2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)與能量2-1化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE10化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一、選擇題(每小題4分，共44分，每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng))1．如圖所示進(jìn)行試驗(yàn)，下列說法不正確的是(B)A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可視察到有氣泡產(chǎn)生B．甲、乙裝置中的能量改變均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可視察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋解析：裝置甲發(fā)生反應(yīng)Zn＋2H＋=H2↑＋Zn2＋，鋅片上有氣泡產(chǎn)生，裝置乙屬于原電池裝置，銅為正極，發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，銅片上有氣泡產(chǎn)生，A正確；裝置甲中沒有發(fā)生電能的轉(zhuǎn)化，B錯(cuò)誤；裝置乙是一個(gè)原電池裝置，鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可視察到指針偏轉(zhuǎn)，C正確；裝置乙中，Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，D正確。2.如圖是Zn和Cu形成的原電池，某試驗(yàn)愛好小組做完試驗(yàn)后，在讀書卡片上記錄如下，其中正確的是(B)①Zn為正極，Cu為負(fù)極；②H＋向負(fù)極移動(dòng)；③電子是由Zn經(jīng)外電路流向Cu；④Cu極上有H2產(chǎn)生；⑤若有1mol電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生的H2為0.5mol；⑥正極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D(zhuǎn)．②③④解析：在該原電池中，Zn比Cu活潑，故Zn作負(fù)極，Cu作正極，電子由Zn流出經(jīng)導(dǎo)線流向Cu；負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，故每轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，產(chǎn)生0.5molH2；在溶液中H＋向正極移動(dòng)，SOeq\o\al(2－,4)向負(fù)極移動(dòng)。故①②⑥錯(cuò)誤，③④⑤正確，選B項(xiàng)。3.如圖所示的裝置中，M為活動(dòng)性依次位于氫之前的金屬，N為石墨棒。下列關(guān)于此裝置的敘述中，不正確的是(D)A．N上有氣體放出B．M為負(fù)極，N為正極C．化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置D．導(dǎo)線中有電流通過，電流方向由M到N解析：依據(jù)題意可知，M為負(fù)極，N為正極，且N極上有H2放出，導(dǎo)線中電流應(yīng)從N到M。4．兩電極用導(dǎo)線連接插入電解質(zhì)溶液中(不考慮溶液中溶解的氧氣的影響)，你認(rèn)為不能構(gòu)成原電池的是(C)選項(xiàng)ABCD電極材料ZnFeCuAl電極材料CuZnAgC電解質(zhì)溶液CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4NaOH溶液解析：選項(xiàng)能否理由A能Zn為負(fù)極，Cu為正極，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋B能Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑C不能無自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)D能Al為負(fù)極，C為正極，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑5．如圖所示的電池，下列有關(guān)說法正確的是(D)A．該電池負(fù)極反應(yīng)為2Fe2＋－2e－=2Fe3＋B．當(dāng)有6.02×1023個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，F(xiàn)e電極削減56gC．石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)D．鹽橋中K＋移向FeCl3溶液解析：該原電池中，鐵作負(fù)極，石墨作正極。負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)有6.02×1023個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，F(xiàn)e電極削減的質(zhì)量為eq\f(6.02×1023,6.02×1023mol－1)×eq\f(1,2)×56g·mol－1＝28g，B項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨作正極，正極上Fe3＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鹽橋中K＋移向正極，即移向FeCl3溶液，D項(xiàng)正確。6．有A、B、C、D四塊金屬片，進(jìn)行如下試驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此推斷四種金屬的活動(dòng)性依次為(B)A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A解析：金屬與稀H2SO4組成原電池，活潑金屬為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H＋在其表面得到電子生成H2，外電路中電子流淌方向由負(fù)極→正極，電流方向則由正極→負(fù)極。在題述原電池中，A—B—稀H2SO4原電池，A為負(fù)極；C—D—稀H2SO4原電池，C為負(fù)極；A—C—稀H2SO4原電池，A為負(fù)極；B—D—稀H2SO4原電池，D為負(fù)極。綜上可知，金屬活動(dòng)性為：A>C>D>B。7．如圖所示的裝置中，視察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，并測(cè)得電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減小，由此推斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是(C)選項(xiàng)MNPAZnCu稀硫酸BCuFe稀鹽酸CAgZn硝酸銀溶液DZnFe硫酸亞鐵溶液解析：視察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說明該裝置是原電池；M棒變粗，N棒變細(xì)，說明M電極作正極，N電極作負(fù)極，N極材料比M極材料活潑；溶液中的金屬陽離子在正極放電析出金屬，并測(cè)得電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減小，說明析出的金屬質(zhì)量大于溶解的金屬質(zhì)量，結(jié)合選項(xiàng)分析推斷。M極材料(Zn)比N極材料(Cu)活潑，A錯(cuò)誤；M極上質(zhì)量不增加，溶液中的氫離子放電，B錯(cuò)誤；N極材料比M極材料活潑，且M極上有銀析出，由得失電子守恒可知每溶解1molZn析出2molAg，所以電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減小，符合題意，C正確；M極材料(Zn)比N極材料(Fe)活潑，D錯(cuò)誤。