化学键化学反应与能量第三节化学反应的利用第2课时化学反应为人类提供能量课后提升练习含解析鲁科版必修2 7页

- 1 - 化学反应为人类提供能量 1．下列有关说法中正确的是(　　) A．能量的转化是相互的 B．物质在氧气中燃烧时，化学能只转化为光能 C．植物的光合作用是将化学能转化为生物能 D．旧化学键断裂所放出的能量大于形成新化学键吸收的能量时，反应放热 答案　A 解析　物质燃烧时，化学能不仅转化为光能，也转化为热能，故 B 项错误；光合作用是 将光能转化为化学能，故 C 项错误；旧化学键断裂需要吸收能量，形成新化学键释放能量， 故 D 项错误；能量的转化是相互的，如电能可转化为化学能，化学能也可转化为电能，热能 可转化为化学能，化学能也可转化为热能等，故 A 项正确。 2．下列装置工作时都伴随有能量的变化，其中由电能转化为化学能的是(　　) 答案　A 解析　A 项，水在通电条件下发生分解反应生成氢气和氧气，是电能转化为化学能；B 项， 风能、太阳能转化为电能；C 项，太阳能转化为热能；D 项，化学能转化为电能。 3．某活动小组设计原电池装置，你认为设计合理的是(　　) 答案　B 解析　由原电池的构成条件可知，A 项中两个电极材料相同，不能形成原电池；C 项中没 有形成闭合回路，不能形成原电池；D 项中酒精为非电解质，也不能形成原电池；B 项中 Fe - 2 - 与 CuSO4 溶液能发生氧化还原反应，且形成闭合回路，符合原电池的构成条件，故选 B。 4．下列各组材料中，不能组成原电池的是(　　) 答案　C 解析　C 项中蔗糖是非电解质，不能组成原电池。 5．如图是 Zn 和 Cu 形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记下结论， 其中正确的一组是(　　) ①Zn 为正极，Cu 为负极； ②电子是由 Zn 经外电路流向 Cu； ③Cu 极上有 H2 产生； ④正极的电极反应式为 Zn－2e－===Zn2＋。 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　B 解析　在该原电池中，Zn 比 Cu 活泼，故 Zn 作负极，Cu 作正极，负极反应为 Zn－2e－===Zn2 ＋，正极反应为 2H＋＋2e－===H2↑，故①④错误，②③正确。 6．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　) - 3 - A．a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为 Cu2＋＋2e－===Cu C．无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a 和 b 用导线连接时，铁片作正极 答案　D 解析　a、b 不连接，未形成原电池，Cu2＋与 Fe 在接触面上直接反应，A 项正确；a、b 用 导线连接，铜片为正极，Cu2＋在该电极上得电子，铁片为负极，B 项正确，D 项错误；a、b 连 接与否，溶液中的 Cu2＋均得电子发生还原反应生成 Cu，Fe 均失电子发生氧化反应生成 Fe2＋， 故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C 项正确。 7．如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是(　　) A．电池内部含有电解质 B．锌是负极，石墨棒是正极 C．电池用完后可埋入土壤 D．锌锰干电池是一次性电池 答案　C 解析　用完的电池埋入土壤中易造成土壤污染以及地下水污染。 [应用·实践] 8．下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　) A．2Al＋2NaOH＋6H2O===2NaAl(OH)4＋3H2↑ B．2H2＋O2 =====点燃 2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 - 4 - D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 答案　D 解析　D 项中的化学反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。 9．在盛装稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片。下列叙述不正确的是(　　) A．负极附近 SO 2－4 的浓度逐渐增大 B．电子由铜片通过导线流向锌片 C．反应一段时间后，溶液中 c(H＋)减小 D．铜片上有 H2 逸出 答案　B 解析　该原电池中锌片为负极，铜片为正极，锌片失电子被氧化为 Zn2＋进入溶液，电子 沿导线流向铜片，溶液中的 H＋从铜片上得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片 上逸出。溶液中的 SO 2－4 向负极 Zn 片方向移动。故 A、C、D 正确。 10．有 a、b、c、d 四种金属电极，有关实验装置及部分实验现象如下： 由此可判断这四种金属的活动性由大到小的顺序为(　　) A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 答案　C 解析　根据原电池原理可知，负极金属的活动性大于正极金属的活动性，故只要判断出 原电池的正负极就可以比较两种金属的活动性。装置一是原电池，a 极质量减小，说明 a 极金 属失电子形成阳离子，发生氧化反应作负极，故 a 极金属比 b 极金属活泼；装置二没有形成 原电池，由 b 极有气泡产生，c 极无变化可知，b 比 c 活泼，且 c 位于金属活动性顺序表中氢 的后面；装置三和四均形成原电池，易知 d 比 c 活泼，d 比 a 活泼。因此这四种金属的活动性 由大到小的顺序为 d>a>b>c。 11．在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M 棒变粗，N 棒变细，其中 P 为电解质 - 5 - 溶液。