2020-2021魯科版化學(xué)第二冊(cè)課時(shí)2.2.2化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化的重要應(yīng)用-化學(xué)電池含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材魯科版化學(xué)必修第二冊(cè)課時(shí)分層作業(yè)：2.2.2化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化的重要應(yīng)用——化學(xué)電池含解析課時(shí)分層作業(yè)（九)（建議用時(shí)：40分鐘)[合格過(guò)關(guān)練］1．原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因是（）A．原電池中溶液能電離出自由移動(dòng)的離子B．有兩根導(dǎo)線將兩個(gè)活潑性不同的電極連接C．電極上進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的生成物為電子D．電極上進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)中會(huì)有電子的轉(zhuǎn)移D［原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因是在原電池的一極進(jìn)行氧化反應(yīng)，另一極進(jìn)行還原反應(yīng),發(fā)生氧化反應(yīng)的一極所失去的電子沿導(dǎo)線流向另一極從而形成電流.］2．下列電池不屬于化學(xué)電池的是()ABCD鉛蓄電池太陽(yáng)能電池鋅錳電池鎳鎘電池B[鉛蓄電池、鋅錳電池、鎳鎘電池都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，屬于化學(xué)電池；太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，不屬于化學(xué)電池，故選B。]3．下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是（）A．甲 B．乙C．丙 D．除乙外均可以C[甲裝置不能形成閉合回路，乙裝置兩電極材料相同，丁裝置酒精是非電解質(zhì)，只有丙裝置具備構(gòu)成原電池的條件。]4．(素養(yǎng)題）如圖是生活中常用的鋅錳干電池的示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()A．電池內(nèi)部含有電解質(zhì)B．鋅是負(fù)極,石墨棒是正極C．電池用完后可埋入土壤D．鋅錳干電池是一次性電池C［用完的電池埋入土壤中易造成土壤污染以及地下水污染。]5．下列關(guān)于原電池的敘述中錯(cuò)誤的是（)A．電子流入的一極為正極B．一般不活潑的一極為正極C．電子流出的一極為負(fù)極D．發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為正極D[電子流入的一極為正極，A正確；一般不活潑的一極為正極，B正確；電子流出的一極為負(fù)極，C正確；發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極，D錯(cuò)誤。]6．氫氧燃料電池可以用在航天飛機(jī)上，其反應(yīng)原理示意圖如圖所示.下列有關(guān)氫氧燃料電池的說(shuō)法不正確的是(）A．該電池工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．該電池中電極b是正極，發(fā)生還原反應(yīng)C．電流由電極a通過(guò)導(dǎo)線流向電極bD．該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2OC［氫氧燃料電池是原電池，工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；該電池中電極b是正極,發(fā)生還原反應(yīng);電流由電極b通過(guò)導(dǎo)線流向電極a；電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O,故選C.]7．①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①;①③相連時(shí),③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活潑性由大到小的順序是(）A．①③②④ B．①③④②C．③④②① D．③①②④B［由題意知:①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①，則金屬活潑性①大于②；①③相連時(shí)，③為正極，則金屬活潑性①大于③；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出，則金屬活潑性④大于②；③④相連時(shí),③的質(zhì)量減少，則金屬活潑性③大于④，故正確順序?yàn)棰佗邰堍?。]8．如圖所示的裝置中可觀察到電流表的指針偏轉(zhuǎn),M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅AgNO3溶液D鋅鐵Fe(NO3）3溶液C［原電池中M棒變粗，N棒變細(xì)，說(shuō)明原電池反應(yīng)時(shí)N棒溶解作負(fù)極，溶液中有金屬析出在M棒上，M棒作正極，A、B選項(xiàng)中，電解質(zhì)溶液為酸，不會(huì)有金屬析出；C項(xiàng)中正極反應(yīng)為Ag＋＋e－=Ag，符合題意;D項(xiàng)M棒作負(fù)極，N棒作正極，不符合題意.]9．LED產(chǎn)品的使用為城市增添色彩。如圖是氫氧燃料電池驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的一種裝置示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(）A．電路中的電子從負(fù)極經(jīng)外電路到正極,再經(jīng)過(guò)KOH溶液回到負(fù)極，形成閉合回路B．a(chǎn)處通入氫氣,b處通入氧氣,該裝置將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為電能C．電池放電后,OH－的物質(zhì)的量濃度減小D．通入O2的電極發(fā)生反應(yīng):O2＋4e－=2O2－C[電路中的電子從負(fù)極經(jīng)外電路到正極,但是電子不經(jīng)過(guò)KOH溶液，A錯(cuò)誤；由外電路中電子的運(yùn)動(dòng)方向可知,a是負(fù)極，b是正極，故a處通入氫氣，b處通入氧氣，該裝置將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為光能，B錯(cuò)誤;電池放電后，電池反應(yīng)產(chǎn)物是水,故OH－的物質(zhì)的量濃度減小，C正確；通入O2的電極發(fā)生反應(yīng):O2＋2H2O＋4e－=4OH－,D錯(cuò)誤.]10．某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是()A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC。