《学霸笔记 同步精讲》第6章 化学反应与能量 第1节 第2课时 化学反应与电能 练习（含答案）化学人教版必修二

第2课时　化学反应与电能
课后训练巩固提升
基础巩固
1.下列说法正确的是(　　)。
A.原电池是把电能转化成化学能的装置
B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应
C.原电池两极均发生氧化还原反应
D.原电池内部的阳离子向正极移动
答案D
解析原电池将化学能转化为电能,A项错误;电子流出的一极是负极,B项错误;原电池总反应是氧化还原反应,其中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,C项错误;原电池内部,阳离子向正极移动,得电子,发生还原反应,D项正确。
2.下列设备工作时,主要是将化学能转化为电能的是(　　)。
答案B
解析A、C分别将太阳能转化为电能、热能;B是锂离子电池,将化学能主要转化为电能;D中燃气燃烧,将化学能主要转化为热能。
3.下列有关化学电池的说法不正确的是(　　)。
A.手机中使用的锂离子电池属于二次电池
B.锌铜原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.锌锰干电池失效后不能再充电使用,应回收处理
D.新型化学电池高效、安全、环保,但其能量转化率也不能达到100%
答案B
解析可充电电池属于二次电池,A项正确;锌铜原电池工作时,外电路中电子的流向是由负极(锌电极)流向正极(铜电极),B项错误;锌锰干电池中含重金属元素Mn,随意丢弃会污染环境,C项正确;化学能转化为电能的过程中,部分化学能会转化为热能等,D项正确。
4.如图所示,将锌片和铜片按不同方式插入稀硫酸中,下列说法正确的是(　　)。
A.甲中电子经导线从铜片流向锌片
B.两烧杯中锌片上均发生还原反应
C.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
D.一段时间后,两烧杯中溶液的c(H+)均减小
答案D
解析甲形成原电池,锌片是负极,铜片是正极,电子由锌片经导线流向铜片,A项错误。两个烧杯中锌均发生氧化反应生成Zn2+,B项错误。甲中铜片是正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,铜片表面产生气泡,C项错误。甲和乙中发生反应均为Zn+2H+Zn2++H2↑,反应消耗H+,两烧杯中溶液的c(H+)均减小,D项正确。
5.锂离子电池是新型高能电池,它以能量密度大而受到广泛应用,目前已成功研制出多种锂离子电池。某种锂离子电池的总反应式为Li+MnO2LiMnO2,下列说法正确的是(　　)。
A.Li是正极,电极反应为Li++e-Li
B.Li是负极,电极反应为Li-e-Li+
C.电池反应时,MnO2发生氧化反应
D.该电池可无限次地反复充电使用
答案B
解析根据总电池反应式判断Li失去电子成为Li+,被氧化,为负极材料;正极MnO2得电子,发生还原反应。电池在使用过程中化学能可转化为热能,造成损失,不能无限次地充电使用。
6.如图所示装置中,可观察到电流表指针偏转,M棒变粗,N棒变细。下表所列M、N、P物质中,能实现上述变化的是(　　)。
选项 M N P
A 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
答案C
解析M棒变粗,N棒变细,说明N棒是负极,N的金属活动性比M的金属活动性强。M棒变粗说明M棒上有金属析出,电解质溶液中含金属离子。
7.A、B、C、D都是金属,把A浸入C的硝酸盐溶液中,A的表面有C析出;B、C与稀硫酸组成原电池时,B上有气泡产生。常温下将D放入水中,有气泡产生。则A、B、C、D四种金属的活动性顺序为(　　)。
A.A>B>C>D B.D>A>C>B
C.B>A>D>C D.D>B>C>A
答案B
解析A能从C的盐溶液中置换出C,则金属活动性A>C;B、C与稀硫酸组成原电池时,B上有气泡,则B为正极,金属活动性C>B。常温下D与水反应产生气泡,则D最活泼。
8.某化学社团的同学们用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,得到的实验数据如下表:
实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/μA
柠檬 1 98.7
柠檬 2 72.5
③ 苹果 2 27.2
(1)该实验的目的是探究水果种类和　　　　　　　　对水果电池电流的影响。
(2)如图所示的装置中,作负极的材料是　　　　(填“铜片”或“锌片”),该装置能将　　　转变为电能。
(3)能表明水果种类对电流有影响的实验编号是　　　　和　　　　　　。
(4)请你再提出一个可能影响水果电池电流的因素: __________________________________。
答案(1)电极间距离
(2)锌片　化学能
(3)②　③
(4)电极材料(电极插入水果的深度、电极插入水果的面积、同种水果的成熟程度等其他合理答案均可)
