2024-2025學(xué)年高中化學(xué)課時作業(yè)12化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量含解析魯科版必修2

PAGE7-課時分層作業(yè)(十二)化學(xué)反應(yīng)為人類供應(yīng)能量(建議用時：40分鐘)1．原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)緣由是()A．原電池中溶液能電離出自由移動的離子B．有兩根導(dǎo)線將兩個活潑性不同的電極連接C．電極上進行的氧化還原反應(yīng)的生成物為電子D．電極上進行的氧化還原反應(yīng)中會有電子的轉(zhuǎn)移D[原電池產(chǎn)生電流的本質(zhì)緣由是在原電池的一極進行氧化反應(yīng)，另一極進行還原反應(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．下列各組材料中，不能組成原電池的是()選項ABCD兩極材料Zn片、石墨Cu片、Ag片Zn片、Cu片F(xiàn)e片、Cu片插入溶液H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀鹽酸C[C項中蔗糖是非電解質(zhì)，不能組成原電池。]3．如圖是生活中常用的鋅錳干電池的示意圖，下列有關(guān)說法中不正確的是()A．電池內(nèi)部含有電解質(zhì)B．鋅是負極，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。]4．燃料電池是一種新型電池，它主要是利用燃料燃燒原理把化學(xué)能干脆轉(zhuǎn)化為電能，氫氧燃料電池的基本反應(yīng)是X極：eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)＋2e－=2OH－(aq)；Y極：H2(g)＋2OH－(aq)－2e－=2H2O(l)。下列說法正確的是()A．X是負極 B．Y是正極C．Y極上發(fā)生還原反應(yīng) D．Y極上發(fā)生氧化反應(yīng)D[由電極反應(yīng)式可知：X極上發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，是原電池的正極，Y極上發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，是原電池的負極。]5．暖寶寶(如圖所示)采納的是鐵的“氧化放熱”原理，使其發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵粉在原電池中充當(dāng)()A．負極B．正極C．陰極D．陽極A[鐵被氧化，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，鐵粉在原電池中充當(dāng)負極，故A正確。]6．對于鋅、銅和稀硫酸組成的原電池(如圖)，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．溶液中H＋向負極移動B．電子由Zn經(jīng)外電路流向CuC．Zn電極反應(yīng)：Zn－2e－=Zn2＋D．Cu是正極A[原電池中的陽離子移向正極(Cu)，負極鋅發(fā)生氧化反應(yīng)，電子由負極流向正極，選A。]7．如圖所示的裝置中可視察到電流計的指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細，由此推斷下表中所列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，說明原電池反應(yīng)時N棒溶解作負極，溶液中有金屬析出在M棒上，M棒作正極，A、B選項中，電解質(zhì)溶液為酸，不會有金屬析出；C項中正極反應(yīng)為Ag＋＋e－=Ag，符合題意；D項M棒作負極，N棒作正極，不符合題意。]8．①②③④四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，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量削減。據(jù)此推斷這四種金屬活潑性由大到小的依次是()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，外電路電流從②流向①，則金屬活潑性①大于②；①③相連時，③為正極，則金屬活潑性①大于③；②④相連時，②上有氣泡逸出，則金屬活潑性④大于②；③④相連時，③的質(zhì)量削減，則金屬活潑性③大于④，故正確依次為①③④②。]9．某小組為探討電化學(xué)原理，設(shè)計如圖裝置。下列敘述不正確的是()A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色漸漸變成淺綠色D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，鐵片作正極D[a、b不連接，未形成原電池，Cu2＋與Fe在接觸面上干脆反應(yīng)，A項正確；a、b用導(dǎo)線連接，銅片為正極，Cu2＋在該電極上得電子，鐵片為負極，B項正確，D項錯誤；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，F(xiàn)e均失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，故溶液均從藍色漸漸變成淺綠色，C項正確。][老師備選]如圖所示的裝置中，M為金屬活動性依次表中位于氫之前的金屬，N為石墨棒，下列關(guān)于此裝置的敘述中不正確的是()A．N上有氣體放出B．M為負極，N為正極C．是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置D．導(dǎo)線中有電流通過，電流方向是由M到ND[原電池中活潑金屬為負極，失去電子，即M為負極；溶液中的氫離子在正極得到電子被還原為H2，則N為正極。電流方向應(yīng)由正極(N)流向負極(M)。]10．請利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋”設(shè)計一個化學(xué)電池，并回答下列問題：(1)該電池的負極材料是______，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______，正極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是__________；負極的產(chǎn)物為______，負極上出現(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。電流從正極流向負極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)物為Ag，電極變粗；負極發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)物為Cu2＋，負極Cu棒溶解。[答案](1)Cu石墨(或Ag)AgNO3溶液(2)正負(3)Ag電極變粗Cu2＋電極溶解11．由A、B、C、D四種金屬按表中裝置進行試驗。裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生依據(jù)試驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置Ⅰ中負極的電極反應(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到弱的依次是_____________________。[解析]據(jù)圖Ⅰ知活潑性：A>B，A作負極，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>B>C。[答案](1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)變大(4)D>A>B>C12．反應(yīng)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑的能量改變趨勢如圖所示：(1)該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)若要使該反應(yīng)的反應(yīng)速率加快，下列措施可行的是________(填字母)。a．改鐵片為鐵粉b．改稀硫酸為98%的濃硫酸c．上升溫度(3)若將上述反應(yīng)設(shè)計成原電池，銅為原電池某一極材料，則銅為________極(填“正”或“負”)。銅片上發(fā)生的現(xiàn)象為________，該極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________，外電路中電子由________極(填“正”或“負”，下同)向________極移動。[解析](1)由于反應(yīng)物的能量比生成物的能量高，所以整個反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)。(2)將鐵片改成鐵粉，可以增大鐵與稀硫酸的接觸面積，可以增大反應(yīng)速率；濃硫酸在常溫下可以使鐵片鈍化，且濃硫酸即使與鐵反應(yīng)也不會產(chǎn)生氫氣；上升溫度可以加快反應(yīng)速率。(3)若將上述反應(yīng)設(shè)計成原電池，由于鐵比銅的活動性強，則銅作正極，鐵作負極，溶液中的氫離子在銅片上得電子，產(chǎn)生氫氣；該極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，外電路中電子的流向應(yīng)當(dāng)是從負極流向正極。[答案](1)放熱(2)ac(3)正有大量氣泡產(chǎn)生2H＋＋2e－=H2↑負正13．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)為負極，是鐵片，水槽中的溶液為稀硫酸B．b為負極，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，說明a為正極，是碳棒，則b為負極，是鐵片，水槽中的溶液可以為稀硫酸，但不能為硫酸銅溶液，否則正極上會析出金屬銅而不能產(chǎn)生氣泡，故C項正確。]14．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)整杠桿使其在水中保持平衡，然后當(dāng)心地向燒杯中心滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向推斷正確的是(試驗過程中不考慮鐵絲反應(yīng)及兩邊浮力的改變)()A．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時，均為A端高B端低B．杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時，均為A端低B端高C．當(dāng)杠桿為絕緣體時，A端低B端高；為導(dǎo)體時，A端高B端低D．當(dāng)杠桿為絕緣體時，A端高B端低；為導(dǎo)體時，A端低B端高D[依據(jù)題意，若杠桿為絕緣體，滴入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。]15．對于鋅-銅-稀硫酸組成的原電池，當(dāng)電路中有1mol電子通過時，理論上兩極的改變是()①鋅片減輕32.5g②鋅片增重32.5g③銅片上產(chǎn)生1gH2④銅片上產(chǎn)生1molH2A．①和③ B．①和④C．②和③ D．②和④A[由原電池的負極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋及正極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑可知，當(dāng)電路中有1mol電子通過時，鋅片減輕32.5g，銅片上產(chǎn)生1gH2，則A項正確。]16．某化學(xué)愛好小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計并進行了以下一系列試驗，試驗結(jié)果記錄如下。編號電極材料電解質(zhì)溶液檢流計指針偏轉(zhuǎn)方向1Al、Mg稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Al、Mg氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試依據(jù)上表中的試驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)試驗1、2中Al所作的電極(正極或負極)是否相同(填“是”或“否”)？________。(2)對試驗3完成下列填空：①鋁為________極，電極反應(yīng)式：____________________________________。②石墨為________極，電極反應(yīng)式：________________________________。③電池總反應(yīng)式：________________________________________________。(3)試驗4中鋁作負極還是正極__________，理由是___________。寫出鋁電極的電極反應(yīng)式：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)說明試驗5中檢流計指針偏向鋁的緣由：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)依據(jù)試驗結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負極的因素：________________________________________________________________。[解析]在這樣的原電池中，相對較活潑的金屬材料作負極。在稀鹽酸中的活動性Mg>Al、Al>Cu。由試驗1和2可知，原電池中檢流計指針是偏向正極。在試驗3中檢流計指針偏向石墨，由上述規(guī)律可知，Al是負極，石墨是正極?；瘜W(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3＋，鹽酸中的H＋得到電子被還原為H2。在NaOH溶液中活動性Al>Mg，