【導(dǎo)學(xué)案】2021版高中化學(xué)(人教版-必修2)教師用書-2.2.1化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化-鞏固練習(xí)

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(dòng)的離子B.有導(dǎo)線將兩個(gè)活潑性不同的電極連接C.正極發(fā)生了氧化反應(yīng),而負(fù)極發(fā)生了還原反應(yīng)D.兩電極上分別進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移【答案】D2.下列燒杯中盛放的都是稀H2SO4,在Cu電極上產(chǎn)生大量氣泡的是()?！窘馕觥裤~與稀硫酸不反應(yīng),故銅電極上產(chǎn)生大量氣泡應(yīng)是構(gòu)成原電池,且銅電極作正極?！敬鸢浮緼3.下列關(guān)于原電池的敘述中錯(cuò)誤的是()。A.構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必需是兩種不同的金屬B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C.在原電池中,電子流出的一極是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)D.原電池放電時(shí),電流的方向是從正極經(jīng)外電路流入負(fù)極【答案】A4.下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是()。A.在空氣中,金屬鋁表面快速氧化形成愛護(hù)層B.鍍鋅鐵表面有劃損時(shí),鋅被氧化C.紅熱的鐵絲與冷水接觸,表面形成藍(lán)黑色愛護(hù)層D.濃HNO3比稀HNO3更易氧化金屬銅【解析】A項(xiàng)中鋁直接通過化學(xué)反應(yīng)被氧化成一層致密的氧化物愛護(hù)膜;B項(xiàng)中Zn、Fe與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池,Zn失電子被氧化;C項(xiàng)中鐵與水直接反應(yīng)生成了氧化物;D項(xiàng)說法正確,但不屬于原電池反應(yīng)。【答案】B5.X、Y、Z三種金屬,若X、Y組成原電池,X作負(fù)極;把Y放在Z的硝酸鹽溶液中,Y表面有Z析出。則X、Y、Z的活動(dòng)性挨次是()。A.X>Y>ZB.Z>Y>XC.X>Z>Y D.Y>X>Z【答案】A6.將純鋅片和純銅片按如圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,下列敘述中正確的是()。A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極C.兩燒杯中溶液的H+濃度均減小D.產(chǎn)生氣泡的速度:甲比乙慢【答案】C7.將用導(dǎo)線連接的電極X、Y插入裝有硫酸銅溶液的燒杯中(外電路中電子流向如圖所示)。據(jù)此推斷下列說法正確的是()。A.外電路中電流方向?yàn)閄→YB.若電極材料分別為鋅片和銅片,則Y為鋅片C.X極上發(fā)生還原反應(yīng)D.若電極材料都是金屬,則金屬活動(dòng)性:X>Y【解析】電子帶負(fù)電荷,故電流方向與電子流淌方向相反,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電子從X極流出,經(jīng)導(dǎo)線流向Y極,故X極為負(fù)極、Y極為正極,X比Y活潑,B項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確;X極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿8.微型鋰電池可作植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起搏器所用的電源,這種電池中的電解質(zhì)是固體電解質(zhì)LiI,其中的導(dǎo)電離子是I-。下列有關(guān)說法正確的是()。A.正極反應(yīng):2Li-2e-2Li+B.負(fù)極反應(yīng):I2+2e-2I-C.總反應(yīng)是:2Li+I22LiID.金屬鋰作正極【答案】C9.請結(jié)合原電池的工作原理填寫下表:電極名稱電子得失元素化合價(jià)反應(yīng)類型電子得失總數(shù)關(guān)系負(fù)極正極【答案】電極名稱電子得失元素化合價(jià)反應(yīng)類型電子得失總數(shù)關(guān)系負(fù)極失去上升氧化反應(yīng)相等正極得到降低還原反應(yīng)10.市場上出售的“熱敷袋”中含有鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等。熱敷袋啟用前,用塑料袋和空氣隔絕,啟用時(shí)打開塑料袋,輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。(1)熱敷袋產(chǎn)生熱量的來源是。

(2)炭粉的主要作用是。

(3)加入NaCl的作用是。

(4)“熱敷袋”用完后會(huì)產(chǎn)生大量鐵銹(Fe2O3·nH2O),寫誕生成鐵銹的總反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

【解析】“熱敷袋”工作時(shí)鐵屑、炭粉、氧氣和氯化鈉溶液構(gòu)成原電池,其負(fù)極反應(yīng)為2Fe-4e-2Fe2+,正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O4OH-,進(jìn)而發(fā)生反應(yīng):Fe2++2OH-Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水變成鐵銹(Fe2O3·nH2O),故總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe+3O2+2nH2O2(Fe2O3·nH2O)。【答案】(1)鐵被氧化放出的熱量(2)與鐵屑、NaCl溶液構(gòu)成原電池,加速鐵屑的氧化(3)作電解質(zhì)溶液(或?qū)щ?(4)4Fe+3O2+2nH2O2(Fe2O3·nH2O)11.利用試驗(yàn)室常用的物品,依據(jù)電化學(xué)原理,可以設(shè)計(jì)原電池。請?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)試驗(yàn)原理:Fe+2H+。

(2)試驗(yàn)用品:電極(、)(填所用電極的名稱)、稀硫酸、燒杯、導(dǎo)線、耳機(jī)(或電流計(jì))。

(3)試驗(yàn)裝置如圖所示。(4)原電池工作原理分析:該原電池工作時(shí),負(fù)極為(填化學(xué)式),發(fā)生(填“氧化”或“還原”),其電極反應(yīng)式為,另一電極為正極,發(fā)生反應(yīng),其電極反應(yīng)式為,外電路中電子流淌方向?yàn)椤?/p>

