高中化学 第二章 第二节 第1课时 化学能转化为电能课后作业 新人教版必修2 5页

第二节　化学能与电能 第1课时　化学能转化为电能 一、能源的分类 ‎1．一次能源：______________的能源。‎ ‎2．二次能源：一次能源经过______、______得到的能源。‎ 二、化学能转化为电能 ‎1．化学能通过燃烧转化为电能——火电 ‎(1)能量转化过程：‎ 化学能____________________‎ ‎(2)能量转化的关键步骤：‎ ‎__________________是化学能转化为电能的关键。‎ ‎2．原电池 ‎(1)实验探究 实验装置 实验现象 铜片：______________‎ 锌片：______________‎ 电流表：________________‎ 结论 有______产生，装置中______转化为____‎ ‎(2)原电池：将__________转化为________的装置。‎ ‎(3)工作原理：锌失去电子，作______极，发生的反应为________，电子通过导线流向铜 片，溶液中的____在Cu片上得电子生成____，铜片作____，发生的反应为________。‎ ‎(4)反应本质：原电池反应的本质是__________。‎ ‎(5)原电池的构成条件 ‎①具有__________的两个电极；‎ ‎②能自发进行的氧化还原反应；‎ ‎③电极间____________；‎ ‎④电解质溶液。‎ ‎(6)原电池的正、负极判断 负极 正极 电极材料 活泼性____的金属 活泼性____的金属或能导电的______‎ 电子流动方向 电子____极 电子____极 电解质溶液中离子定向移动方向 ‎____离子移向的极 ‎____离子移向的极 发生的反应 ‎____反应 ‎____反应 反应现象 电极溶解 电极______或有________‎ 知识点一　一次能源与二次能源 ‎1．能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源，需依 靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断下列叙述正确的是(　　)‎ A．天然气是二次能源 B．石油是二次能源 C．电能是一次能源 D．水力是一次能源 ‎2．下列叙述不正确的是(　　)‎ A．根据一次能源和二次能源的划分标准，氢气为二次能源 B．电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源 C．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D．在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随 着能量的变化 知识点二　原电池的构成 ‎3．下列装置能构成原电池的是(　　)‎ ‎4．某原电池工作时总的反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的组成可能是(　　)‎ A．Zn为正极，Cu为负极，CuCl2溶液作电解质溶液 B．Cu为正极，Zn为负极，稀H2SO4作电解质溶液 C．Cu为正极，Zn为负极，CuSO4溶液作电解质溶液 D．Fe为正极，Zn为负极，ZnSO4溶液作电解质溶液 知识点三　原电池的工作原理 ‎5．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＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ B．2H2＋O22H2O C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑‎ D．CH4＋2O2―→CO2＋2H2O ‎6．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 ‎(　　)‎ ‎①两烧杯中铜片表面均无气泡产生 ‎②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 ‎③两烧杯中溶液的c(H＋)均减小 ‎④产生气泡的速率甲比乙慢 ‎⑤甲中SO向Zn片移动，H＋向Cu片移动 ‎⑥乙中电流从Cu片流向Zn片 ‎⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变 A．①②③ B．③⑤⑦ C．④⑤⑥ D．②③④⑤⑦‎ 知识点四　原电池原理的应用 ‎7．一学生欲通过实验判断X、Y、Z、W四块金属的活泼性，做了如下实验并得结论：‎ 当X、Y组成原电池时，Y为负极；当Z、W组成原电池时，W为正极；W能从含Y 离子的盐溶液中置换出单质Y，据此可知它们的活泼性顺序是(　　)‎ A．Z＞W＞X＞Y B．X＞Y＞Z＞W C．X＞Y＞W＞Z D．Z＞W＞Y＞X ‎8．某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作为负极，则该金属可 能为(　　)‎ A．铝 B．铜 C．锡 D．硅 练基础落实 ‎1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是(　　)‎ A．发生氧化反应的为负极 B．正极为电子流入的一极 C．比较不活泼的金属为负极 D．电流的方向由正极到负极 ‎2．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．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4‎ D．C＋CO22CO ‎3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技 工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中(　　)‎ ‎①铝合金是正极　②铝合金是负极　③海水是电解液　④铝合金电极发生还原反应 A．②③ B．②④ C．①② D．①④‎ ‎4．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是(　　)‎ ‎5.‎ 如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气 泡生成，则以下叙述正确的是(　　)‎ A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸 B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸 D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 练方法技巧——原电池正、负极及电极反应的判断 ‎6．镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：‎ Cd(OH)2＋2Ni(OH)2充电 放电 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是(　　)‎ A．Cd(OH)2 　 B．Ni(OH)‎2 ‎ 　　 C．Cd D．NiO(OH)‎ ‎7．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，锌电池具有容量大、‎ 污染少等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，其原料为锌粉、电解液和空气。则下 列叙述正确的是(　　)‎ A．锌为正极，空气进入负极 B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋‎ C．正极发生氧化反应 D．电解液是酸溶液 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 答案 练综合拓展 ‎8．有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝 片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1‎ 的NaOH溶液中，如下图所示。‎ ‎(1)写出甲池中正极的电极反应式：‎ 正极：____________________________________________________________。‎ ‎(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：‎ 负极：________________________________________________________________。‎ 总反应的离子方程式：______________________________________________。‎ ‎(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金 属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出 ‎________活动性更强(填写元素符号)。‎ ‎(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？(　　)‎ A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质 B．镁的金属性不一定比铝的金属性强 C．该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值 D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析 ‎(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种 做法________(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实 验方案_________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(如可靠，此空可不填)。‎ 第二节　化学能与电能 第1课时　化学能转化为电能 基础落实 一、‎ ‎1．直接从自然界取得 ‎2．加工　转换 二、‎ ‎1．(1)热能　机械能　电能　(2)燃烧(氧化还原反应)‎ ‎2．(1)从上到下：有气泡逸出　溶解　指针发生偏转　电流　化学能　电能　(2)化学能　电能　(3)负　氧化反应　H＋　H2　正极　还原反应　(4)氧化还原反应　(5)①活动性不同　③形成闭合回路　(6)从左到右，从上到下：较强　较弱　非金属　流出　流入　阴　阳　氧化　还原　增重　气泡放出 对点训练 ‎1．D ‎2．C　[火力发电的能量转化：化学能→热能→机械能→电能。]‎ ‎3．B　[原电池的构成条件：①两个活泼性不同的电极，②插入电解质溶液，③形成闭合回路。]‎ ‎4．C　[Zn失电子则Zn应为负极；Cu2＋得电子则Cu2＋为电解质溶液中的阳离子。]‎ ‎5．C　[可设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应。]‎ ‎6．B ‎7．D　[X、Y组成原电池Y为负极，则活泼性：Y＞X；Z、W组成原电池，W为正极，则活泼性：Z＞W，W能从含Y离子的溶液中置换出Y单质，则活泼性：W＞Y，综上，则活泼性顺序为Z＞W＞Y＞X。]‎ ‎8．C　[该金属在金属活动顺序表中应在氢前锌后，故选C。]‎ 课后作业 ‎1．C　[原电池中相对活泼的金属为负极，不活泼的为正极，C项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，A项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出，由正极流入，电流方向与电子流动方向相反，B、D项正确。]‎ ‎2．D　[D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。]‎ ‎3．A　[分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属PtFe合金作正极，电解液是海水；铝合金作负极发生的是氧化反应，故①④错误，②③正确。]‎ ‎4．A　[由题给装置图知，A、B、C形成原电池，由于金属活动顺序表中Cu、Ag排在H的后面，而Zn排在H的前面，故A中有气体产生。]‎ ‎5．C　[Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，变成＋2价的亚铁离子，由于a极上有大量气泡生成，所以正极(C)电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，a为正极，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。]‎ ‎6．C　[根据镍镉可充电电池放电的反应原理Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，Cd被氧化生成Cd(OH)2，NiO(OH)被还原生成Ni(OH)2，即Cd发生氧化反应，是失去电子的物质，NiO(OH)发生还原反应，是得到电子的物质，所以，Cd为负极，NiO(OH)为正极，即电池的负极材料是Cd，C项正确。]‎ ‎7．B　[根据电池反应2Zn＋O2===2ZnO判断，锌为负极，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，所以A不正确，B正确；正极发生还原反应，所以C不正确；电解液若为强酸，将与锌发生化学反应，而不是O2与锌反应，所以D不正确。]‎ ‎8．(1)2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O ‎2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎(3)Mg　Al　(4)AD ‎(5)不可靠　将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池。利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极 解析　甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。但是由于Al与碱的反应是一特例，不可作为判断金属性强弱的依据。所以判断一个原电池的正负极应依据实验事实。 ‎