高中化学《化学能转化为电能——电池》同步练习2 鲁科版选修4

用心 爱心 专心1 化学能转化为电能化学能转化为电能 电池电池 课时作业课时作业 一 选择题一 选择题 包括 8 小题 1 6 小题只有一个选项符合题意 7 8 小题有两个选项符合题 意 1 科学家预测 氢能 将是人类社会最理想的新能源 目前 有人提出一种最经济最理想 的获得氢能源的循环体系 如下图所示 下列说法错误的是 A 在氢能的利用过程中 H2O 可循环使用 B 氢气 氧气和稀硫酸构成的燃料电池中 正极的电极反应为 O2 4e 2H2O 4OH C 该法制氢的关键是寻找光分解催化剂 D 利用光电转化可将太阳能转化为电能用于电解水而获得氢气 2 以下现象与电化学理论无关的是 A 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易生铜锈 B 生铁比软铁芯 几乎是纯铁 容易生锈 C 纯锌与稀硫酸反应时 滴少量硫酸铜溶液后速率加快 D 银质奖牌久置后表面变暗 3 在如右图所示的装置中 a 为金属 在金属活动性顺序表中排在 H 前 b 为碳棒 关于 此装置的各种叙述不正确的是 A 碳棒上有气体放出 溶液 pH 变大 B a 是正极 b 是负极 用心 爱心 专心2 C 导线中有电子流动 电子从 a 极到 b 极 D a 极上发生了氧化反应 4 X Y Z M N 代表五种金属 有以下化学反应 水溶液中 X Y2 X2 Y Z 2H2O 冷 Z OH 2 H2 M N 为电极与 N 盐溶液组成原电池 发生的电极反应为 M M2 2e Y 可以溶于稀 H2SO4中 M 不被稀 H2SO4氧化这五种金属的活动性由弱到强的顺序是 A M N Y X Z B N M X Y Z C N M Y X Z D X Z N MY 知 M N M 不被稀 H2SO4氧化 说明是 H 以后的金属 Z 和冷水反 应 说明是比较活泼的金属 故 Z X Y M N 答案 C 5 解析 该燃料电池的原理为 C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 根据总反应方程式可书写出电极反 应方程式 负极为 C6H12O6 6H2O 24e 6CO2 24H 正极为 6O2 24e 24H 12H2O 从电 极反应方程式易知 H 应从负极区移向正极区 从总反应方程式可见每生成 1 mol CO2消耗 1 mol O2 答案 B 6 解析 一般说来 能自发进行的氧化还原反应 在理论上都可设计成原电池 在反应中 电子从发生氧化反应 失电子 的负极流出 经过外电路流向正极 多为不活泼电极 离子 或物质在该正极上得电子 发生还原反应 同时溶液中的阴 阳离子分别不断移向负极 正极 构成闭合回路 据题意知发生的反应为 CH4 2O2 CO2 2H2O 反应产生的 CO2 处于 KOH 溶液中 又会转化为 CO32 故 是正确的 O2得 e 被还原 作正极 溶液 中离子移动情况受溶液 原电池内电路 中电流方向影响 内电路电流方向是由负极流向正 极 阳离子的移动方向与电流方向相同 故在溶液 原电池内电路 中阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 答案 B 7 解析 铁 锌 NaCl 溶液构成原电池 由于溶液显中性 锌又比铁活泼 只能是锌作负极 铁作正极 在负极上发生 Zn ZN2 2e 正极 O2 2H2O 4e 4OH 所以在 A 中由于其中 用心 爱心 专心8 的氧气作氧化剂而使锥形瓶内气体的量减小 压强也减小 导致 B 中的水沿导气管进入而 使导气管里形成一段水柱 同时锌被腐蚀 金属片上由于 O2得到电子 使金属片剪口处溶 液 c OH 增大 使得溶液显碱性 遇到甲基橙试液变黄色 答案 AC 8 解析 高铁电池放电时为原电池 充电时为电解池 根据原电池反应原理 放电时负极反 应式为 Zn 2OH Zn