2020化学新学案人教必修二增分练第二章第二节化学能与电能解析

1．原电池产生电流的本质原因是()A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移答案：D2．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．XYZB．XZYC．YXZD．YZX解析：根据原电池原理，负极金属比较活泼，可知YX，根据活泼金属置换不活泼金属，可知XZ，故YXZ。答案：C3．如图为锌—铜—水果电池装置示意图，下列说法正确的是()A．铜片为负极，发生还原反应B．锌片上发生还原反应：Zn－2e－===Zn2＋C．该装置将电能转变为化学能D．电子由锌片沿导线流向铜极解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子由负极经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。A.锌的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，A错误；B.锌片是负极，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，B错误；C.该装置是原电池，将化学能转变为电能，C错误；D.电子由负极锌片沿导线流向正极铜极，D正确。答案：D4．电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电极总反应为Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列叙述正确的是()A．Zn是正极，Ag2O是负极B．Zn是负极，Ag2O是正极C．该电池可将化学能100%转化为电能D．工作时电子由Zn极经溶液移向Ag2O极解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，电子经导线移向正极。根据方程式可知锌是还原剂，则Zn是负极，氧化银得电子，因此Ag2O是正极，A错误，B正确；该电池不可能将化学能100%转化为电能，C错误；工作时电子由Zn极经导线移向Ag2O极，溶液不能传递电子，D错误。答案：B5．等质量的两份锌粉a、b中分别加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系，其中正确的是()解析：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↑。答案：A6．如下图，在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为________极，电极上发生的是________(“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_________________，锌片上观察到的现象为________________，银为________极，电极上发生的是____________(“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是______________，银片上观察到的现象是________________。解析：在该电池中，锌为负极，发生氧化反应，逐渐溶解；Ag为正极，发生还原反应，有红色的铜析出。答案：负氧化Zn－2e－===Zn2＋锌片逐渐溶解正还原Cu2＋＋2e－===Cu有红色物质析出(时间：40分钟)A级基础巩固1．下列可设计成原电池的化学反应是()A．H2O(l)＋CaO(s)===Ca(OH)2(s)B．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2OC．2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑D．CH4(g)＋2O2(g)=====点燃CO2(g)＋2H2O(l)解析：可设计成原电池的化学反应是能自发进行的氧化还原反应，A、B错误；C中反应是氧化还原反应，但是反应物只有一种，不能在正极和负极分别反应，错误。答案：D2．镍—镉(NiCd)可充电电池可以发生如下反应：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2充电放电Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知该电池的负极材料是()A．CdB．NiO(OH)C．Cd(OH)2D．Ni(OH)2解析：放电时，元素化合价升高失电子的物质为负极材料。答案：A3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置装置一装置二装置三装置四部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化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．abcdB．bcdaC．dabcD．abdc解析：装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三形成原电池，易知d比c活泼；装置四中，电流从a极流向d极，则电子是从d极流向a极，知d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc。答案：C4．因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池。锌电池的反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，则下列叙述正确的是()A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋C．正极发生氧化反应D．电解质溶液肯定是强酸解析：Zn与O2的反应中，Zn失去电子发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，所以Zn作负极，O2在正极发生还原反应。电解质溶液应该是碱性溶液，若电解质溶液是强酸，电池反应就不是2Zn＋O2===2ZnO而是Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，故选项B正确。答案：B5.如图所示是一个燃料电池的示意图，当此燃料电池工作时，下列分析中正确的是()A．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极上发生的反应为H2－2e－===2H＋B．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则溶液中的H＋向b极移动D．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则溶液中的OH－向b极移动解析：A项，如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极是负极，氢气失去电子，发生的反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，A错误；B项，如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极是正极，氧气得到电子，发生的反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错误；原电池中，阳离子向正极(b极)移动，阴离子向负极(a极)移动，C正确，D错误。答案：C6．一种既能提供电能又能固氮的新型氢氮燃料电池的工作原理如图所示，其中电解质溶液为溶有化合物A的稀盐酸。下列有关叙述错误的是()A．通入N2的电极发生的电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH＋4B．该装置能将化学能转化为电能，化合物A为NH4ClC．电子从通入N2的电极流出，经过用电器流向通入H2的电极D．反应过程中电解质溶液的pH会变大，故需要通入氯化氢气体解析：该电池的本质是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH＋4，A项正确；通入氢气的电极为负极，生成的铵根离子与氯化氢结合生成氯化铵，所以A是NH4Cl，B项正确；该装置是原电池装置，电子由负极通过外电路流向正极，即电子由通入氢气的电极沿外电路流向通入氮气的电极，C项错误；反应过程中，H＋不断消耗导致pH变大，需要通入氯化氢气体，D项正确。答案：CB级能力提升7．(1)下列装置属于原电池的是________(填序号)。(2)在选出的原电池中，________是负极，发生________反应，________是正极，该极的现象是______________________________。(3)此原电池反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________。解析：(1)依据构成原电池的基本条件，只有⑤符合。(2)在装置⑤中，较为活泼的金属铁作负极，发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋；不活泼的金属铜作正极，正极上发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，所以看到的现象是正极产生气泡。(3)由上述分析，可确定此原电池的总反应式是：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。答案：(1)⑤(2)Fe氧化Cu电极上产生气泡(3)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑8．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。根据反应式回答问题：(1)Zn是________极，Ag2O发生________反应。(2)电子由________极流向________极(填“Zn”或“Ag2O”)，当通过电路1mol电子时，负极消耗物质的质量是________g。(3)在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量____________(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。(2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路到Ag2O极，当通过电路1mol电子时，负极消耗Zn的质量是32.5g。(3)电池中KOH只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。答案：(1)负还原(2)ZnAg2O32.5(3)不变9．某超市中一种电池外壳的纸层包装上印有如图1所示文字，根据要求回答问题。图1图2(1)该电池的种类是________(填序号)。①干电池②蓄电池③燃料电池(2)该电池含有的金属元素中，毒性最大的是________(填元素名称)。(3)关于该电池的用途和性能，下列说法不正确的是________(填序号)。A．该电池可应用于闹钟、收音机、照相机等B．该电池为一次电池，不可充电C．该电池使用后不能投入火中，应埋入地下以防污染环境(4)该电池工作时负极的电极反应为________________。(5)图2为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，X极为电池的________极(填“正”或“负”)，Y极的电极反应式为_________________________________________________________。解析：(1)电池外壳的纸层包装上印有该电池的种类。(2)由锌锰干电池的纸层包装上汞的含量可知，该电池所含有的金属元素中，汞的毒性最大。(3)干电池属于一次电池，不可充电，该电池中的重金属离子会污染环境，不能埋入地下，应集中回收处理。(4)锌锰干电池中，Zn作负极，其电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。(5)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，X是负极，Y是正极，发生还原反应，电解质溶液是KOH溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。答案：(1)①(2)汞(3)C(4)Zn－2e－===Zn2＋(5)负O2＋2H2O＋4e－===4OH－