【解析】(1)從反應(yīng)物可知,設(shè)計(jì)該原電池是基于Fe與H+之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng),生成物為Fe2+和H2。(2)鐵失電子被氧化,所以鐵作負(fù)極,正極可以是比鐵不活潑的金屬如銅、鉑等,也可以是碳棒。(4)該電池工作時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,正極發(fā)生還原反應(yīng):2H++2e-H2↑,外電路中電子從負(fù)極流出,經(jīng)過導(dǎo)線、耳機(jī),流向正極?！敬鸢浮?1)Fe2++H2↑(2)鐵釘(或鐵片、鐵絲等合理答案);銅絲(或其他合理答案)(4)Fe;氧化;Fe-2e-Fe2+;還原;2H++2e-H2↑;Fe→耳機(jī)→Cu(或其他合理答案)12.原電池的電極反應(yīng)不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),還與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中不正確的是()。A.由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-Al3+B.由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-Al+2H2OC.由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+D.由Al、Cu、濃硝酸組成原電池,其負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+【解析】本題考查原電池中的電極反應(yīng)。A項(xiàng),鋁比銅活潑,且可與稀硫酸反應(yīng),所以鋁作負(fù)極,正確;B項(xiàng),只有Al能與NaOH反應(yīng),故Al為負(fù)極,正確;C項(xiàng),Fe比Cu活潑,故Fe先于Cu與Fe3+反應(yīng),而作負(fù)極,錯(cuò)誤;D項(xiàng),Al雖比Cu活潑,但由于其與濃HNO3發(fā)生鈍化反應(yīng),故Cu作負(fù)極,正確。【答案】C13.有a、b、c、d四個(gè)金屬電極,有關(guān)的反應(yīng)裝置及部分反應(yīng)現(xiàn)象如下:試驗(yàn)裝置部分試驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小,b極質(zhì)量增加b極有氣氣產(chǎn)生,c極無變化d極溶解,c極有氣體產(chǎn)生電流計(jì)指示的導(dǎo)線中電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動(dòng)性挨次是()。A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c【解析】第一個(gè)裝置能形成原電池,a極質(zhì)量減小,說明a極是負(fù)極,因此可知金屬活動(dòng)性為a>b。其次個(gè)裝置不符合構(gòu)成原電池的條件,只是兩種金屬b、c分別與稀硫酸反應(yīng),從現(xiàn)象上分析,金屬b能置換出酸中的氫,而c不能,因此金屬活動(dòng)性為b>c。第三個(gè)裝置能形成原電池,從現(xiàn)象上分析得金屬活動(dòng)性為d>c。第四個(gè)裝置同樣能形成原電池,電流的方向與電子移動(dòng)的方向相反,可推斷d作負(fù)極,金屬活動(dòng)性為d>a,由此可知C項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾14.某化學(xué)爭辯性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu的金屬活動(dòng)性,他們提出了以下兩種方案,請完成有關(guān)問題。方案Ⅰ:將外形和大小均相同的鐵片和銅片,分別同時(shí)放入100mL2.0mol·L-1稀硫酸中,觀看反應(yīng)的狀況,據(jù)此確定它們的金屬活動(dòng)性。方案Ⅱ:利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池,以確定它們的金屬活動(dòng)性。(1)方案Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(2)在方框內(nèi)畫出方案Ⅱ中的原電池裝置圖,注明電解質(zhì)溶液名稱和正、負(fù)極材料,標(biāo)出電子流淌方向,并寫出電極反應(yīng)式:正極:;

負(fù)極:。

(3)結(jié)合你所學(xué)的學(xué)問,請你再設(shè)計(jì)一個(gè)與方案Ⅰ、Ⅱ不同的驗(yàn)證Fe、Cu活動(dòng)性的簡潔試驗(yàn)方案:,用離子方程式表示其反應(yīng)原理:。

【解析】比較金屬的活動(dòng)性,可以利用原電池原理,即用兩種金屬作電極組成原電池,依據(jù)發(fā)生的電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象等確定正、負(fù)極,一般狀況下,負(fù)極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于正極金屬活動(dòng)性;除此之外,利用金屬之間的置換、比較相應(yīng)金屬陽離子的氧化性、比較其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱等方法都可以。【答案】(1)Fe+2H+Fe2++H2↑(2);2H++2e-H2↑;Fe-2e-Fe2+(其他合理答案均可)(3)將鐵片置于CuSO4溶液中,一段時(shí)間后觀看Fe表面有紅色的金屬銅析出,即可以證明金屬鐵的活動(dòng)性強(qiáng)于金屬銅;Fe+Cu2+Fe2++Cu(其他合理答案均可)15.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(jì)并進(jìn)行了以下一系列試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果記錄如下:編號電極材料電解質(zhì)溶液電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、石墨稀鹽酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg依據(jù)上表中的試驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題:(1)試驗(yàn)1、2中Al所作的電極是否相同?。

(2)寫出試驗(yàn)3中的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式:鋁為極,電極反應(yīng)式為;

石墨為極,電極反應(yīng)式為;

電池總反應(yīng)式:。

(3)試驗(yàn)4中的鋁作(填“正”或“負(fù)”)極,緣由是。寫出鋁電極的電極反應(yīng)式: