2024版新教材高中化学课时作业6化学能转化为电能苏教版必修第二册

课时作业6化学能转化为电能[基础对点练]学问点一化学能转化为电能1．小颖同学用如图所示装置探讨原电池原理，下列说法错误的是()A．若将图(1)装置的Zn、Cu干脆接触，Cu片上能看到气泡产生B．图(2)装置中SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))向Cu片移动C．若将图(2)中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快D．图(2)与图(3)中正极生成物的质量比为1∶32时，Zn片减轻的质量相等2．某探讨性学习小组设计了能使LED灯发光的装置，如图所示。下列说法不正确的是()A．锌片是负极，电子由锌片经导线流向铜片B．氢离子在铜片表面被还原C．锌电极质量削减65g时，铜电极表面析出氢气的体积是22.4LD．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化3．甲、乙两名同学一起做了水果电池试验，测得数据如表所示。下列甲提问，乙回答不正确的是()试验次序电极材料水果品种电极间距/cm电压/mV1锌铜菠萝39002锌铜苹果36503锌铜柑橘38504锌铜西红柿37505锌铝菠萝36506锌铝苹果3450①甲：试验6中负极的电极反应式如何写？乙：铝为负极，负极的电极反应式为Al－3e－=Al3＋②甲：试验1、5电流方向为什么相反？乙：试验1中锌为负极，电子由锌经溶液流向铜；试验5中铝为负极，铝失去电子，电流由锌经导线流向铝③甲：水果电池的电压与哪些因素有关？乙：只跟水果的品种有关④甲：水果电池中的铜电极可以用硬币(成分为铜锌合金)代替吗？乙：可以A.③④B．①②C.①②③D．②③④4．对于敞口容器中的反应：Zn(s)＋H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)＋H2(g)，下列叙述不正确的是()A.Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量B.反应过程中能量关系可用如图所示C.若将该反应设计成原电池，则Zn为负极D.若将该反应设计成原电池，当有65g锌溶解时，正极放出11.2L气体(标准状况)学问点二原电池工作原理的应用5．X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应：①水溶液中：X＋Y2＋=X2＋＋Y②Z＋2H2O(冷)=Z(OH)2＋H2↑③M、N为电极与N的盐溶液组成原电池，发生的电极反应为M－2e－=M2＋④Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化。则这五种金属的活动性由弱到强的依次是()A.M<N<Y<X<ZB．N<M<X<Y<ZC.N<M<Y<X<ZD．X<Z<N<M<Y6．等质量的两份锌a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列选项表示生成H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()7．某化学爱好小组利用反应Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是()A.Zn为负极，发生还原反应B.b电极反应式为2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋C.电子流淌方向是a电极→FeCl3溶液→b电极D.电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极学问点三钢铁的电化学腐蚀8．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液潮湿后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀试验。下列有关该试验的说法正确的是()A.铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－=Fe3＋B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀9．如图所示装置，下列有关该装置反应起先时的叙述正确的是()A.锌极旁边滴入酚酞，溶液呈红色B.铁极发生的电极反应为2H2O＋O2＋4e－=4OH－C.铁极发生电化学腐蚀生成铁锈D.溶液中的OH－向铁极移动10．下列关于金属的腐蚀与防护的说法正确的是()A.金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度无关B.验证铁的吸氧腐蚀，可以将铁钉放入试管中，用盐酸浸没C.在轮船上焊上锌皮以防止其腐蚀D.钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为Fe－3e－=Fe3＋[综合应用练]11．如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调整杠杆使其在水中保持平衡，然后当心地向烧杯中心滴入浓CuSO4溶液，若试验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变更，一段时间后，下列有关杠杆的偏向推断正确的是()A.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低D.当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高12．按图1所示装置进行试验，若图2中x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示()①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的质量A.①③B．②④C.①③⑤D．②④⑤13．分别按图甲、乙所示装置进行试验，图中两烧杯里的溶液为100mL相同浓度的稀硫酸，请回答下列问题。(1)变更过程中能量转化的形式是甲为________________________________________________________________________，乙为________________________________________________________________________。(2)以下叙述正确的是________(填序号)a．两烧杯中铜片表面均有气泡产生b．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极c．甲中铜片质量减小，乙中锌片质量减小d．两烧杯中溶液的c(H＋)均减小e．甲的外电路中电流方向和电解质溶液中阳离子的移动方向均为Zn→Cuf．产生气泡的速率甲中比乙中快g．两烧杯在相同时间内转移电子数相等(3)通过以上两个试验可以得到的共同结论是________________________。