由此判断 M、N、P 所代表的物质可能是(　　) 选项 M N P A 锌 碳 稀硫酸 B 碳 锌 稀盐酸 C 银 锌 AgNO3 溶液 D 铜 铁 Fe(NO3)3 溶液 答案　C 解析　经分析可知该装置是原电池，其中 M 棒作正极，有金属单质析出，N 棒作负极，失 电子溶解。A、B 两项，电解质溶液分别为稀硫酸和稀盐酸，原电池工作时，不会有金属析出， A、B 两项错误；C 项，正极反应为 Ag＋＋e－===Ag，负极反应为 Zn－2e－===Zn2＋，符合题意， C 项正确；D 项，正极反应为 Fe3＋＋e－===Fe2＋，不会有金属析出，D 项错误。 12．某原电池的电池反应为 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符合的原电池是(　　) A．铜片、铁片、FeCl3 溶液组成的原电池 B．石墨、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池 C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池 D．银片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池 答案　C 解析　由原电池的电池反应可知，该原电池中，Fe 为负极，比 Fe 不活泼的金属或非金属 作正极，含 Fe3＋的溶液为电解质溶液。 13．Mg 条、Al 条平行插入一定浓度的 NaOH 溶液中，用导线连接成原电池，如图所示。 此电池工作时，下列叙述中正确的是(　　) - 6 - A．Mg 比 Al 活泼，Mg 失去电子被氧化成 Mg2＋ B．负极反应式为 Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ C．原电池工作过程中溶液 pH 不变 D．Al 是电池正极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 答案　B 解析　虽然镁比铝活泼，但镁不与 NaOH 溶液反应，铝能与 NaOH 溶液发生反应：2Al＋ 2NaOH＋6H2O===2NaAl(OH)4＋3H2↑，故在碱性溶液中铝作负极：Al－3e－===Al3＋，Al3＋继续和 OH－反应生成[Al(OH)4]－，即 Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－；镁作正极，发生还原反应：2H2O ＋2e－===2OH－＋H2↑。由于反应消耗 OH－，所以原电池工作过程中溶液碱性减弱，pH 降低。 14．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路 电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的 质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(　　) A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 答案　B 解析　外电路中，电流从正极流向负极，则①为原电池的负极，②作正极，故活泼性①> ②；活泼性较差的金属作原电池的正极，①③相连时，③为正极，故金属活动 性①>③；有气泡产生的电极发生反应 2H＋＋2e－===H2↑，为原电池的正极，故活动性④> ②；质量减少的电极发生氧化反应生成金属阳离子进入溶液而溶解，为负极，故活动性③> ④；由此可得活动性①>③>④>②。 [迁移·创新] 15．回答下列问题： (1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流表。 锌片上发生的电极反应式为__________________________， 银片上发生的电极反应式为__________________________。 (2)若将反应 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 设计成原电池，负极电极材料为________，电 解质溶液选用________________，负极电极反应式为____________________。 (3)若将反应 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑设计成原电池，用稀 H2SO4 作电解质溶液，铜为原 电池的某一电极材料，则铜为原电池的________(填“正”或“负”)极。铜片的现象为 ________________________，另一电极材料为________，外电路中电子由______(填“正”或 - 7 - “负”，下同)极向________极移动，电解质溶液中 H＋向______极移动。 (4)将铁棒和锌片连接后浸入 CuCl2 溶液里，当电池中有 0.2 mol 电子通过时，负极质量 的变化是________(填“增加”或“减少”)________g。 答案　(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)铜　FeCl3 溶液　Cu－2e－===Cu2＋ (3)正　有气泡放出　铁　负　正　正 (4)减少　6.5 解析　(1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中，锌片作负极，电极反应式为 Zn－2e－ ===Zn2＋；银片作正极，电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑。 (2)Cu 是还原剂，作原电池的负极；FeCl3 是氧化剂，在正极上反应，电解质溶液是 FeCl3 溶液，可选石墨或比铜不活泼的金属作正极。 (3)该原电池中，铁作负极，铜作正极，外电路中电子由负极流向正极，电解质溶液中 H＋ 向正极移动，在铜片上得电子生成 H2，所以铜片上有气泡放出。 (4)将铁棒和锌片连接后浸入 CuCl2 溶液里，锌片作负极，Zn－2e－===Zn2＋，当电池中有 0.2 mol 电子通过时，负极质量减少为 65 g·mol－1× 0.2 mol 2 ＝6.5 g。