• 418.00 KB
  • 2021-07-06 发布

第二章化学键化学反应规律第二节化学反应与能量转化第2课时化学反应能量转化的重要应用--化学电池等级性测试鲁科版必修第二册

  • 5页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
第2课时 化学反应能量转化的重要应用——化学电池 等级性测试 ‎1.暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理,使其发生原电池反应,铁粉在原电池中充当(  )‎ A.负极          B.正极 C.阴极 D.阳极 解析:选A。铁被氧化,负极发生氧化反应,铁粉在原电池中充当负极,故A正确。‎ ‎2.如图是某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(  )‎ A.铜极反应式为2H++2e-===H2↑‎ B.电子从锌片通过溶液流向铜片 C.装置中存在化学能→电能→光能的转化 D.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变 解析:选B。铜锌原电池中,Cu做正极,溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气,所以Cu上有气体生成,电极反应式为2H++2e-===H2↑,故A正确;锌比铜活泼,形成原电池时,锌为负极,失去电子,电子沿外电路由锌流向铜,电子不能通过溶液,溶液中是离子做定向移动,故B错误;原电池中化学能转化为电能,LED灯发光时,电能转化为光能,故C正确;金属性Cu比Zn、Fe弱,将锌片换成铁片后,Cu仍做正极,所以电路中的电流方向不变,故D正确。‎ ‎3.某原电池反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。下列不能实现该反应原理的原电池是(  )‎ A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液 B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液 解析:选D。由2Fe3++Fe===3Fe2+和原电池的构成条件可知,原电池的电解质溶液为含Fe3+的盐溶液,负极为Fe,正极为活动性比Fe弱的金属或能导电的非金属。‎ ‎4.如图是Fe和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录的下列内容正确的是(  )‎ ‎①Fe为正极,Cu为负极 - 5 -‎ ‎②H+向负极移动 ‎③电子是由Fe电极经外电路流向Cu电极 ‎④Cu电极上有H2产生 ‎⑤若有1 mol电子流过导线,则产生的H2为11.2 L ‎⑥负极的电极反应式为Fe-3e-===Fe3+‎ A.①②③         B.③④‎ C.③④⑤ D.③④⑥‎ 解析:选B。Fe为负极,Cu为正极,①错误;H+向正极移动,②错误;电子由Fe电极经外电路流向Cu电极,③正确;Cu电极上发生反应:2H++2e-===H2↑,④正确;由2H++2e-===H2↑可知,若有1 mol电子流过导线,则产生氢气0.5 mol,但未注明条件,不能计算H2的体积,⑤错误;负极的电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,⑥错误。‎ ‎5.将铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即产生电流,称为甲烷燃料电池。下列有关说法中错误的是(  )‎ A.CH4在负极上反应,O2在正极上反应 B.放电过程中电解质溶液的碱性减弱 C.此电池属于环境友好型电池 D.此电池中化学能100%转化为电能 解析:选D。A项,甲烷燃料电池中,燃料失电子发生氧化反应,所以CH4在负极上反应,O2得电子发生还原反应,所以O2在正极上反应,正确;B项,根据电池总反应CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O知,OH-参加反应,所以溶液中OH-浓度降低,溶液的碱性减弱,正确;C项,该电池放电时不产生对环境有污染的物质,所以属于环境友好型电池,正确;D项,此电池中化学能转化为电能和少量热能,错误。‎ ‎6.有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流方向为D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极产生大量气泡;④B、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,D极发生氧化反应。据此,判断四种金属的活泼性顺序是(  )‎ A.A>C>D>B B.D>C>B>A C.A>D>C>B D.C>A>B>D 解析:选A。①中,A为负极,B为正极,可知金属活泼性:A>B;②中,外电路电流方向为D→导线→C,则D是正极,C是负极,金属活泼性:C>D;③中,C极产生大量气泡,说明该极发生了还原反应:2H++2e-===H2↑,则C是正极,A是负极,金属活泼性:A>C;④中,D极发生氧化反应,则D是负极,B是正极,金属活泼性:D>B。综上所述可得几种金属的活泼性顺序为A>C>D>B。‎ ‎7.如图所示,电流表的指针发生偏转,正极变粗,负极变细,‎ - 5 -‎ 符合这种情况的是(  )‎ A.正极为Cu,负极为Zn,S为稀H2SO4‎ B.正极为Zn,负极为Cu,S为CuSO4溶液 C.正极为Ag,负极为Zn,S为AgNO3溶液 D.正极为Fe,负极为Cu,S为AgNO3溶液 解析:选C。原电池中,负极失去电子,根据题意负极变细,即金属单质失电子,负极应该是活泼金属,故B、D错误;又因为正极变粗,即该电池的总反应应该是金属与盐溶液之间的置换反应,故A错误,C正确。‎ ‎8.有如图所示的装置,当电流表中显示产生持续电流时,下列说法正确的是(  )‎ A.Cu是原电池的负极 B.Al是原电池的负极 C.电子由铝沿导线流向铜 D.铝片上的电极反应式为Al-3e-===Al3+‎ 解析:选A。铜、铝、浓硝酸构成的原电池中,常温下,金属铝遇到浓硝酸会发生钝化,所以金属铜是负极,金属铝是正极,负极上发生金属失电子的氧化反应,正极上发生得电子的还原反应,A正确,B错误;电子从负极(铜)沿导线流向正极(铝),C错误;铝是正极,该电极上金属不反应,而是硝酸中的硝酸根离子发生得电子的还原反应,D错误。‎ ‎9.