無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí),鐵片作正極D[a、b不連接，未形成原電池，Cu2＋與Fe在接觸面上直接反應(yīng),A項(xiàng)正確；a、b用導(dǎo)線連接，銅片為正極，Cu2＋在該電極上得電子,鐵片為負(fù)極，B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；a、b連接與否,溶液中的Cu2＋均得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu,Fe均失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，故溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色，C項(xiàng)正確。]11．如圖是銀鋅電池裝置示意圖,電池反應(yīng)為Zn＋Ag2O＋H2O=Zn（OH）2＋2Ag.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(）A．Zn電極是負(fù)極B．Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng)C．Zn電極的電極反應(yīng)式:Zn＋2OH－－2e－=Zn（OH)2D．該裝置實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換B[Ag2O為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)。］12．一種直接鐵燃料電池（電池反應(yīng)為3Fe＋2O2=Fe3O4）的裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(）A．Fe極為電池正極B．KOH溶液為電池的電解質(zhì)溶液C．電子由多孔碳極沿導(dǎo)線流向Fe極D．每5。6gFe參與反應(yīng)，導(dǎo)線中流過(guò)1.204×1023個(gè)e－B[直接鐵燃料電池中，鐵失去電子，作電池負(fù)極，A錯(cuò)誤；KOH溶液為電池的電解質(zhì)溶液,B正確;電子由負(fù)極(Fe極）沿導(dǎo)線流向正極(多孔碳極),C錯(cuò)誤;根據(jù)電池反應(yīng)：3Fe＋2O2=Fe3O4可知，3mol鐵參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移8mole－，故每5。6g（0。1mol）Fe參與反應(yīng)，導(dǎo)線中流過(guò)約1。605×1023個(gè)e－，D錯(cuò)誤。]13．請(qǐng)利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋"設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電池，并回答下列問(wèn)題：(1)該電池的負(fù)極材料是______，正極材料是______，電解質(zhì)溶液是______.(2)在外電路中，電流方向是從______極到______極.（3)正極的產(chǎn)物為_(kāi)_____，正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是__________;負(fù)極的產(chǎn)物為_(kāi)_____，負(fù)極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____________.[解析］反應(yīng)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋中Cu被氧化，Ag＋被還原，所以需用Cu棒作負(fù)極,正極材料可選用活潑性比Cu弱的金屬,如Ag等，也可選用石墨電極；電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。電流從正極流向負(fù)極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)物為Ag，電極變粗；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)物為Cu2＋,負(fù)極Cu棒溶解。［答案］(1)Cu石墨（或Ag）AgNO3溶液(2）正負(fù)（3）Ag電極變粗Cu2＋電極溶解14．由A、B、C、D四種金屬按表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置現(xiàn)象二價(jià)金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：(1)裝置Ⅰ中負(fù)極的電極反應(yīng)式是______________________________。(2）裝置Ⅱ中正極的電極反應(yīng)式是______________________________。(3）裝置Ⅲ中溶液的pH________（填“變大”“變小”或“不變").(4)四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是__________________________。[解析]據(jù)圖Ⅰ知活潑性：A>B，A作負(fù)極，B作正極，A極反應(yīng)：A－2e－=A2＋；據(jù)圖Ⅱ知活潑性：B>C，正極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu；據(jù)圖Ⅲ知活潑性:D>A，正極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑，因此c(H＋)減小，pH變大。綜合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知活潑性：D〉A(chǔ)〉B〉C。[答案](1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3）變大（4)D>A>B〉C15．某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組針對(duì)原電池的形成條件,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行如下探究。（1)請(qǐng)?zhí)顚懹嘘P(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。編號(hào)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1鋅棒逐漸溶解，表面有氣體生成；銅棒表面無(wú)現(xiàn)象2兩鋅棒逐漸溶解,表面均有氣體生成；電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)3銅棒表面的現(xiàn)象是________;電流計(jì)指針________①通過(guò)實(shí)驗(yàn)2和3，可得出原電池的形成條件是_____________________。②通過(guò)實(shí)驗(yàn)1和3，可得出原電池的形成條件是_____________________。③若將3裝置中稀硫酸換成乙醇,電流計(jì)指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而可得出原電池的形成條件是________。(2）分別寫出實(shí)驗(yàn)3中Zn棒和Cu棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式。Zn棒：________________________________________________________。Cu棒：________________________________________________________。（3)實(shí)驗(yàn)3的電流是從________棒流出的(填“Zn”或“Cu”），反應(yīng)過(guò)程中若有0。4mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，則Zn電極質(zhì)量減少________g。［解析］（1）實(shí)驗(yàn)3中構(gòu)成原電池，鋅棒作負(fù)極，銅棒作正極，銅棒表面氫離子放電,現(xiàn)象是有氣體生成，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。①實(shí)驗(yàn)2和3相比，電極不同,因此可得出原電池的形成條件是有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極。②實(shí)驗(yàn)1和3相比,實(shí)驗(yàn)3中構(gòu)成閉合回路，由此可得出原電池的形成條件是形成閉合回路。③若將3裝置中稀硫酸換成乙醇，電流計(jì)指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由于乙醇是非電解質(zhì)，硫酸是電解質(zhì)，因此可得出原電池的形成條件是有電解質(zhì)溶液.（2)鋅棒作負(fù)極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，則Zn棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋。銅棒作正極，溶液中的氫離子放電,則Cu棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。(3）實(shí)驗(yàn)3中鋅棒作負(fù)極,銅棒作正極，則電流是從Cu棒流出的，反應(yīng)過(guò)程中若有0。4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，根據(jù)Zn－2e－=Zn2＋可知消耗0.2molZn，則Zn電極質(zhì)量減少0。2mol×65g·mol－1＝13g。[答案］（1）有氣體生成發(fā)生偏轉(zhuǎn)有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極形成閉合回路有電解質(zhì)溶液（2）Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(3）Cu13［素養(yǎng)培優(yōu)練]16．如圖所示,a、b電極為碳棒或鐵片,若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是()A．a(chǎn)為負(fù)極,是鐵片，水槽中的溶液為稀硫酸B．b為負(fù)極，是鐵片，水槽中的溶液為硫酸銅溶液C．a(chǎn)為正極，是碳棒，水槽中的溶液為稀硫酸D．b為正極，是碳棒，水槽中的溶液為硫酸銅溶液C[a極上有大量氣泡生成，說(shuō)明a為正極，是碳棒,則b為負(fù)極，是鐵片,水槽中的溶液可以為稀硫酸，但不能為硫酸銅溶液,否則正極上會(huì)析出金屬銅而不能產(chǎn)生氣泡，故C項(xiàng)正確。］17．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相同的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入濃CuSO4溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是（實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不考慮鐵絲反應(yīng)及兩邊浮力的變化）（）A．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí),均為A端高B端低B．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，均為A端低B端高C．當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，A端低B端高;為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低D．當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，A端高B端低；為導(dǎo)體時(shí),A端低B端高D［根據(jù)題意,若杠桿為絕緣體，滴入濃CuSO4溶液后,Cu在鐵球表面析出,鐵球質(zhì)量增大，B端下沉；若杠桿為導(dǎo)體，滴入濃CuSO4溶液后，形成原電池,Cu在銅球表面析出，F(xiàn)e部分溶解,A端下沉。］18．某化學(xué)興趣小組為了探究鉻和鐵的活動(dòng)性，設(shè)計(jì)如圖所示裝置，下列推斷合理的是（)A．若鉻比鐵活潑，則電子經(jīng)導(dǎo)線由鐵電極流向鉻電極B．若鉻比鐵活潑，則鐵電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑C．若鐵比鉻活潑，則溶液中H＋向鐵電極移動(dòng)D．若鐵電極附近溶液酸性減弱，則鐵比鉻活潑B[若鉻比鐵活潑,則鉻為負(fù)極，鐵為正極,電子由負(fù)極（鉻）沿導(dǎo)線流向正極（鐵)，則鐵電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，A錯(cuò)誤，B正確；若鐵比鉻活潑,則鐵為負(fù)極，鉻為正極，溶液中的H＋向正極(鉻）移動(dòng)，C錯(cuò)誤；若鐵電極附近酸性減弱,說(shuō)明H＋在鐵電極得電子生成H2，則鐵為正極，鉻為負(fù)極，D錯(cuò)誤。］19．空氣中汽油含量測(cè)量?jī)x的工作原理如圖所示(用強(qiáng)酸性溶液作電解質(zhì)溶液）。下列說(shuō)法中不正確的是（）A．C電極作正極,發(fā)生還原反應(yīng)B．Pt電極的電極反應(yīng)為C8H18＋16H2O－50e－=8CO2↑＋50H＋C.H＋由質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移D．每消耗5.6LO2,電路中通過(guò)1mol電子D[根據(jù)題圖可知，Pt電極為負(fù)極、C電極為正極,正極發(fā)生還原反應(yīng)，Pt電極的電極反應(yīng)為C8H18＋16H2O－50e－=8CO2↑＋50H＋,B正確；在原電池中,陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以H＋由質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移,故C正確；未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無(wú)法計(jì)算5。6LO2的物質(zhì)的量，則無(wú)法計(jì)算電路中通過(guò)的電子的物質(zhì)的量，故D錯(cuò)誤。]20．(1）將CH4與O2的反應(yīng)設(shè)計(jì)成燃料電池,其利用率更高，裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒）。①實(shí)驗(yàn)測(cè)得OH－向B電極移動(dòng)，則________(填“A”或“B”）處電極入口通甲烷，其電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________。②當(dāng)消耗甲烷的體積為33。6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，假設(shè)電池的能量轉(zhuǎn)化率為80％，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。(2)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(，\s\up10(放電）,\s\do10(充電））3Zn（OH)2＋2Fe（O