8．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(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向推斷正確的是(試驗(yàn)過程中不考慮鐵絲反應(yīng)及兩邊浮力的改變)(D)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端高解析：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，A端下沉。9．下列有關(guān)原電池的說法中，正確的是(B)A．鋁片和鎂片用導(dǎo)線連接后插入NaOH溶液中，鎂片較活潑，作負(fù)極B．鋁片和銅片用導(dǎo)線連接后插入濃硝酸中，銅作負(fù)極C．鍍鋅鐵和鍍錫鐵的鍍層破損后，前者較易被腐蝕D．將反應(yīng)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋設(shè)計(jì)為原電池，則可用鋅片作負(fù)極，鐵片作正極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)解析：原電池工作時(shí)必需依靠于一個(gè)氧化還原反應(yīng)。A項(xiàng)是依靠于鋁與NaOH溶液的反應(yīng)，鋁是負(fù)極；B項(xiàng)是依靠于銅與濃硝酸的反應(yīng)，銅是負(fù)極；由于活潑性Zn>Fe>Sn，故破損后鍍錫鐵易腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)電池反應(yīng)，鐵失電子，設(shè)計(jì)電池時(shí)應(yīng)用鐵作負(fù)極，石墨作正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．將等質(zhì)量的兩份鋅粒a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時(shí)向a中加少量CuSO4溶液，下列各圖中產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系，正確的是(A)解析：a中加入少量CuSO4溶液，發(fā)生反應(yīng)：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，由于部分Zn用于置換Cu，因而產(chǎn)生的H2的量削減，但同時(shí)形成Cu－Zn原電池，因而反應(yīng)速度加快。答案為A項(xiàng)。11．在理論上不能用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)的是(A)A．Al(OH)3(s)＋NaOH(aq)=NaAlO2(aq)＋2H2O(l)ΔH<0B．CH3CH2OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH<0C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH<0D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH<0解析：只有氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，A項(xiàng)不是氧化還原反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池。二、非選擇題(共56分)12．(10分)給你供應(yīng)純鋅片、純銅片和500mL0.2mol/L的H2SO4溶液、導(dǎo)線、1000mL量筒。試用如圖裝置來測(cè)定鋅和稀硫酸反應(yīng)時(shí)在某段時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。(1)如圖所示，裝置氣密性良好，且1000mL量筒中已充溢了水，則起先試驗(yàn)時(shí)，首先要用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來。(2)a電極材料為純鋅片，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，b電極材料為純銅片，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。(3)當(dāng)量筒中收集672mL氣體時(shí)(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量為0.06_mol，a極(填“a”或“b”)質(zhì)量削減1.95g解析：(1)依據(jù)圖示裝置，要想求得電子轉(zhuǎn)移的量，須要設(shè)計(jì)成鋅、銅、硫酸原電池，量取金屬鋅和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積，依據(jù)原電池的構(gòu)成條件，所以首先要用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來。(2)鋅、銅、硫酸原電池中，純鋅片是負(fù)極，電極反應(yīng)：Zn－2e－=Zn2＋；銅是正極，該極上電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑。(3)正極上電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑，當(dāng)量筒中收集到672mL即標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.03mol氫氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是0.06mol，純鋅片是負(fù)極，依據(jù)電極反應(yīng)：Zn－2e－=Zn2＋，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子0.06mol時(shí)，削減的鋅(a)是0.03mol，質(zhì)量是0.03mol×65g/mol＝1.95g。13．(12分)有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱依次，兩極均運(yùn)用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol·L－1H2SO4溶液中，乙同學(xué)將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑。(2)寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式。負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，總反應(yīng)的離子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)由此試驗(yàn)可得到如下哪些正確結(jié)論？ad(填序號(hào))。a．利用原電池反應(yīng)推斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱依次時(shí)應(yīng)留意選擇合適的介質(zhì)b．鎂的金屬性不肯定比鋁的金屬性強(qiáng)c．該試驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱依次已過時(shí)，已沒有好用價(jià)值d．該試驗(yàn)說明化學(xué)探討對(duì)象困難，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)詳細(xì)問題詳細(xì)分析(4)上述試驗(yàn)也反過來證明白“干脆利用金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱依次推斷原電池正、負(fù)極”的做法不行靠(填“牢靠”或“不行靠”)。