高中化學必修2課時作業(yè)4：第2節(jié)化學反應與能量轉化

第2章化學鍵化學反應規(guī)律

第2節(jié)化學反應與能量轉化

第2課時化學反應能量轉化的重要應用—化學電池

基礎過關

1.下列裝置中，都伴隨有能量變化，其中是由化學能轉變?yōu)殡娔艿氖?)

A.電解水B.水力發(fā)電C.太陽能熱水器D.干電池

2.電化學裝置工作時，下列電極上發(fā)生的反應一定是氧化反應的是()

A.陰極B.負極C.銅電極D.石墨電極

3.下列化學反應能設計成原電池的是()

A.CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2tB.BaCb+Na2so4=2NaCl+BaSOQ

C.2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OD.Fe+CuCl2=FeCl2+Cu

,2+

4.若某裝置發(fā)生如下反應：CU+2H=CU+H2T)關于該裝置的有關說法正確的是()

A.該裝置一定為原電池B.該裝置為電解池

C.若為原電池，Cu為正極D.電解質溶液可能是硝酸溶液

5.人們通過堿性鋅鎰干電池制成了“紙質電池”，采用一個薄層紙片(在其一邊鍍鋅，另一邊

鍍MnCh)，紙內的離子“流過”由氧化鋅和水組成的電解液，下列說法正確的是()

A.電池負極反應式：Zn-2e+20H=Zn0+H20

B.當電解液中有1.204x1(f3個電子經(jīng)過時，溶解了o.lmolMnCh

C.氧化鋅起傳導電子的作用

D.該電池反應中MnCh起催化劑作用

6.將銅片、銀片用導線相連插入AgNCh溶液中構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述

正確的是()

①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極

②正極反應為：Ag++e'=Ag

③溶液中Ag+向負極定向移動

④將銅片浸入AgNCh溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同。

A.①@B.②③C.②④D.③④

7.如圖所示的裝置中，金屬活動性順序M位于氫之前，而N位于氫之后。下列敘述中不

正確的是（）n

A.N上有氣體放出

B.M為負極，N為正極

C.是化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置

D.導線中有電流通過，電流方向是由M到N

8.把A、B、C、D四塊金屬片浸入稀硫酸中，分別用導線兩兩相連可以組成原電池。A、

B相連時A為負極；C、D相連時，電流由D-C；A、C相連時，C極上產(chǎn)生大量氣泡，B、

D相連時，D極發(fā)生氧化反應。這四種金屬的活動性順序是（）

A.A>B>C>DB.A>C>D>BC.C>A>B>DD.B>D>C>A

9.下列裝置中，不能構成原電池的是（燒杯中所盛液體都是稀硫酸）（）

10.在銀球和鐵球之間用伯絲連接，用一根絕緣的細絲懸掛，使之平衡（如圖），然后小心地

從燒杯中央滴入CuSO4溶液。下列說法正確的是。

A.鐵球降低，銀球升高B.鐵球升高，銀球降低

C.鐵球表面出現(xiàn)紅色物質D.銀球表面無任何現(xiàn)象

11.正誤判斷

①在原電池中，發(fā)生氧化反應的一極一定是負極（一）

②在原電池中，負極材料的活潑性一定比正極材料強（—）

③在原電池中，正極本身一定不參與電極反應，負極本身一定要發(fā)生氧化反應（—）

④在鋅銅原電池中，因為有電子通過電解質溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生（—）

⑤原電池工作時，溶液中的陽離子向負極移動，鹽橋中的陽離子向正極移動（—）

⑥兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負極（一）

能力提升

12.看圖回答下列問題

（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是,電流表指針（填偏轉

或不偏轉），兩極反應式為：

正極:

負極O

（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為（填Mg或A1）,總反應方程式

為。

（3）美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構造如右下圖所示：A、B兩個電極

均由多孔的碳塊組成。

KOH溶液

該電池的正極反應式為：。

(4)如果將上述裝置中通入的H2改成CHd氣體，也可以組成一個原電池裝置，電池的總

反應方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,則該電池的負極反應式為：

13.在盛有ILO.lmol/LCuSCU溶液的大燒杯中，用鋅、銅作電極，用導線連接形成原電池,

當電極鋅消耗3.25g時，試完成：

(1)寫出電極反應式：負極;正極。

(2)電極上析出銅的質量。

14.依據(jù)氧化還原反應：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2-(aq)+2Ag(s)設計的原電池如圖所示。

Y

請回答下列問題：

(1)電極X的材料是；電解質溶液Y是；

(2)銀電極為電池的極，發(fā)生的電極反應式為；X電極上發(fā)生的

電極反應為反應；(填“氧化”或"還原”)

(3)外電路中的電子(填“流出”或“流向”)Ag電極。

(4)當有1.6g銅溶解時，銀棒增重______go

15.有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，兩人均使用鎂片與鋁片

作電極，甲同學將電極放入6moi1“H2s溶液中，乙同學將電極放入6moi的NaOH

溶液中，如圖所示。

乙

請回答:

(1寫出甲池中正極的電極反應式：；負極的電極反應式:

（2乙池中負極是；正極是。

（3）由此實驗，可得到如下哪些正確結論?（填寫字母序號）。

a.利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的介質

b.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強

c.該實驗說明金屬活動性順序已過時，已沒有實用價值

d.該實驗說明化學研究對象復雜，反應受條件影響較大，應具體問題具體分析

16.利用化學反應：2FeC13+Cu==2FeC12+CuC12,請你選擇合適的電極材料和電解質溶液,

設計一個原電池。可供選擇的電極材料：鐵棒、銅棒、石墨棒?？晒┻x擇的電解質溶液：

CuCb溶液、FeCb溶液、FeCb溶液。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

（1）選擇作正極材料，作負極材料；選擇作電解質溶液。

（2）寫出有關的電極反應式：正極：；

負極：o

★參考答案★

基礎過關

U答案JD

［解析］干電池將化學能轉化為電能；電解是將電能轉化為化學能：水力發(fā)電是將勢能轉化為

電能；太陽能熱水器是將太陽能轉化為熱能。

2.［答案］B

［解析］根據(jù)原電池與電解池的工作原理可知，電化學裝置工作時，原電池的負極或電解池的

陽極，電極上發(fā)生的反應一定是氧化反應，B項正確，

故選B。

3.［答案］D

［解析］能設計成原電池的反應必須是氧化還原反應，反應中有元素化合價變化的反應時氧化

還原反應，上述反應中只有反應Fe+CuC12=FeC12+Cu屬于氧化還原反應，故D正確。

故選D。

4.［答案］B

［解析］A.原電池的反應是自發(fā)進行的，金屬活動順序表中，銅在氫后，所以該反應不能自

發(fā)進行，所以該裝置不是原電池，是電解池，故A錯誤；

B.由A分析可知，B正確；

C.由A分析可知，該電池不可能為原電池，故C錯誤；

D.若電解液是硝酸溶液,銅和硝酸可自發(fā)的進行氧化還原反應，生成的氣體是NO或NO2,

直接構成原電池，但不產(chǎn)生氫氣，不合題意，故D錯誤；

［答案］選B。

54答案］A

［解析］A.電池負極反應式：Zn-2e+2OH=ZnO+H2O,故A正確；

B.電解液中是沒有電子經(jīng)過的，故B錯誤；

C.紙內的離子“流過”由氧化鋅和水組成的電解液，電子不會在電解液中傳導，故C錯誤；

D.該電池反應中MnCh在正極發(fā)生還原反應變?yōu)镸nOOH,故D錯誤；

綜上所述，［答案］為A。

6」答案］C

［解析］①在外電路中，電子由負極流向正極，故電流由正極流向負極，故電流由銀電極流向

銅電極，故①錯誤；

②銀為正極，電極反應式為：Ag++e-^Ag,故②正確；

③溶液中陽離子向正極移動，則Ag+向正極定向移動，故③錯誤；

④該原電池的電極反應式為：負極：Cu—2e-=Cu2+,正極：Ag++e-=Ag,故總反應為

Cu+2Ag+=Cu2++2Ago銅片與硝酸銀反應的離子方程式為Cu+2Ag+=Cu"+2Ag,與

原電池的總反應相同，故④正確。

故選C。

7.［答案］D

［解析］A.在該原電池中，活潑金屬M為負極，失去電子發(fā)生氧化反應：N為正極，溶液中的

氫離子在正極得到電子被還原為氫氣有氣體放出，故A正確

B.M比N活潑，所以M為負極，N為正極，故B正確；

C.原電池裝置是化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，故C正確；

D.由負極流出沿導線流向正極，而電流的方向與電子的流向相反，即由正極(N)流向負極

(M),故D錯誤。

故選D。

8.［答案］B

［解析］A、B相連時A為負極，則活動性順序A>B；C、D相連時，電流由D—C,說明C

為負極，則活動性順序：OD；A、C相連時，C極上產(chǎn)生大量氣泡，則C為原電池的正

極，活動性順序：A>C；B、D相連時，D極發(fā)生氧化反應，D應為原電池的負極，作為活

動性順序：D>B；則有活動性順序：A>C>D>B；

故選：Bo

9.［答案］D

