《创新课堂》第六章 2 第一节 第2课时 课后达标 素养提升 讲义（教师版）化学必修二人教版

INCLUDEPICTURE "课后达标素养提升LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../../徐/化学人教必修第二册/课后达标素养提升LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "A基础检测.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../../徐/化学人教必修第二册/A基础检测.TIF" \* MERGEFORMAT
1.为消除燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如左图所示)。下列说法不正确的是(　　)
A．过程①将太阳能转化为化学能
B．氢能源已被普遍使用
C．H2O的分解反应是吸热反应
D．过程②将化学能转化为电能
解析：选B。化学物质中存在化学能，过程①是水在太阳能的作用下转化为氢气和氧气，将太阳能转化为化学能，故A正确；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，故B错误；H2O的分解反应是吸热反应，故C正确；过程②是燃料电池发电，将化学能转化为电能，故D正确。
2.下列水果电池中电流计指针能发生偏转的是(　　)
解析：选C。构成原电池的四个必要条件为有两个活泼性不同的电极、将电极插入电解质溶液中、两电极间构成闭合回路、有能自发进行的氧化还原反应。A项，两电极都为铁电极，活泼性相同，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转；B项，两电极都为铜电极，活泼性相同，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转；C项，满足构成原电池的四个必要条件，能构成原电池，电流计指针发生偏转；D项，没有形成闭合回路，不能构成原电池，电流计指针不发生偏转。
3.(2024·淮安高一月考)下列关于右图所示装置说法正确的是(　　)
A．碳棒是负极
B．该装置能将电能转化为化学能
C．电子由铁片流出经过电流表流向碳棒
D．铁片上发生的反应为Fe＋2e－===Fe2＋
解析：选C。碳棒是原电池的正极，A不正确；该装置属于原电池，能将化学能转化为电能，B不正确；在原电池中，电子从负极沿导线流入正极，即电子由铁片流出经过电流表流向碳棒，C正确；铁片为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D不正确。
4.为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去氧化膜)(　　)
解析：选B。A、B、C三项中的装置均能将化学能转化为电能。A项中反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，A项不符合题意；B项中Al与H2SO4反应生成Al2(SO4)3和H2，B项符合题意；C项中Al与稀硝酸反应生成NO，C项不符合题意；D项中两电极全是Al，不能构成原电池，即不能将化学能转化为电能，D项不符合题意。
5.某兴趣小组利用如下图所示实验装置设计出了原电池，电流表指针发生偏转。下列说法不正确的是(　　)
A．该装置中铝箔为负极
B．电子从铝箔流出，经电流表→活性炭→滤纸，回到铝箔
C．该装置可以将化学能直接转化为电能
D．该电化学装置的总反应是2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
答案：B
6.(2024·衡阳高一联考)某化学兴趣小组设计了如下图所示的装置。下列说法正确的是(　　)
A．实验过程中，铜棒会逐渐变粗
B．电子由铜棒流出，经过滤纸条进入甲池
C．滤纸条上的K＋移向甲池
D．甲、乙两池中溶液互换后，乙池中的铜棒无明显现象
解析：选C。铜与氯化铁发生氧化还原反应，铜是负极反应物、氯化铁是正极反应物。铜棒作负极，被氧化生成Cu2＋，铜棒会逐渐变细，故A错误；电子不能在溶液中流动，电子由铜棒流出，经导线流入石墨棒，故B错误；原电池中阳离子移向正极，铜棒作负极、石墨棒作正极，滤纸条上的K＋移向甲池，故C正确；甲、乙两池中溶液互换后，铜直接与FeCl3溶液发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，铜棒会变细，故D错误。
7.将两根质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入 CuSO4溶液中，经过一段时间后，取出，洗净后干燥并称重，两棒质量相差6.45 g。导线中通过的电子的物质的量为　(　　)
A．0.1 mol B．0.2 mol
C．0.3 mol D．0.4 mol
解析：选A。负极：Zn－2e－===Zn2＋，1 mol Zn失去 2 mol 电子时减重65 g；正极：Cu2＋＋2e－===Cu，1 mol Cu2＋得到2 mol电子时增重64 g，则两极质量相差：65 g＋64 g＝129 g，现在两棒质量相差6.45 g，计算可得应转移0.1 mol电子。
8.(2024·石嘴山高一质检)如右图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使两球在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液。一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)(　　)
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
解析：选D。根据题意可知，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4 溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，铁球部分溶解，A端下沉。
9.电池在我们的生活中有着重要的应用，请回答下列问题：
(1)某同学认为原电池原理可增大化学反应速率，他设计如右图所示实验装置。铁片上的电极反应为________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)下列反应可通过原电池实现化学能直接转化为电能的是______　(填序号)。