OH 2 2e 用总式减去负极反应式即得正极反应式 FeO42 4H2O 3e Fe OH 3 5OH 充电时阳极发生氧化反应 故 B 错 放电时每转 C6H12O6移 3 mol 电子 正极有 1 mol K2FeO42 被还原 答案 BC 9 解析 1 Cu 片质量增加是溶液中的 Cu2 在 Cu 极上获得电子变为 Cu 而 Zn 失去电子 其 物质的量等于 Cu2 获得电子的物质的量 即参与形成原电池的 n Zn n Cu 3 84 g 64 g mol 1 0 06 mol 其质量 0 06 mol 65 g mol 1 3 9 g 实际测得锌片减少了 3 94 g 说明 部分 Zn 直接与 Cu2 发生置换反应在 Zn 片上析出 Cu 由反应 Zn Cu2 Cu ZN2 结合差 值法可得 Zn 的质量 3 94 g 3 9 g 65 g 64 g 65 g 2 6 g 参加反应的 Zn 的总质量 3 9 g 2 6 g 6 5 g 所以原电池的工作效率 3 9 g 6 5 g 100 60 2 将铜 锌片插入溶液中的瞬 间 Zn Cu 之间存在电势差 能产生短暂的电流 但整个装置不能形成闭合的回路 所以 立即就归零了 锌失去的电子就不能持续通过导线流向铜极级 Cu2 3 实验三中 Zn 为原电池的负极 其电子沿着 KCl 溶液流向 Cu Cu 极上富集有大量的负电荷 所以带正电 荷的 K 向 CuSO4溶液迁移 根据电荷守恒可知 K 的迁移速率为 Zn 的消耗速率的两倍 即 为 2 10 3 mol s 对比实验一和实验二的装置特点可知 实验三中 Zn 片没有直接插入 CuSO4溶液中 Zn 不能直接与 Cu2 发生置换反应而大大提高了原电池的工作效率 4 根 据实验一 二 三的现象和原电池的形成条件 应用即可分析得出结论 答案 1 60 2 未形成闭合的回路 3 CuSO4 2 10 3Zn 和 Cu2 不直接接触发生置换反应 电子只能通过导线发生转移 4 Zn 的活泼性比 Cu 强 原电池需形成闭合回路才能产生持续电流或正 负极在同一电 解质溶液中时工作效率降低 用心 爱心 专心9 10 解析 1 明确电池放电的过程即发生原电池反应的过程 其电池反应方程式为 Zn Ag2O H2O 2Ag Zn OH 2 被氧化的 Zn 为负极 则 Ag2O 为正极 2 从产物分别为 金属氧化物和金属氢氧化物的实际来看 该电池的电解质溶液应为碱性 3 充电时发生电 解池反应 Ag Ag2O 为阳极 Zn Zn OH 2为阴极 分别发生氧化反应和还原反应 答案 1 Zn Zn 2OH Zn OH 2 2e Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 2 碱 3 2Ag 2OH Ag2O H2O 2e Zn OH 2 2e Zn 2OH 11 解析 方案 利用金属能否与酸反应说明金属活动性强弱是可行的 Fe 2H Fe2 H2 而 Cu 不与稀 H2SO4反应 方案 根据构成原电池的条件和两极活动性关系比较 Fe Cu 活泼性也是可行的 可将 Fe Cu 用导线相连插入同一 H2SO4溶液 有气泡产生的为正极 不活泼 方案 答案较 为开放 可用 Fe 与 CuSO4溶液的置换关系说明 Fe 比 Cu 活动性强 也可电解 FeSO4和 CuSO4混合溶液 阴极先析出 Cu 来说明 Fe 比 Cu 活泼 前者更简单 答案 方案 Fe 2H Fe2 H2 方案 2H 2e H2 Fe Fe2 2e 方案 取无锈铁棒插入 CuSO4溶液 若铁棒表面覆盖一层铜 说明 Fe 比 Cu 活动性强 Fe Cu2 Cu Fe2 12 解析 1 两极金属活动性相差越大 电压表读数越大 表中四个原电池 电压数值绝对 值 C 最大 且 C 中电子流动方向由 C Cu 故 C 的还原性最强 2 B 中电压为负值 电流方向应 Cu B 构成原电池后 Cu 作负极 故 B 不会与