(4)当甲中产生1.12L标准状况下气体时，通过导线的电子数为________；若导线上通过电子1mol，则理论上两极的变更是________。a．锌片削减32.5gb．锌片增重32.5gc．铜片析出1gH2d．铜片上析出1molH2(5)在甲试验中，假如把稀硫酸换成硫酸铜溶液，锌电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为________________________；铜片上视察到的现象是____________________，铜电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式是________________________________________，原电池总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14．依据化学能转化为电能的相关学问，回答下列问题：Ⅰ.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＋=2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，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1mol，则生成银________g。Ⅱ.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性依次，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲中正极的电极反应式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙中负极为________，总反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)假如甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得到不同的试验结论，依据该试验得出的下列结论中，正确的有________。A．利用原电池反应推断金属活动性依次时应留意选择合适的介质B．镁的金属性不愿定比铝的金属性强C．该试验说明金属活动性依次表已过时，没有好用价值了D．该试验说明化学探讨对象困难、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析课时作业6化学能转化为电能1．答案：B2．答案：C3．解析：试验6中Al比Zn更活泼，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式为Al－3e－=Al3＋，①正确；试验1中锌为负极，电子由锌经导线流向铜，而不是经电解质溶液流向铜，②错误；分析表中数据可知，水果电池的电压与水果种类、电极材料等因素有关，③错误；硬币的成分为铜锌合金，可以单独形成原电池，电子不能通过导线形成电流，所以不能用硬币(成分为铜锌合金)代替，故④错误。答案：D4．答案：D5．答案：C6．答案：D7．解析：依据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，A、B项错误；电子流淌方向是b电极→导线→a电极，C错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D项正确。答案：D8．答案：C9．答案：B10．解析：金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度有关，A项错误；在强酸性溶液中钢铁不会发生吸氧腐蚀，B项错误；轮船上焊上锌皮后，形成原电池，锌作负极，Fe作正极，从而防止轮船的腐蚀，C项正确；钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为Fe－2e－=Fe2＋，D项错误。答案：C11．解析：当杠杆为绝缘体时，Fe把Cu2＋置换附着在Fe球上，质量增重，下沉，B端低；当杠杆为导体时，构成原电池，Cu球上有Cu析出增重，Fe球溶解，减轻，B端上升。答案：D12．解析：NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))不参加反应，因此c(NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))不变，②不符合图像变更；负极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，正极反应式为Ag＋＋e－=Ag，则a棒的质量慢慢削减，b棒的质量慢慢增加，c(Ag＋)慢慢减小，①③符合图像变更，④不符合图像变更；由电极反应式可知，每溶解56g铁转移2mol电子，有216g银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量削减，⑤符合图像变更。答案：C13．解析：(1)甲池为原电池，乙池不是原电池，甲装置主要将化学能转化为电能，乙装置主要将化学能转化为热能。(2)甲装置为原电池，锌片为负极，锌片失电子而使其质量减小，铜片是原电池的正极，溶液中的H＋在铜片表面得电子生成氢气，铜片表面有氢气放出，外电路中电子流向为Zn→Cu，故甲中外电路电流方向为Cu→Zn，甲电解质溶液中阳离子向正极移动；乙不是原电池，铜片上没有氢气放出，锌片失电子而使其质量减小，且锌片上有氢气放出，二者反应的实质都为Zn失电子，溶液中H＋得到电子，使c(H＋)减小。甲形成原电池后，反应速率加快，所以在相同的时间内甲烧杯中电子转移数多于乙烧杯中电子转移数。(3)甲、乙中均发生Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，说明Zn能还原H＋，Cu则不能，即Zn比Cu还原性强或Zn比Cu活泼。(4)n(e－)＝2n(H2)＝0.1mol，N(e－)＝6.02×1022，若导线上通过电子1mol，则消耗锌0.5mol，生成H20.5mol，即消耗锌32.5g，生成的H2在标准状况下体积为11.2L。(5)CuSO4溶液为电解质溶液时，铜锌原电池的负极为锌，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，所以锌片不断溶解，正极为铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，所以铜极不断变粗，电池总反应式为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu。答案：(1)化学能转化为电能化学能转化为热能(2)df(3)锌比铜活泼(4)6.02×1022ac(5)氧化Zn－2e－=Zn2＋铜极变粗还原Cu2＋＋2e－=CuZn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu14．解析：Ⅰ.(1)在反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋中，Cu失去电子，在负极上发生氧化反应：Cu－2e－=Cu2＋；正极上，Ag＋得到电子生