①2H2＋O2===2H2O　②Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　③CaO＋H2O===Ca(OH)2
(3)为了验证Fe2＋与Cu2＋氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是
________________(填序号)，写出正极的电极反应：________________________________。
若构建原电池时两个电极的质量相等，当导线中通过0.05 mol电子时，两个电极的质量差为______　。
解析：(1)在该原电池中，Fe为负极，Fe失电子生成Fe2＋，Cu为正极，溶液中H＋得电子生成H2，铁片上的电极反应为Fe－2e－ ===Fe2＋。(2)能通过原电池实现化学能直接转化为电能的反应，必须为通常情况下能发生的氧化还原反应，反应①2H2＋O2===2H2O、②Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu都为氧化还原反应，且不需要高温等条件，故选①②。(3)①中铜是负极，碳是正极，铁离子在正极得到电子生成亚铁离子，不能比较Fe2＋与Cu2＋氧化性强弱；②中在常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铁是正极，铜是负极，不能比较Fe2＋与Cu2＋氧化性强弱；③中铁是负极，碳是正极，铜离子在正极得到电子生成铜，能比较Fe2＋与Cu2＋氧化性强弱，正极的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu；当导线中通过0.05 mol电子时，消耗铁的质量为×56 g/mol＝1.4 g，析出铜的质量为×64 g/mol＝1.6 g，故两个电极的质量差为1.4 g＋1.6 g＝3 g。
答案：(1)Fe－2e－ ===Fe2＋　(2)①②
(3)③　Cu2＋＋2e－===Cu　3 g
10.右图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。根据原电池原理回答下列问题：
(1)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，Cu电极上可观察到的现象为______________，SO向__________(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_______________________________________。
(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为__________，电子沿导线向__________(填“a”或“b”)极移动。
(3)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，原理为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。若将此反应设计成原电池，则该原电池负极的电极材料为____________，正极的电极材料为__________，电解质溶液为__________，负极的电极反应式为________________________________________________________。
若一段时间后负极质量减轻m g，则下列说法正确的是______(填字母)。
A．电路中通过的电子为 mol
B．正极质量增加 g
C．原电池工作过程中电子由正极经导线流向负极
D．原电池工作过程中Cl－向负极移动
解析：(1)由题图可知，Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，Zn为负极，Cu为正极，正极上发生得电子的还原反应，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，Cu电极上可观察到的现象是有气泡产生，原电池工作时阴离子向负极移动，即溶液中SO移向负极a(Zn)电极。(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，金属活动性：Fe＞Ag，所以Fe为负极，Ag为正极，电子从负极经导线流向正极，即电子向b极移动。(3)由题中化学方程式可知，Cu失电子发生氧化反应，所以Cu为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，发生还原反应，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，正极材料是Pt、石墨棒等比Cu不活泼的金属或惰性电极，电解质溶液为FeCl3溶液。
答案：(1)有气泡产生　a　2H＋＋2e－===H2↑
(2)Fe　b
(3)Cu　Pt(或石墨棒等比Cu不活泼的金属或惰性电极)　FeCl3溶液　Cu－2e－===Cu2＋　AD
INCLUDEPICTURE "A素养提升.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../../../徐/化学人教必修第二册/A素养提升.TIF" \* MERGEFORMAT
11.(2024·江苏高一检测)某原电池的工作原理如右图所示，总反应为Zn＋2NH===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑。下列说法不正确的是(　　)
A．石墨为电池的正极
B．反应2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑在负极上发生
C．电池工作过程中Zn逐渐被消耗
D．电子由Zn电极经外电路流向石墨电极
解析：选B。根据总反应式，锌失电子发生氧化反应生成Zn2＋，锌为负极，所以石墨为电池的正极，NH中氢元素化合价降低，正极反应式为2NH＋2e－ ===2NH3↑＋H2↑，故A正确，B错误；Zn为负极，逐渐被消耗，故C正确；锌为负极，石墨为正极，电子由Zn电极经外电路流向石墨电极，故D正确。
12.X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如下图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细。X、Y、Z溶液可能是下表中的(　　)
选项 X Y Z溶液
A Zn Cu 稀硫酸
B Ag Zn 硝酸银溶液
