化学（人教版必修2）练习第02章第02节化学能与电能课时作业

课时作业(八)化学能与电能基础巩固练(25分钟50分)一、选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分)1．下列都属于二次能源的是()A．电能、蒸汽 B．电能、风能C．蒸汽、风能 D．煤、石油解析：直接从自然界取得的能源称为一次能源，一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源，因此风能、煤、石油均是一次能源，而电能、蒸汽是二次能源，A项正确。答案：A2．如图所示能够组成原电池，并且产生明显的电流的是()解析：A项电极相同且Cu与H2SO4不反应；C项和D项均没有发生化学反应。答案：B3．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析：锌锰干电池中碳棒并不参加反应，A错；氢氧燃料电池是将化学能直接转变为电能，B错；太阳能电池的主要材料是高纯度的单质硅，故D错。答案：C4．某原电池的总反应离子方程式为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，则该原电池的正确组成可以是下列的()解析：该原电池的负极必为锌，正极是比锌稳定的金属或导电的非金属，电解质溶液中含有Cu2＋。答案：C5．如图为番茄电池，下列有关说法正确的是()A．一段时间后，锌片质量会变小B．铜电极附近会出现蓝色C．电子由铜通过导线流向锌D．锌电极是该电池的正极解析：番茄电池中锌是负极，铜是正极，负极锌会失去电子溶解，质量减小，选项A对、D错；铜极是正极，不参与电极反应，电子由负极锌移向正极铜，选项B、C错。答案：A6．已知空气—锌电池的电极反应为锌片：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2石墨：O2＋2H2O＋4e－=4OH－根据此判断，锌片是()A．负极，并被氧化 B．负极，并被还原C．正极，并被氧化 D．正极，并被还原解析：由电极反应：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2可知，Zn失去电子，被氧化，作电源的负极。答案：A7．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列叙述正确的是()A．负极的电极反应式为Pb＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4B．PbO2是电池的负极C．电池放电时，溶液酸性减弱D．PbO2得电子，被氧化解析：A项，负极是Pb失电子，错误；B项，PbO2得电子，作正极，错误；C项，放电时，H2SO4被消耗且生成水，酸性减弱，正确；D项，PbO2得电子，被还原，错误。答案：C8．如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是()选项MNPA锌铜稀硫酸B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析：M棒变粗，N棒变细，说明M棒是正极，电解质溶液中的阳离子在此极析出；N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。综合以上分析可确定C项符合要求。答案：C二、非选择题(本题包括2大题，共18分)9．(8分)王亮在超市看到一种电池外壳的纸层包装印有如图的文字，请根据要求回答问题。(1)该电池的种类是________________(填序号)。①干电池②蓄电池③燃料电池(2)该电池含有的金属元素中毒性最大的是________________(写元素符号)。(3)下列对该电池的使用和性能的说法中正确的是________________。A．该电池可应用于闹钟、收音机、照相机等B．该电池可充电后反复使用C．该电池使用后不能投入火中，应埋入地下以防污染环境解析：(1)该电池是锌锰干电池，属于一次性电池(干电池)。(2)电池中含有Zn、Mn、Hg等，金属汞属于重金属，对人体和环境危害最大。(3)干电池使用寿命短，常用于收音机、闹钟、相机中；是一次性电池，不可反复使用；用完后应该分类回收，防止污染土壤和水体。答案：(1)①(2)Hg(3)A10．(10分)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。(1)分别写出B、C烧杯中铁片表面发生的电极反应。B：_________________________________________________________；C：__________________________________________________________。(2)A、B、C烧杯中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________(用字母序号表示)。(3)科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体内液体中含有的一定浓度的溶解氧、H＋和Zn2＋进行工作，该电池的正极反应式为________________________________________________________________________。解析：(1)根据原电池原理可知，一般活泼金属作负极，B烧杯中铁比锡活泼，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，C烧杯中锌比铁活泼，铁作正极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。(2)铁作负极构成的原电池中铁的腐蚀速率快于化学腐蚀，则B>A，C中铁作正极被保护，故铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是B>A>C。(3)锌作负极，Pt作正极，氧气在正极上参与反应，因此电解质溶液显酸性，故正极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O。答案：(1)Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)B>A>C(3)O2＋4H＋＋4e－=2H2O能力提升练(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)1．(2015·天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：A项，锌铜原电池中铜作正极，Cu2＋在正极上得到电子发生还原反应，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，一段时间后，甲池的硫酸根浓度不变，错误；C项，负极溶解的锌离子通过阳离子交换膜进入乙池，且M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，溶液质量增加，正确；D项，由于阳离子交换膜的存在，只是阳离子移动保持电荷守恒，错误。