高一化学人教版必修二课下能力提升（七）　化学能与电能作业.doc

课下能力提升(七)化学能与电能一、选择题1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()a2al2naoh2h2o=2naalo23h2b2h2o22h2oczncuso4=cuznso4dna2co32hcl=2naclh2oco22(2016山东潍坊高一检测)有关原电池的下列说法中正确的是()a在外电路中电子由正极流向负极b在原电池中负极发生还原反应c原电池工作时，阳离子向正极方向移动d原电池中正极一定是不活泼金属3双选如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极x、y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()a外电路的电流方向为：y外电路xb若两电极分别为fe和碳棒，则x为碳棒，y为fecx极上发生的是还原反应，y极上发生的是氧化反应d若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为xy4燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能，氢氧燃料电池的基本反应是：x极：o2(g)h2o(l)2e=2ohy极：h2(g)2oh2e=2h2o(l)下列说法正确的是()ax是负极by是正极cy极上发生还原反应dy极上发生氧化反应5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，由此判断下表中所列m、n、p物质，其中可以成立的是()选项mnpa锌铜稀硫酸溶液b铜铁稀盐酸c银锌硝酸银溶液d锌铁硝酸铁溶液6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。在这种电池中铝合金是负极海水是电解质溶液铝合金电极发生还原反应()abc d7(广东高考改编)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()aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：cu22e=cuc无论a和b是否连接，铁片均会溶解da和b用导线连接后，fe片上发生还原反应，溶液中的cu2向铜电极移动8观察如图所示两个实验装置，若两烧杯中硫酸的浓度相同，铜片和锌片都是纯净单质，判断下列叙述正确的是()a两个装置均是原电池装置b乙中电子由铜片经过电流计流向锌片c过一段时间两烧杯中溶液的酸性均减弱d因都是锌与硫酸的反应，所以两装置中产生气泡的速率相同9(2016南京高一检测)用如图装置进行实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴应表示()c(ag)c(no)a棒的质量b棒的质量溶液的质量abcd10镍氢电池的总反应式是h22nio(oh)=2ni(oh)2，根据此反应式判断，此电池放电时，负极上发生反应的物质是()ah2bni(oh)2cnio(oh) dh2和nio(oh)11(2016山东滨州高一检测)燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%，产物污染也少。下列有关燃料电池说法错误的是()a氢氧燃料电池的电解质用koh溶液时，其负极电极反应为2h24e4oh=4h2ob碱性甲烷燃料电池的正极反应为o22h2o4e=4ohc燃料电池负极燃料失电子，发生还原反应d除纯氧外，空气中的氧气也可以作氧化剂12由质量均为100 g的铁片、铜片和足量的cuso4溶液组成原电池装置，经过一段时间后，两电极的质量差变为12 g，则下列说法正确的是()a铁片溶解了12 gb导线中通过了0.2 mol电子c铜片上析出了6 g cud铜片溶解了6.4 g二、非选择题13电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)利用电池可将_能转化为_能。(2)下列电池中，不易造成环境污染的是()a锂离子电池b锌锰电池c镍镉电池 d氢氧燃料电池(3)已知甲醇燃料电池每生成1 mol的液态水放出286 kj的热量，又知该电池每发1 kwh电能生成360 g水，则该电池的能量转化率为_。(1 kwh3.6106 j)14由a、b、c、d四种金属按表中装置进行实验。装置现象二价金属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_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的ph_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。15(2016广州高一检测)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以lioh为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2li2h2o=2liohh2(1)该电池的负极是_，负极反应是_。(2)正极现象是_。(3)放电时oh向_移动(填“正极”或“负极”)。16理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“cu 2ag=2agcu2”设计一个化学电池(正极材料用石墨棒)回答下列问题：(1)该电池的负极材料是_，发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是_。(2)正极上出现的现象是_。(3)若导线上转移电子1 mol，则生成银_g。