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Cu Zn 稀硫酸
解析：选B。A．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，Y棒上生成氢气，产生气泡，故A不符合题意；B．锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，为原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，为原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；C．没有自发进行的氧化还原反应，不能构成原电池，故C不符合题意；D．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，为原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒上产生气泡，Y棒(锌)溶解，Y棒变细，故D不符合题意。
13.由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L－1 CuCl2溶液组成的装置如右图所示。下列说法正确的是(　　)
A．闭合K，电子通过电解质溶液移向碳棒
B．闭合K，碳棒上有紫红色固体析出
C．闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为9.6 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)
D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
解析：选B。闭合K，碳棒为正极，铁棒为负极，负极电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，电子由铁棒通过导线移向碳棒，溶液中铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，碳棒上有紫红色固体析出，故A、D错误，B正确；闭合K，当电路中有0.3NA个(即0.3 mol)电子通过时，负极上减少的质量为＝8.4 g，正极上增加的质量为＝9.6 g，理论上碳棒与铁棒的质量差为8.4 g＋9.6 g＝18 g，故C错误。
14.某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录见下表：
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨
4 Mg、Al 氢氧化钠溶液 偏向Mg
5 Al、Zn 浓硝酸 偏向Al
根据表中的实验现象，回答下列问题：
(1)实验1、2中Al电极的作用__________(填“相同”或“不同”)。
(2)根据实验3完成下列填空：
①铝为__________极，电极反应式为_________________________________
________________________________________________________________；
②石墨为__________极，电极反应式为_______________________________
________________________________________________________________；
③电池总反应化学方程式为_______________________________________
________________________________________________________________。
(3)实验4中铝为__________极，理由是________________________________
________________________________________________________________。
写出铝电极的电极反应式：_________________________________
________________________________________________________________。
(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：____________________________
________________________________________________________________。
(5)根据以上实验结果，总结出影响铝在原电池中作为正极或负极的因素：
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析：在稀盐酸中，Mg比Al活泼，Mg是原电池的负极，Al是原电池的正极，电流表指针偏向Al；在稀盐酸中，Al比Cu活泼，Al是原电池的负极，Cu是原电池的正极，电流表指针偏向Cu。由此可知，原电池中电流表指针偏向正极。在实验3中电流表指针偏向石墨，由上述规律可知，在该原电池中铝是负极，石墨是正极，铝失去电子被氧化成铝离子，盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。实验1、2、3中电解质溶液相同，电极材料不同；实验1和4中电极材料相同，电解质溶液不同；实验5与其他实验相比，电极材料和电解质溶液都不同。通过以上实验结果，可以总结出影响铝在原电池中作为正极或负极的因素。
答案：(1)不同　(2)①负　2Al－6e－===2Al3＋　②正　6H＋＋6e－===3H2↑　③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑　(3)负　铝可以与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，而镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应　Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－
(4)铝在浓硝酸中钝化不能持续反应，锌在浓硝酸中被氧化能持续反应，Zn是原电池的负极，Al是原电池的正极，所以电流表指针偏向铝
(5)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的性质