅離子進入溶液，所以鋅片質(zhì)量逐漸減小，氫離子在銅片表面被還原成氫氣，銅片的質(zhì)量不變，故D錯誤。] 5．以下四位同學的觀點中正確的是( ) A．根據(jù)反應Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑設計的原電池中銅作負極 B．鈉塊與銅用導線連接后插入到稀鹽酸中發(fā)現(xiàn)銅的表面很快有大量的氣泡冒出 C．根據(jù)原電池原理，可以將反應2H2＋O2===2H2O設計成原電池，且H2在負極反應 D．構成閉合回路是形成原電池的必備要素之一，電子在此閉合回路中從負極流經(jīng)導線到達正極，再從正極經(jīng)電解質(zhì)溶液流回負極 C [銅與稀硫酸不反應，故A項無法設計成原電池；鈉能與鹽酸劇烈反應放熱而熔化，不能作為電極材料，B錯；只要是能自發(fā)進行的氧化還原反應都可設計成原電池，在負極上反應的物質(zhì)所含元素化合價升高，C正確；電子在負極生成經(jīng)導線流向正極，在正極上被消耗，而不可能再經(jīng)過溶液，D錯。] 6.如圖所示裝置，下列有關該裝置反應開始時的敘述正確的是( ) A．鋅極附近滴入酚酞，溶液呈紅色 B．鐵極發(fā)生的電極反應為2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．鐵極發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹 D．溶液中的OH－向鐵極移動 B [裝置相當于中性溶液中較活潑金屬鋅發(fā)生吸氧腐蝕，鋅極發(fā)生反應Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，滴入酚酞，溶液不呈紅色，A錯誤；鐵極發(fā)生還原反應，而鐵的腐蝕是氧化反應，B正確，C錯誤；溶液中陰離子向鋅極(負極)移動，D錯誤。] 7．以前所用鋅錳干電池的電極分別為鋅筒和石墨棒，以糊狀NH4Cl作電解質(zhì)，電池反應為Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)。 下列有關鋅錳干電池的敘述中，正確的是( ) A．干電池中鋅筒為正極，石墨棒為負極 B．干電池長時間連續(xù)工作后，糊狀物可能流出，腐蝕用電器 C．干電池工作時，電流方向是由鋅筒經(jīng)外電路流向石墨棒 D．干電池可實現(xiàn)化學能向電能和電能向化學能的相互轉(zhuǎn)化 B [鋅錳干電池中，較活潑的金屬鋅筒為負極，石墨棒為正極，A錯誤；長時間使用后，鋅筒上出現(xiàn)空洞，糊狀電解質(zhì)流出，容易腐蝕用電器，B正確；原電池中電子流動方向由負極經(jīng)外電路流向正極，而電流方向相反，C錯誤；干電池中只有化學能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤。] 8．將兩個鉑電極插入氫氧化鉀溶液中，向兩極分別通入甲烷和氧氣，可構成甲烷燃料電池，已知通入甲烷一極發(fā)生的反應為：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；通入氧氣的一極發(fā)生的反應為：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，下列敘述正確的是( ) 【導學號：13572084】 A．通入甲烷的一極為正極 B．通入氧氣的一極為正極 C．正極發(fā)生氧化反應 D．在燃料電池工作時，溶液中的陰離子向正極移動 B [由電極反應可知，在反應過程中CH4失電子作還原劑，故通入甲烷的一極為負極，則通入氧氣的一極為正極；在燃料電池工作時，陰離子向負極移動。] 9．將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。 【導學號：13572085】 (1)鋅片上發(fā)生的電極反應式為___________________； 銀片上發(fā)生的電極反應式為__________________________。 (2)若起始時該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47g，則生成H2體積(標準狀況)為________，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目是________。 【解析】 (1)因金屬的活動性順序為Zn>Ag，所以將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池時，鋅片作負極，發(fā)生氧化反應Zn－2e－===Zn2＋；銀片作正極，發(fā)生還原反應2H＋＋2e－===H2↑。 (2)鋅片與銀片總質(zhì)量減輕，是因為負極鋅失去電子溶解，根據(jù)電子得失守恒，負極每有1 mol 鋅溶解，正極必產(chǎn)生1 mol H2，并轉(zhuǎn)移2 mol電子。根據(jù)電子得失守恒有： Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑～轉(zhuǎn)移電子 65 22.4 L 2e－ 60 g－47 g V L x ＝＝ 得V＝4.48 L，x＝0.4 mol，故N(e－)＝0.4NA。 【答案】 (1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑ (2)4.48 L 0.4NA 10．燃料電池是目前正在探索的一種新型電池。它主要是利用燃料在燃燒過程中把化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，目前已經(jīng)使用的氫氧燃料電池的基本反應是 x極：O2(氣)＋2H2O(液)＋4e－===4OH－ y極：H2(氣)＋2OH－－2e－===2H2O(液) 回答下列問題： (1)x是________極，發(fā)生________反應；y是________極，發(fā)生________反應(填“氧化”或“還原”)。 (2)總反應方程式為________________________。 (3)若反應后得到5.4 g液態(tài)水，此時氫氧燃料電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__________。 【解析】 (1)x極：O2得電子發(fā)生還原反應，所以為正極。y極：H2失電子發(fā)生氧化反應，所以為負極。 (2)x極、y極得失電子應相同，故x極電極方程式與y極電極方程式乘以2相加得總反應方程式為2H2＋O2===2H2O。 (3) 4 mol e－～ 2H2O 4 mol 218 g n(e－) 5.4 g n(e－)＝0.6 mol。 【答案】 (1)正 還原 負 氧化 (2)2H2＋O2===2H2O (3)0.6NA 11.如圖所示，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質(zhì)溶液。 【導學號：13572086】 (1)B為原電池的________極，金屬活潑性，A________B(填“>”或“<”)。 (2)若電極有：Zn、Fe、Cu、Ag四種金屬棒，且已知B為Cu，則A為________； 現(xiàn)有稀H2SO4和AgNO3溶液可供選擇，則C應為________。 【解析】 據(jù)題意可知，B為原電池負極，A為正極，所以金屬活潑性：A
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