解析：(1)甲池中鎂、鋁均能和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，而鎂的活潑性比鋁強(qiáng)，鎂作負(fù)極，鋁作正極，氫離子在正極得電子生成氫氣，所以甲池中正極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。(2)乙池中鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，Al元素化合價(jià)上升，故鋁作負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al＋4OH－－3e－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；電池總反應(yīng)的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)原電池的負(fù)極一般是相對(duì)活潑的金屬，但當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，由于常溫下Mg幾乎不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能跟NaOH溶液反應(yīng)，在這種狀況下，該裝置中鋁作負(fù)極。因此，推斷原電池的正、負(fù)極時(shí)，應(yīng)考慮到對(duì)應(yīng)介質(zhì)，誰更易與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，誰就作負(fù)極，a正確；依據(jù)金屬活動(dòng)性依次，鎂的金屬性比鋁的金屬性強(qiáng)，b錯(cuò)誤；金屬活動(dòng)性依次在許多方面仍有應(yīng)用，c錯(cuò)誤；依據(jù)a項(xiàng)分析可以看出，化學(xué)探討對(duì)象困難，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)詳細(xì)問題詳細(xì)分析，d正確。(4)依據(jù)(3)中分析可知，推斷原電池的正、負(fù)極時(shí)，應(yīng)考慮到對(duì)應(yīng)介質(zhì)，誰更易與電解質(zhì)溶液反應(yīng)誰就作負(fù)極，所以干脆利用金屬活動(dòng)性依次推斷原電池中的正、負(fù)極是不行靠的。14．(10分)如圖，A、B、C三個(gè)燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。(1)A中反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)B中Sn極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。(3)C中被腐蝕的金屬是Zn，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的依次為B>A>C(填序號(hào))。解析：A中鐵與稀H2SO4反應(yīng)；B中形成Sn—H2SO4—Fe原電池，其中Fe作負(fù)極，Sn作正極，負(fù)極的電極反應(yīng)是Fe－2e－=Fe2＋，正極的電極反應(yīng)是2H＋＋2e－=H2↑；C中形成Zn—H2SO4—Fe原電池，Zn作負(fù)極被腐蝕，總反應(yīng)方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。比較A、B、C三種狀況可知：B中Fe作負(fù)極，被腐蝕得最快，C中的Fe作正極，被腐蝕得最慢。15．(12分)Ⅰ.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行試驗(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)生依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是A－2e－=A2＋。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu。(3)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的依次是D>A>B>C。Ⅱ.分別按圖所示甲、乙裝置進(jìn)行試驗(yàn)，圖中兩個(gè)燒杯中的溶液為相同濃度的稀硫酸，甲中A為電流表。(1)下列敘述正確的是C。A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片作正極，乙中銅片作負(fù)極C．兩燒杯中溶液中的H＋濃度均減小D．產(chǎn)生氣泡的速率甲中的比乙中的慢(2)甲裝置中，某同學(xué)發(fā)覺不僅銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片上也產(chǎn)生了氣體，緣由可能是鋅片不純，鋅與雜質(zhì)構(gòu)成原電池。(3)甲裝置中，若把稀硫酸換成CuSO4溶液，試寫出銅電極的電極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu。解析：Ⅰ.(1)甲裝置中，二價(jià)金屬A不斷溶解說明A失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則A作負(fù)極，B作正極，裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是A－2e－=A2＋。(2)乙裝置中，C的質(zhì)量增加說明C電極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則C作正極，B作負(fù)極，裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu。(3)丙裝置中，A上有氣體產(chǎn)生，說明A上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則A作正極，D作負(fù)極，結(jié)合(1)(2)分析可知，四種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱依次是D>A>B>C。Ⅱ.(1)銅不能與稀硫酸反應(yīng)，則乙燒杯中銅片表面無氣泡生成，甲裝置中形成原電池，銅作正極，則甲燒杯中銅片表面有氣泡產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；乙裝置沒有形成閉合回路，不能形成原電池，故B錯(cuò)誤；兩燒杯中硫酸都參與反應(yīng)，溶液中氫離子濃度均減小，故C正確；甲裝置能形成原電池，其反應(yīng)速率較一般化學(xué)反應(yīng)速率更大，所以甲中產(chǎn)生氣泡的速率比乙中快，故D錯(cuò)誤。(2)在甲裝置中，某同學(xué)發(fā)覺不僅在銅片上有氣泡產(chǎn)生，而且在鋅片上也產(chǎn)生了氣體，是由于鋅片不純，在鋅片上形成原電池導(dǎo)致的。(3)在甲裝置中，假如把稀硫酸換成硫酸銅溶液，Cu2＋在正極上得電子產(chǎn)生Cu，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu。16．(12分)視察圖A、B、C，回答下列問題：(1)把一塊干凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可視察到鋅片上有氣泡產(chǎn)生，再平行插入一塊銅片，可視察到銅片上沒有(填“有”或“沒有”)氣泡產(chǎn)生。再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(見圖A)，組成一個(gè)原電池，正極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