2025版高中化學(xué)課時(shí)作業(yè)8化學(xué)能與電能含解析新人教版必修2

PAGE7-課時(shí)作業(yè)8化學(xué)能與電能[練基礎(chǔ)]1．下列設(shè)備工作時(shí)可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是()A.手機(jī)電池B.硅太陽(yáng)能電池C.水力發(fā)電D.電烤箱解析：手機(jī)電池工作時(shí)可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A項(xiàng)正確；硅太陽(yáng)能電池工作時(shí)可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水力發(fā)電是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電烤箱工作時(shí)可以將電能轉(zhuǎn)化為熱能等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A2．下列裝置可以構(gòu)成原電池的是()答案：C3．如右圖所示裝置，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極漸漸變粗，B極漸漸變細(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為稀硫酸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溶液解析：A極漸漸變粗，說(shuō)明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽(yáng)離子得到電子后在A極上析出；B極漸漸變細(xì)，說(shuō)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。答案：D4．將純鋅片和純銅片按圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是()A．兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢解析：由題目中所給圖示可知，甲中形成閉合回路，符合形成原電池的條件。銅的活潑性比鋅弱，故銅作正極，發(fā)生電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑；乙不能構(gòu)成閉合回路，不能形成原電池，只在鋅片上發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，由于兩者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。由于原電池的形成，故甲的反應(yīng)速率比乙的快。答案：C5．有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的試驗(yàn)裝置及部分試驗(yàn)現(xiàn)象如下：試驗(yàn)裝置部分試驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增大b極有氣體產(chǎn)生，c極無(wú)改變d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動(dòng)性依次是()A．a(chǎn)>b>c>dB．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a(chǎn)>b>d>c解析：裝置一是原電池，a極質(zhì)量減小，說(shuō)明a極金屬易失去電子形成離子，故a極金屬比b極金屬活潑；裝置二沒(méi)有形成原電池，可知b比c活潑，且c位于金屬活動(dòng)性依次表中氫的后面；裝置三和四均形成原電池，易知d比c活潑，d比a活潑。因此四種金屬的活動(dòng)性依次為d>a>b>c，故選C。答案：C6．按下圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)，若x軸表示流入正極的電子的物質(zhì)的量，則y軸可以表示()①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量⑤溶液的質(zhì)量A．①③B．②④C．①③⑤D．②④⑥解析：依據(jù)圖中裝置可推斷，F(xiàn)e、Ag、AgNO3構(gòu)成的原電池中，活潑金屬Fe為負(fù)極，Ag為正極，F(xiàn)e和硝酸銀之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以銀離子濃度減小，硝酸根濃度不變，①正確、②錯(cuò)誤；在負(fù)極上金屬鐵本身失電子，即a棒質(zhì)量減輕，③正確；正極b棒上析出金屬銀，即b棒質(zhì)量增加，④錯(cuò)誤；負(fù)極上金屬鐵本身失電子，正極Ag上析出金屬銀，所以溶液的質(zhì)量是增加了Fe，但是析出了Ag，在轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等狀況下，析出的金屬質(zhì)量多，所以溶液質(zhì)量減輕，但不能為零，⑤錯(cuò)誤。A正確。答案：A7．已知空氣—鋅電池的電極反應(yīng)為鋅片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；碳棒：eq\f(1,2)O2＋H2O＋2e－=2OH－，據(jù)此推斷，鋅片是()A．正極并被還原B．正極并被氧化C．負(fù)極并被還原D．負(fù)極并被氧化解析：Zn失電子作負(fù)極，被氧化。答案：D8．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(shuō)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＋6H2OC．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(dòng)解析：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行能從強(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－=COeq\o\al(2－,3)＋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。答案：D[提素養(yǎng)]9．可以將反應(yīng)Zn＋Br2=ZnBr2設(shè)計(jì)成蓄電池，下列4個(gè)電極反應(yīng)中，分別表示正極反應(yīng)和負(fù)極反應(yīng)的是()①Br2＋2e－=2Br－②2Br－－2e－=Br2③Zn－2e－=Zn2＋④Zn2＋＋2e－=ZnA．②和③B．②和①C．①和③D．④和①解析：正極發(fā)生還原反應(yīng)，Br2被還原；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn被氧化。答案：C10．目前，科學(xué)家提出了一種經(jīng)濟(jì)而且志向的獲得氫能源的循環(huán)體系(如圖)。關(guān)于此循環(huán)體系，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．燃料電池能夠使化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能B．燃料電池中通入H2的一極作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．在此循環(huán)中發(fā)生了反應(yīng)：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑D．目前化學(xué)家急需解決的問(wèn)題是找尋合適的光照條件下分解水的催化劑解析：氫氧燃料電池的負(fù)極通入H2，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極通入O2，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確。原電池都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故A正確。推廣氫能的關(guān)鍵是找尋合適的催化劑，利用太陽(yáng)能分解水，故D正確。答案：C11．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，目前已研制勝利多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋MnO2=LiMnO2，下列說(shuō)法中正確的是()A．Li是正極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－=Li＋B．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－=Li＋C．MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)式為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－2e－=Li2＋解析：由總反應(yīng)式Li＋MnO2=LiMnO2可知，鋰元素在反應(yīng)后化合價(jià)上升(0→＋1價(jià))，錳元素在反應(yīng)后化合價(jià)降低(＋4價(jià)→＋3價(jià))。Li失電子被氧化，在電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－=Li＋。MnO2在正極上得電子被還原，電極反應(yīng)式為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)。答案：B12．銀鋅電池是一種常見(jiàn)化學(xué)電源，其反應(yīng)原理：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是()A．Zn電極是負(fù)極B．Ag2O電極發(fā)生還原反應(yīng)C．Zn電極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2D．放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變解析：依據(jù)反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，鋅元素的化合價(jià)上升，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn(OH)2，作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，A和C選項(xiàng)都正確；銀元素的化合價(jià)降低，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)生成Ag，作原電池的正極，電極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－，B選項(xiàng)正確；依據(jù)總反應(yīng)式可知，KOH沒(méi)有參加總反應(yīng)，但是反應(yīng)消耗了水，使溶液的體積變小，c(OH)變大，溶液的pH上升，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D13．寫出下列原電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)(屬于離子反應(yīng)的，用離子方程式表示)。負(fù)極正極電解質(zhì)溶液(1)鐵銅稀硫酸(2)銅銀AgNO3溶液(3)H2O2KOH溶液(1)負(fù)極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應(yīng)式：________________________________________________________________________。(2)負(fù)極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應(yīng)式：________________________________________________________________________。(3)負(fù)極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應(yīng)式：________________________________________________________________________。解析：(1)鐵作負(fù)極失2e－，被氧化生成Fe2＋，溶液中H＋得到電子被還原為H2。(2)Cu作負(fù)極失2e－，被氧化生成Cu2＋，溶液中的Ag＋得到電子被還原為Ag。(3)氫氣從負(fù)極通入，失電子被氧化；氧氣從正極通入，得電子被還原。因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液為KOH溶液，故負(fù)極反應(yīng)式不能寫成H2－2e－=2H＋，而應(yīng)為H2＋2OH－－2e－=2H2O。答案：(1)Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)Cu－2e－=Cu2＋2Ag＋＋2e－=2AgCu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag(3)2H2＋4OH－－4e－=4H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－2H2＋O2=2H2O14．化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)鋅錳干電池是應(yīng)用最普遍的電池之一(如圖所示)，鋅錳干電池的負(fù)極材料是________，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________________________。若反應(yīng)消耗16.25g負(fù)極材料，則電池中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。(2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，電池總反應(yīng)式可以表示為：Cd＋2NiO(OH)＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水，但能溶于酸，以下說(shuō)法中正確的是________(填序號(hào))。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)殡娔堍芊烹姇r(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?3)下圖為氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖，依據(jù)電子運(yùn)動(dòng)方向，可知X極為電池的________(填“正”或“負(fù)”)極，Y極的電極反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。解析：(1)鋅錳干電池中的負(fù)極是Zn，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子生成鋅離子，電極反應(yīng)式是：Zn－2e－=Zn2＋；16.25gZn的物質(zhì)的量是：16.25g÷65g·mol－1＝0.25mol，每個(gè)Zn失去2個(gè)電子，所以電池中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.5mol。(2)該反應(yīng)的反應(yīng)條件不同，所以不是可逆反應(yīng)；①錯(cuò)誤，②正確；充電時(shí)，是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時(shí)是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以③錯(cuò)誤，④正確。(3)氫氧燃料電池中，電子從負(fù)極向正極移動(dòng)，X是電子流出的一極，所以X是負(fù)極；Y是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液，氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。答案：(1)鋅Zn－2e－=Zn2＋0.5(2)②④(3)負(fù)O2＋2H2O－4e－=4OH－15．電子表和電子計(jì)算器中所用的是紐扣式的微型銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解液為KOH溶液，工作時(shí)電池總反應(yīng)為Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。(1)工作時(shí)電流從________(填“Ag2O”或“Zn”，下同)極流向________極。(2)負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(3)工作時(shí)電池正極區(qū)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)外電路中每通過(guò)0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上削減________g。解析：(1)工作時(shí)電池總反應(yīng)為Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2