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。‎ 装 置 现象 金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题:‎ ‎(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________________________‎ ‎(生成二价阳离子)。‎ ‎(2)装置乙中正极的电极反应式是___________________________________________。‎ ‎(3)装置丙中溶液的酸性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。‎ ‎(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是______________________________。‎ 解析:甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理,装置甲中金属A不断溶解,则A为负极、B为正极,活泼性A>B;装置乙中C的质量增加,即析出Cu,则C为正极、B为负极,活泼性B>C;装置丙中A上有气体即H2产生,则A为正极、D为负极,活泼性D>A,随着H+的消耗,溶液的酸性减弱。‎ - 5 -‎ 答案:(1)A-2e-===A2+‎ ‎(2)Cu2++2e-===Cu ‎(3)减弱 (4)D>A>B>C ‎10.利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电化学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白:‎ ‎(1)实验原理:Fe+2H+===Fe2++H2↑。‎ ‎(2)实验用品:电极(________、________)、稀硫酸、烧杯、________、耳机、电流计(填写所缺的实验用品)。 ‎ ‎(3)实验装置如图。‎ ‎(4)原电池设计及注意的问题 ‎①按如图所示连接好实验仪器,这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是在原电池中,化学能转化为________。 ‎ ‎②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的________极,电极反应式为__________________________;另一极接电流计的________极,电极上发生了________(填“氧化”或“还原”)反应。 ‎ 解析:原电池的构成条件是电极、导线、电解质溶液。负极应用铁钉或铁条,正极可选铜棒、铜钉或石墨(如铅笔芯)等,电解质溶液盛放在烧杯中;原电池是将化学能转化为电能的装置,电流计的负极应与电源负极相连,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。‎ 答案:(2)铁钉(或铁条) 铜钉(或铅笔芯) 导线 ‎(4)①电能 ‎②负 Fe-2e-===Fe2+ 正 还原 ‎11.某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:‎ 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针 偏转方向 ‎1‎ Mg、Al 稀盐酸 偏向Al ‎2‎ Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu ‎3‎ Al、C(石墨)‎ 稀盐酸 偏向石墨 ‎4‎ Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg ‎5‎ Al、Zn 浓硝酸 偏向Al 根据表中的实验现象回答下列问题:‎ - 5 -‎ ‎(1)实验1、2中Al所做的电极(正极或负极)是否相同?________(填“是”或“否”)。‎ ‎(2)对实验3完成下列填空:‎ ‎①铝为________极,电极反应式为____________________________。‎ ‎②石墨为________极,电极反应式为_____________________________________。‎ ‎③电池总反应化学方程式:_____________________________________________。‎ ‎(3)实验4中铝做负极还是正极?________,理由是___________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 写出铝电极的电极反应式:_________________________________________________。‎ ‎(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因:__________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中做正极或负极的因素:________________________________________________________________________。‎ 解析:在原电池中,一般相对较活泼的金属材料做负极。在稀盐酸中的活泼性Mg>Al>Cu。由实验1和2可知,在题中原电池中电流计指针偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨,由上述规律可知,Al是负极,石墨是正极,化学反应是Al失去电子被氧化为Al3+,盐酸中的H+得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中,Al与NaOH能自发反应,而Mg不能,则Al是负极,Mg是正极。Al在浓硝酸中被钝化,Zn能与浓硝酸持续反应,Zn被氧化,Zn是负极,Al是正极,所以在实验5中电流计指针偏向Al。‎ 答案:(1)否 ‎(2)①负 2Al-6e-===2Al3+‎ ‎②正 6H++6e-===3H2↑‎ ‎ ③2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑‎ ‎(3)负极 Al能与NaOH溶液发生反应,而Mg不与NaOH溶液反应 Al-3e-+4OH-===[Al(OH)4]-‎ ‎(4)在浓硝酸中,Al被钝化,Zn是原电池的负极 ‎(5)①另一个电极材料的活泼性;②电解质溶液及其氧化性 - 5 -‎