［解析］原電池的形成條件是：有活動性不同的電極、電解質溶液、形成閉合回路、自發(fā)進行

氧化還原反應。對圖示各個裝置進行觀察和分析，發(fā)現(xiàn)只有選項D由于不能形成閉合回路，

因此不可以形成原電池。

［答案］選Do

■.［答案］B

［解析］A.由分析可知，鐵球質量減少，銀球質量增加，故鐵球升高，銀球降低，A錯誤；

B.由分析可知，鐵球質量減少，銀球質量增加，故鐵球升高，銀球降低，B正確；

C.鐵球的質量減少，鐵球表面無出現(xiàn)紅色物質，C錯誤；

D.銀球表面出現(xiàn)紅色物質，D錯誤；

［答案］選B。

11」答案］①4②x③x@x⑤x⑥x

［解析］①在原電池中，發(fā)生氧化反應的一極為負極，正確；

②在原電池中，當兩種金屬作電極時，活潑金屬作負極，但不絕對，如AI和Mg形成原電

池NaOH作電解質溶液時，A1作負極，Mg作正極，錯誤；

③在燃料電池中，正負兩極的電極材料均為惰性電極，電極材料均不參與反應，錯誤；

④在鋅銅原電池中，電子不通過電解質溶液，電子在外電路中運動，電解質溶液中離子定向

移動，有電流生成，錯誤；

⑤原電池工作時，溶液中的陽離子向正極極移動，鹽橋中的陽離子向正極移動，錯誤；

⑥兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負極，但是不是絕對的，如

A1和Mg形成原電池NaOH作電解質溶液時，A1作負極，Mg作正極，錯誤。

能力提升

12,答案］(1)鎂逐漸溶解，鋁上有氣泡冒出偏轉2H；2e=H2Mg—2e=Mg2+

(2)Al2A1+2NaOH+2H2O=2NaA102+3H2(3)O2+2H2O+4e'=40H-(4)

2

CH4+1OOH—8e-=CO3+7H2O

［解析］(1)若燒杯中的溶液為硫酸溶液，則形成原電池，鎂做負極，鋁做正極，鎂逐漸溶

解，鋁上有氣泡冒出，導線中有電流通過，電流表指針偏轉。鋁做正極，是溶液中的氫離子

+

得到電子氫氣，電極反應為：2H+2e=H2；鎂做負極，鎂失去電子生成鎂離子，電極反應為

Mg—2e'=Mg2+；

(2)若溶液中氫氧化鈉溶液，只有鋁與氫氧化鈉反應，則鋁做負極，鎂做正極，總反應為

鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，方程式為：2A1+2NaOH+2H2。=2NaAlO2+3H2T；

(3)氧氣做正極，在堿性條件下得到電子生成氫氧根離子，電極反應為：O2+2H2O+4e-

=4OH-；

(4)在堿性條件下，正極反應為。2+2出0+4d=40田，所以用總反應-正極反應就可以得

2

到負極反應，即負極反應為：CH4+1OOH--8e'=CO3+7H2Oo

13.［答案］(1)Zn-2e=Zn2+Cu2++2e-=Cu(2)3.2g

［解析］(1)用鋅、銅作電極，鋅較活潑，為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極方程式為

Zn-2e-=Zn2+,正極發(fā)生還原反應，電極方程式為：Cu2++2e==Cu,

故［答案］為：Zn-2e=Zn2+；Cu2++2e-=Cu；

3.25g

(2)n(Zn)=------------r=0.05mol,

65g-mol

負極發(fā)生Zn—2e-=Zn2',可失去O.lmol電子，正極發(fā)生Cu?'+2e-=Cu,Cu”得到O.lmol

電子，生成的銅為0.05mol,質量為0.05molx64g-moL=3.2g,故［答案］為：3.2。

+

14.［答案］(1)CuAgNO3(2)正Ag+e-=Ag氧化(3)流向(4)5.4

［解析］(1)根據(jù)總反應方程式，Cu的化合價升高，Ag+化合價降低，根據(jù)原電池的構成條

件，X為Cu,Y為AgNCh;

(2)根據(jù)上述分析，銀作正極，發(fā)生的電極反應式為：Ag++e-==Ag,X電極上的反應式為

Cu-2e-=Cu2+,化合價升高，被氧化，發(fā)生氧化反應；

(3)根據(jù)原電池的工作原理，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，即從銅一＞外電路一銅；

(4)負極：Cu—2e=Cu2',正極：Ag'+e-=Ag,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，

n(Cu)=1.6/64mol=0.025mol,失去電子的物質的量為0.025x2mol=0.05mol,因此生成

/w(Ag)=108x0.05g=5.4go

+2+

15.［答案］(1)