2018-2019学年高中化学 课时分层作业11 化学能转化为电能 化学电源 苏教版必修2.doc

课时分层作业(十一) 化学能转化为电能 化学电源(建议用时：45分钟)学业达标练1下列图示的装置属于原电池的是()ABCDC构成原电池的条件为：两极为活泼性不同的金属(或金属与石墨)、电解质溶液、导线连接或直接接触、构成闭合回路。其中缺少另一电极材料、中的酒精不是电解质溶液、没有构成闭合回路，故不能构成原电池。2下列说法正确的是() 【导学号：13572082】A原电池是把电能转变成化学能的装置B原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C原电池两极板一定分别发生氧化反应和还原反应D原电池内部的阳离子向正极移动D原电池中的电子移动方向是：负极外电路正极，可见B选项错；阳离子向正极移动，得电子，发生还原反应，D项正确；在原电池中两个电极板不一定发生氧化还原反应，也可能是通入两个电极的其他物质发生氧化还原反应，如氢氧燃料电池，C项错。3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() 【导学号：13572083】AFe2FeCl3=3FeCl2BCaCO32HCl=CaCl2CO2H2OCPbPbO22H2SO4=2PbSO42H2ODCH42O2=CO22H2OB只要是氧化还原反应就存在电子的转移，理论上就能设计成原电池，只有B项中的反应属于复分解反应，其他的都是氧化还原反应。4.下列关于如图所示原电池装置的叙述中，正确的是()A铜片是负极B氢离子在铜片表面被还原C电流从锌片经导线流向铜片D铜片质量逐渐减小B较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，故A错误；铜是正极，正极上氢离子得电子，发生还原反应生成氢气，所以氢离子在铜片表面被还原，故B正确；电子从负极沿导线流向正极，电流从正极(Cu)流向负极(Zn)，故C错误；锌失电子生成锌离子进入溶液，所以锌片质量逐渐减小，氢离子在铜片表面被还原成氢气，铜片的质量不变，故D错误。5以下四位同学的观点中正确的是()A根据反应CuH2SO4=CuSO4H2设计的原电池中铜作负极B钠块与铜用导线连接后插入到稀盐酸中发现铜的表面很快有大量的气泡冒出C根据原电池原理，可以将反应2H2O2=2H2O设计成原电池，且H2在负极反应D构成闭合回路是形成原电池的必备要素之一，电子在此闭合回路中从负极流经导线到达正极，再从正极经电解质溶液流回负极C铜与稀硫酸不反应，故A项无法设计成原电池；钠能与盐酸剧烈反应放热而熔化，不能作为电极材料，B错；只要是能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池，在负极上反应的物质所含元素化合价升高，C正确；电子在负极生成经导线流向正极，在正极上被消耗，而不可能再经过溶液，D错。6.如图所示装置，下列有关该装置反应开始时的叙述正确的是()A锌极附近滴入酚酞，溶液呈红色B铁极发生的电极反应为2H2OO24e=4OHC铁极发生吸氧腐蚀生成铁锈D溶液中的OH向铁极移动B装置相当于中性溶液中较活泼金属锌发生吸氧腐蚀，锌极发生反应Zn2e2OH=Zn(OH)2，滴入酚酞，溶液不呈红色，A错误；铁极发生还原反应，而铁的腐蚀是氧化反应，B正确，C错误；溶液中阴离子向锌极(负极)移动，D错误。7以前所用锌锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电池反应为Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)。下列有关锌锰干电池的叙述中，正确的是()A干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极B干电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器C干电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒D干电池可实现化学能向电能和电能向化学能的相互转化B锌锰干电池中，较活泼的金属锌筒为负极，石墨棒为正极，A错误；长时间使用后，锌筒上出现空洞，糊状电解质流出，容易腐蚀用电器，B正确；原电池中电子流动方向由负极经外电路流向正极，而电流方向相反，C错误；干电池中只有化学能转化为电能，D错误。8将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷一极发生的反应为：CH410OH8e=CO7H2O；通入氧气的一极发生的反应为：2O24H2O8e=8OH，下列叙述正确的是() 【导学号：13572084】A通入甲烷的一极为正极B通入氧气的一极为正极C正极发生氧化反应D在燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动B由电极反应可知，在反应过程中CH4失电子作还原剂，故通入甲烷的一极为负极，则通入氧气的一极为正极；在燃料电池工作时，阴离子向负极移动。9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计。 【导学号：13572085】(1)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)若起始时该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，则生成H2体积(标准状况)为_，电子转移数目是_。【解析】(1)因金属的活动性顺序为ZnAg，所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时，锌片作负极，发生氧化反应Zn2e=Zn2；银片作正极，发生还原反应2H2e=H2。(2)锌片与银片总质量减轻，是因为负极锌失去电子溶解，根据电子得失守恒，负极每有1 mol 锌溶解，正极必产生1 mol H2，并转移2 mol电子。根据电子得失守恒有：Zn2H=Zn2H2转移电子65 22.4 L 2e60 g47 g V L x得V4.48 L，x0.4 mol，故N(e)0.4NA。【答案】(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48 L0.4NA10燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是x极：O2(气)2H2O(液)4e=4OHy极：H2(气)2OH2e=2H2O(液)回答下列问题：(1)x是_极，发生_反应；y是_极，发生_反应(填“氧化”或“还原”)。(2)总反应方程式为_。(3)若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为_。【解析】(1)x极：O2得电子发生还原反应，所以为正极。y极：H2失电子发生氧化反应，所以为负极。(2)x极、y极得失电子应相同，故x极电极方程式与y极电极方程式乘以2相加得总反应方程式为2H2O2=2H2O。(3)4 mol e2H2O 4 mol 218 g n(e) 5.4 gn(e)0.6 mol。【答案】(1)正还原负氧化(2)2H2O2=2H2O(3)0.6NA11.如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。 【导学号：13572086】(1)B为原电池的_极，金属活泼性，A_B(填“”或“”)。(2)若电极有：Zn、Fe、Cu、Ag四种金属棒，且已知B为Cu，则A为_；现有稀H2SO4和AgNO3溶液可供选择，则C应为_。【解析】据题意可知，B为原电池负极，A为正极，所以金属活泼性：AB，因此，若B为Cu，则A只能为Ag，且电解质溶液应为不活泼金属的盐溶液，故C应为AgNO3溶液。 【答案】(1)负(2)AgAgNO3溶液冲A挑战练12汽车的启动电源常用铅蓄电池。放电时其电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，据此反应判断下列叙述中正确的是()A电池上Pb极标有“”符号BPbO2得电子，被氧化C负极反应是PbSO2e=PbSO4D电池放电时，溶液酸性增强C铅蓄电池在放电时为原电池，Pb失电子作负极，标有“”符号，电极反应式为PbSO2e=PbSO4，A错，C正确；PbO2在正极得电子，被还原，B错；电池放电时消耗硫酸，溶液酸性减弱，D错。13锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是() 【导学号：13572087】ALi作正极，电极反应为Lie=LiBLi作负极，电极反应为Lie=LiC该电池可以选用硫酸作电解质D该电池使用一段时间后可以补充蒸馏水来补偿散失的水分B根据总反应式可以判断，Li失电子被氧化，为负极材料，失去电子成为Li，A错，B正确；金属锂是活泼金属，常温下与水、酸能剧烈反应，故该电池不能选择含有水的电解质溶液，C、D错。14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学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白： 【导学号：13572088】(1)实验原理：Fe2H=Fe2H2。(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，由化学能转化为_。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，电极反应式是_；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、自发进行的氧化还原反应。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)电能负Fe2e=Fe2正还原