2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 課時(shí)分層作業(yè)8 化學(xué)能與電能 新人教版必修2.doc

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課時(shí)分層作業(yè)(八)　化學(xué)能與電能 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)練] 1．下列有關(guān)能源的說法錯(cuò)誤的是(　　) A．風(fēng)能是人類通過風(fēng)車等工具獲取的能源，但屬于一次能源 B．在即將到來的新能源時(shí)代，核能、太陽能、氫能將成為主要能源 C．月球土壤中含有豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可作為未來核能的重要原料 D．原電池把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，所以由原電池提供的電能是一次能源 D　[風(fēng)能是直接從自然界中取得的能源，屬于一次能源，原電池提供的電能是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化而得到的，不能直接獲得，屬于二次能源，A正確，D錯(cuò)誤；隨著時(shí)代的發(fā)展，化石能源逐漸枯竭，所以新能源時(shí)代污染小的核能、太陽能、氫能將成為主要能源，B、C正確。] 2．下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是(　　) A．只有甲　　　　　 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙均可以 C　[甲裝置不能構(gòu)成閉合回路，乙裝置兩極材料相同，丁裝置酒精不是電解質(zhì)溶液，只有丙裝置具備原電池的構(gòu)成條件，故選C。] 3．如圖是Zn和Cu形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組做完實(shí)驗(yàn)后，記錄如下： 【導(dǎo)學(xué)號：43722094】 ①Zn為正極，Cu為負(fù)極。 ②H＋向負(fù)極移動。 ③電子流動方向，從Zn經(jīng)外電路流向Cu。 ④Cu極上有H2產(chǎn)生。 ⑤若有1 mol電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生H2為0.5 mol。 ⑥正極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋。 描述合理的是(　　) A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④ B　[在該原電池中，Zn比Cu活潑，故Zn作負(fù)極，Cu作正極，電子由Zn流出經(jīng)導(dǎo)線流向Cu，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，故每轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，產(chǎn)生H2 0.5 mol，在溶液中H＋向正極移動，SO向負(fù)極移動，故①②⑥錯(cuò)誤，③④⑤正確。] 4.右圖是生活中常用的鋅錳干電池的示意圖，下列有關(guān)說法中不正確的是(　　) A．電池內(nèi)部含有電解質(zhì) B．鋅是負(fù)極，碳棒是正極 C．電池用完后可埋入土壤 D．鋅錳干電池是一次性電池 C　[鋅錳干電池是一次性電池，負(fù)極材料是Zn，正極材料是碳棒，電解質(zhì)是NH4Cl。因?yàn)閺U電池中含有多種重金屬和酸、堿等有害物質(zhì)，隨意丟棄對生態(tài)環(huán)境和公眾健康危害很大，所以應(yīng)該對廢電池進(jìn)行集中處理，不能埋入土壤。] 5.如右圖所示裝置，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的(　　) A．A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C為稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C為稀AgNO3溶液 D　[A極逐漸變粗，說明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出；B極逐漸變細(xì)，說明B極為原電池的負(fù)極，失去電子后變成離子進(jìn)入溶液中。A和B中的反應(yīng)為：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，則A中A極變細(xì)，B中A極不變。C和D兩項(xiàng)中的反應(yīng)為：Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A極變細(xì)，D中A極變粗。] 6．銀鋅電池用途廣泛，可用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為2Ag＋Zn(OH)2 Ag2O＋Zn＋H2O，此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：43722095】 A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn D　[放電反應(yīng)為原電池反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子。] 7．100 mL 2 molL－1的鹽酸與過量的鋅反應(yīng)，為加快速率，又不影響產(chǎn)生氫氣的總量，可采用的方法是(　　) A．加入適量的6 molL－1的鹽酸 B．加入數(shù)滴氯化銅溶液 C．加入適量的蒸餾水 D．加入適量的氯化鈉溶液 B　[A項(xiàng)能加快反應(yīng)速率，但增加了產(chǎn)生氫氣的總量；C、D兩項(xiàng)不影響H2的量，但稀釋了鹽酸，降低了反應(yīng)速率；B項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成CuZn原電池，加快了反應(yīng)速率。] 8．鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高的優(yōu)點(diǎn)受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)式為Li＋MnO2===LiMnO2，下列說法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：43722096】 A．Li是正極，電極反應(yīng)式為Li－e－===Li＋ B．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Li－e－===Li＋ C．MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)式為MnO2＋e－===MnO D．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Li－2e－===Li2＋ B　[根據(jù)總反應(yīng)，Li失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Li是負(fù)極，反應(yīng)式為Li－e－===Li＋。] 9．下圖是氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖。關(guān)于該電池的說法不正確的是(　　) A．a(chǎn)極是負(fù)極 B．供電時(shí)的總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O C．電子由b通過燈泡流向a D．氫氧燃料電池是環(huán)保電池 C　[a電極發(fā)生反應(yīng)：H2－2e－===2H＋，故電子應(yīng)由a通過燈泡流向b。] 10．現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)： 【導(dǎo)學(xué)號：43722097】 (A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O (B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ (1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計(jì)成原電池_____________________。 (2)如果不能，說明其原因 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)如果可以，則寫出正負(fù)極材料、電極反應(yīng)式及反應(yīng)類型(“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)： 負(fù)極：________，____________________，________。 正極：________，____________________，________。 【解析】　(1)只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，(B)是氧化還原反應(yīng)且能自發(fā)進(jìn)行。 (3)根據(jù)電池反應(yīng)式：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失電子作負(fù)極，負(fù)極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬；Ag＋得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液。 【答案】　(1)(A)不能，(B)可以　(2)(A)不是氧化還原反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移　(3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋　氧化反應(yīng)　碳棒、Ag、鉑、金(任選一)　2Ag＋＋2e－===2Ag　還原反應(yīng) 11．Zn－MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負(fù)極材料是________。電池工作時(shí)，電子流向________(填“正極”或“負(fù)極”)。 (2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2＋，會加速其電極的腐蝕，其主要原因是____________________________________________________________。 欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填字母)。 【導(dǎo)學(xué)號：43722098】 A．NaOH B．Zn C．Fe D．NH3H2O 【解析】　(1)負(fù)極是失電子的一極，Zn失電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選Zn將Cu2＋置換為單質(zhì)而除去。 【答案】　(1)Zn(或鋅)　正極　(2)鋅與還原出的銅形成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕　B [沖A挑戰(zhàn)練] 12．燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是(　　) A．負(fù)極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O C．隨著放電的進(jìn)行，溶液的氫氧根濃度不變 D．放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動 D　[O2＋2H2O＋4e－===4OH－應(yīng)為正極反應(yīng)式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強(qiáng)堿溶液中逸出，它將進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸根。所以負(fù)極反應(yīng)式為CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。由于部分堿液和二氧化碳反應(yīng)，所以溶液的c(OH－)將減小。] 13．銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，下列說法中不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：43722099】 A．原電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Zn B．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 C．工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液c(OH－)減小 D．溶液中OH－向正極移動，K＋、H＋向負(fù)極移動 D　[根據(jù)總反應(yīng)式Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2分析化合價(jià)變化可知，Zn在負(fù)極上失電子，Ag2O在正極上得電子，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，所以負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正極反應(yīng)為Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－。在負(fù)極區(qū)，OH－被消耗，溶液堿性減弱，溶液中的OH－作定向移動到負(fù)極來補(bǔ)充，正極區(qū)生成OH－，溶液堿性增強(qiáng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。] 14．化學(xué)電源在能源、通訊、交通、醫(yī)學(xué)及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。 【導(dǎo)學(xué)號：43722100】 (1)目前使用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池是一種可充電電池，其電池總反應(yīng)式可以表示為 Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水，但能溶于酸。關(guān)于鎳鎘電池的下列說法：①以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)；②以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)；③充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；④放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽虎蓦姵胤烹姇r(shí)的負(fù)極材料是NiO(OH)；⑥電池放電時(shí)的負(fù)極材料是Cd。下列組合中正確的是____________________________________________________________。 A．①③⑤ B．②④⑥ C．①④⑤ D．②③⑥ (2)廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明，一節(jié)廢鎳鎘電池可以使1 m2耕地失去使用價(jià)值，在酸性土壤中這種污染尤其嚴(yán)重，其原因是____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)氫鎳電池是近年開發(fā)出來的新型可充電電池，它用氫氣取代了金屬鎘，從而有效防止產(chǎn)生的鎘污染，成為鎳鎘電池的換代產(chǎn)品。氫鎳電池的電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀溶液。[已知總反應(yīng)式：2NiO(OH)＋H2 2Ni(OH)2] 電池負(fù)極的電極反應(yīng)式是____________________________________， 電池正極的電極反應(yīng)式是______________________________________。 【解析】　(1)可逆反應(yīng)是指在同一條件下，正、逆兩個(gè)方向可以同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)，與電池的充電、放電不同，充電、放電不是可逆反應(yīng)。鎳鎘電池放電時(shí)，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽潆姇r(shí)，是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。 (2)Ni(OH)2、Cd(OH)2難溶于水，易溶于酸：Ni(OH)2＋2H＋===Ni2＋＋2H2O；Cd(OH)2＋2H＋===Cd2＋＋2H2O。在酸性土壤中，溶解于水中的Ni2＋、Cd2＋造成的污染尤為嚴(yán)重，會引起疼痛病。 (3)氫鎳電池中，氫氣取代金屬鎘作負(fù)極，NiO(OH)仍然作正極。 【答案】　(1)B　(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2難溶于水，但能溶于酸中，生成重金屬離子Ni2＋、Cd2＋，從而造成污染 (3)H2＋2OH－－2e－===2H2O 2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－ [教師獨(dú)具] 某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下： 編號 電極 材料 電解質(zhì) 溶液 電流計(jì)指針 偏轉(zhuǎn)方向 1 Mg、Al 稀鹽酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀鹽酸 偏向石墨 4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極(指正極或負(fù)極)________(填“相同”或“不同”)。 (2)對實(shí)驗(yàn)3完成下列填空： ①鋁為________極，電極反應(yīng)式為_____________________________。 ②石墨為________極，電極反應(yīng)式為___________________________。 ③電池總反應(yīng)式為__________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)4中鋁作________極(填“負(fù)”或“正”)，理由是 ____________________________________________________________。 此反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素為____________________________________________________________。 【解析】　根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，不難看出實(shí)驗(yàn)1中Mg作負(fù)極，Al作正極；實(shí)驗(yàn)2中Al作負(fù)極，Cu作正極；實(shí)驗(yàn)3中，Al作負(fù)極，C作正極，總反應(yīng)式是2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；實(shí)驗(yàn)4中，由于Al與NaOH溶液可以發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，而Mg與NaOH溶液不反應(yīng)，故Al作負(fù)極，Mg作正極，通過以上的實(shí)驗(yàn)可以看出：一般是活潑的金屬作負(fù)極，但也有特殊情況，也要考慮另一電極與電解質(zhì)溶液能否發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 【答案】　(1)不同 (2)①負(fù)　2Al－6e－===2Al3＋?、谡?H＋＋6e－===3H2↑?、?Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (3)負(fù)　鋁與NaOH溶液可以發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (4)另一電極材料的活動性和電解質(zhì)溶液的氧化性