17为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如图：回答下列问题：(1)根据原电池原理填写下表：装置序号正极负极反应式阳离子移动方向甲乙丙丁戊(2)电极类型除与电极材料的性质有关外，还与_有关。(3)根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？_(填“是”或“不一定”)，请举例说明：_(4)指出下列电池的放电过程中，电解质溶液酸碱性的变化：甲_，丙_，戊_。(填“酸性或碱性增强或减弱”)课下能力提升(七)化学能与电能1解析：选dd项中的反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。2解析：选c在外电路中电子由负极流向正极；负极发生氧化反应；mgal原电池，稀硫酸作电解质溶液，铝作正极，属于活泼金属。3解析：选a、d外电路的电子流向为x外电路y，电流方向与其相反，a正确；x极失电子，作负极，y极上发生的是还原反应，x极上发生的是氧化反应。若两电极分别为fe和碳棒，则y为碳棒，x为fe，b、c错误，d正确。4解析：选d由电极反应式可知：x极上发生得到电子的还原反应，是原电池的正极，y极上发生失去电子的氧化反应，是原电池的负极。5解析：选c该原电池中m棒变粗，n棒变细，说明原电池反应时n棒作负极，m棒作正极，a、b选项中，电解质溶液分别为稀硫酸和稀盐酸，原电池工作时，不会有金属析出且a中m棒变细。c选项正极反应为age=ag，符合题意。而d选项正极反应为fe3e=fe2，不会有金属析出，m棒锌溶解变细。6解析：选a活泼的一极为负极，即为铝合金，对。电极在海水中，故海水为电解质溶液，对。铝合金为负极，发生氧化反应。7解析：选d铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，a正确。a和b用导线连接后，构成原电池，其中fe作负极，发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为 cu22e=cu，b项正确、d项错误。无论a和b是否连接，铁都被氧化生成fe2，c项正确。8解析：选c根据原电池的形成条件分析，甲中没有构成闭合回路，不属于原电池装置，a项错误；乙装置是原电池装置，活泼金属作负极，失去电子，电子应由锌片流向铜片，b项错误；两个装置中的锌片都和稀硫酸反应生成氢气，硫酸浓度减小，溶液酸性减弱，c项正确；乙装置中构成原电池反应，反应速率加快，故乙装置中产生气泡的速率快，d项错误。9解析：选d该原电池中负极为fe，电极反应：fe2e=fe2，故a棒质量减小；正极为ag，电极反应：age=ag，故b棒质量增大，c(ag)减小；总电极反应为fe2ag=2agfe2，溶液质量减小，整个过程中c(no)未变。10解析：选a由方程式可知，h2中h元素化合价升高，被氧化，在原电池负极发生氧化反应，则h2为原电池的负极。11解析：选c氢氧燃料电池的电解质用koh溶液时，在负极h2失电子生成h能与 oh继续反应，故负极电极反应为2h24e4oh=4h2o，a正确；碱性甲烷燃料电池的正极反应为o22h2o4e=4oh，b正确；燃料电池负极燃料失电子，发生氧化反应，c错误；燃料电池的正极是氧气得电子，可以是纯氧，也可以是空气中的氧气，d正确。12解析：选b设铁片溶解的质量为x g，铜片上析出cu的质量为y g。则(100y)(100x)12，即xy12。由得失电子守恒可得：22，即8x7y。解、联立方程组得x5.6 g，y6.4 g。导线中通过电子的物质的量为20.2 mol。13解析：(1)原电池是将化学能转化成电能的装置。(2)氢氧燃料电池工作时的产物是水，不会造成环境污染，故氢氧燃料电池又称为绿色电池。(3)生成360 g液态水放出的热量为286 kj/mol5720 kj，电池的能量转化率为 100%62.9%。答案：(1)化学电(2)d(3)62.9%14解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中a不断溶解，则a为负极、b为正极，活动性ab；乙中c极增重，即析出cu，则b为负极，活动性bc；丙中a上有气体即h2产生，则a为正极，活动性da，随着h的消耗，ph变大。答案：(1)a2e=a2(2)cu22e=cu(3)变大(4)dabc15解析：金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为lie=li。正极发生还原反应，所以h2在正极生成，正极反应是2h2e=h2，正极产生无色气体；在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以oh向负极移动。答案：(1)锂lie=li(2)有无色气体产生(3)负极16解析：在cu2ag=2agcu2中，cu作还原剂，应作原电池的负极，失去电子，发生氧化反应；ag作氧化剂，在原电池的正极得电子，故石墨棒上有银白色物质析出，且每转移1 mol电子，则生成银108 g；电解质是含ag的可溶性盐，通常是agno3溶液。答案：(1)cu氧化agno3溶液(2)石墨棒上出现银白色物质(3)10817解析：(1)电池甲：在稀硫酸中，镁比铝活泼，镁为负极，发生氧化反应，铝为正极，h在铝极上发生还原反应；乙电池：铁比铂活泼，铁为负极；丙电池：在氢氧化钠溶液中，铝与naoh溶液反应，铝失去电子，发生氧化反应，铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子和水；丁电池：常温下，浓硝酸使铝钝化，铜溶解，铜为负极；戊电池是燃料电池，氢气与氧气反应，氢气发生氧化反应，在碱中生成水，氧气发生还原反应。所以，在负极区通入氢气，在正极区通入空气。(2)通过比较甲、丙电池可知，电极都是铝、镁，由于电解质溶液不同，故电极名称不同，即电极类型与电极材料、电解质溶液都有关。(3)大多数电池的负极材料参与反应发生氧化反应，燃料电池的负极材料不参与反应