答案：C2．(2017·全国卷Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多解析：A对：原电池工作时，Li＋向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，a极发生的电极反应有S8＋2Li＋＋2e－=Li2S8、3Li2S8＋2Li＋＋2e－=4Li2S6、2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4、Li2S4＋2Li＋＋2e－=2Li2S2等。B对：电池工作时，外电路中流过0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g。C对：石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性。D错：电池充电时电极a发生反应：2Li2S2－2e－=Li2S4＋2Li＋，充电时间越长，电池中Li2S答案：D3．某学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是()A．(3)中Zn片增加的质量与Cu片减小的质量的比值为65∶64B．(2)与(3)中锌电极上发生的反应相同C．(1)中铜片上没有气体产生D．当(2)与(3)中正极生成物的质量比为1∶32时，通过外电路的电子数相等解析：(3)中Zn片质量减小，Cu片质量增加，A项错误；(2)中Zn片失去电子发生氧化反应，(3)中Zn片也是失去电子发生氧化反应，B项正确；装置(1)不能形成原电池且铜不与稀硫酸反应，C项正确；(2)中正极产生氢气的质量为1g时通过外电路的电子为1mol，(3)中正极析出铜的质量为32答案：A4．LED产品具有耗电量低、寿命长的特点。如图是氢氧燃料电池驱动LED屏发光的装置，下列有关叙述不正确的是()A．a处通入的气体是氢气，电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2OB．装置中电子的流向为a极→N型半导体→P型半导体→b极C．装置中的能量转化至少涉及三种形式的能量D．图中⊕→表示来自氢氧燃料电池中的K＋的移动方向解析：由N型半导体中电子的流向可知，a极是电子流出的一极(负极)，a处应通入氢气，碱性条件下氢气失电子结合OH－生成水，A项正确；b极是电子流入的一极(正极)，电子只能从a极经半导体流入，B项正确；该装置的能量转化中至少涉及化学能、电能、光能，C项正确；氢氧燃料电池中K＋移向b极，但其不能在导线上移动，⊕→不能表示K＋的移动方向，D项错误。答案：D5．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调整杠杆使其在水中保持平衡，然后慢慢地向水槽中滴入浓硫酸铜溶液，一段时间后，下列有关杠杆的判断正确的是(不考虑两球的浮力变化)()A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为导体时，A端低B端高；当杠杆为绝缘体时，A端高B端低D．当杠杆为导体时，A端高B端低；当杠杆为绝缘体时，A端低B端高解析：当杠杆为导体时，图中装置构成原电池；由于金属活动性：Fe>Cu，所以铁球是负极，失去电子，发生氧化反应，铁球的质量减少；铜球是正极，溶液中的铜离子在Cu极上得到电子析出，铜球的质量增加，故A端低B端高。当杠杆为绝缘体时，铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，铁球的质量增加，铜球的质量不变，因此A端高B端低。综上所述，C项正确。答案：C6．(2016·高考全国甲卷)Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e－=Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－=AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑解析：Mg­AgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－=Mg2＋，正极2AgCl＋2e－=2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。答案：B二、非选择题(本题包括2大题，共20分)7．(10分)利用生活中或实验室中的常用物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)实验用品：电极(________)、稀硫酸、________、________、耳机(或电流计)。(3)①按如图所示装置连接好实验仪器，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中化学能转化为________，在耳机中________又转化为声波这种能量。②如果将装置中的耳机改为电流计，则较活泼的电极应该接电流计的________极，发生了________反应；较不活泼的电极应该接电流计的________极，发生了________反应。解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼材料作正极，发生还原反应。电流计的正极应接原电池的正极，电流计的负极应接原电池的负极。答案：(2)铁钉或铁条铜钉(或其他的惰性电极，如铅笔芯等)烧杯导线(3)①电能电能②负氧化正还原8．(10分)Ⅰ.据图回答下列问题：(1)若烧杯中的溶液为稀硫酸，则观察到的现象是_____________________，负极反应式为___________________________________________________。(2)若烧杯中的溶液为氢氧化钠溶液，则负极为________________(填“Mg”或“Al”)，总反应的化学方程式为________________________________________________________。Ⅱ.由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中，正极的电极反应式为________________________________________________________________________。解析：I.(1)若烧杯中的溶液为稀硫酸，则Mg与稀硫酸反应，Mg作负极，Al作正极，可观察到Mg逐渐溶解，Al片上有气泡冒出，电流计指针偏转；负极反应式为Mg－2e－=Mg2＋。(2)若