解析(1)根据实验过程可以判断,实验目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流的影响。(2)原电池中较活泼的金属作负极,锌比铜活泼,所以锌是负极,铜是正极。原电池是把化学能转化为电能的装置。(3)实验②③中电极间距离相等,但水果种类不同,所以②③是探究水果种类对电流的影响。(4)本小题属于开放性题目,影响电流的因素很多,可以是电极材料、电极插入水果的深度、电极插入水果的面积、同种水果的成熟程度等。
能力提升
1.燃料电池具有清洁、安全、高效等特点。如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列关于该电池的说法不正确的是 (　　)。
A.a极是负极
B.该电池的总反应为2H2+O22H2O
C.电子由b通过灯泡流向a
D.该燃料电池中电解质溶液呈酸性
答案C
解析a电极发生反应:H2-2e-2H+,a极是负极,故电子应由a通过灯泡流向b。
2.等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加入少量的CuSO4溶液,下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系,其中正确的是(　　)。
答案A
解析a中发生的反应有:Zn+Cu2+Zn2++Cu,Zn+2H+Zn2++H2↑,置换出的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池,a中的反应比b中的反应快,反应完成所需的时间短,但Cu2+消耗了一部分Zn,a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生反应:Zn+2H+Zn2++H2↑。符合这些条件的只有A项中的图像。
3.目前,科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系,下列说法错误的是 (　　)。
A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B.燃料电池中通入H2的一极作负极,发生氧化反应
C.在此循环中发生了反应:2H2O2H2↑+O2↑
D.目前化学家需要解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
答案C
解析原电池是将化学能转化为电能的装置,A项正确;氢氧燃料电池的负极通入H2,发生氧化反应,B项正确;在此循环中,H2O变成H2和O2是光照和光分解催化剂的作用,而不是在电解条件下实现的,C项错误;推广氢能的关键是寻找合适的催化剂,利用太阳能分解水,D项正确。
4.根据反应Zn+CuSO4ZnSO4+Cu设计的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(S)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增大
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
答案C
解析该原电池中,Cu电极作正极,Cu2+在正极得电子,发生还原反应,A项错误;由于两池中的阴离子S不能透过半透膜,故c(S)都不变,B项、D项都错误;甲池中生成Zn2+,乙池中Cu2++2e-Cu,Zn2+从甲池扩散到乙池,乙池中的部分CuSO4变为ZnSO4,溶液总质量增大,C项正确。
5.火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时(　　)。
A.负极上发生还原反应
B.CO2在正极上得电子
C.阳离子由正极移向负极
D.将电能转化为化学能
答案B
6.化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍镉电池是一种二次电池,其电池总反应可以表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法正确的是　　　(填序号)。
①以上反应是可逆反应
②放电时Cd发生氧化反应
③该电池的正极材料是Cd(OH)2
④放电时化学能转变为电能
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物。资料表明,一节废镍镉电池可以使1 m2的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重,原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)锂离子电池应用比较广泛。锂离子电池是一种高能电池,其能量密度理论值可达到2 520 W·h·kg-1;其比容量(单位质量电极材料所能转换的电能)特别大而广泛应用于心脏起搏器,一般使用时间可长达十年。试回答下列问题。
①金属锂在电池中应作　　　　极,锂离子电池比容量特别大的原因是　 　　　　　　　。
②锂离子电池中的电解质溶液一般用非水溶剂,请用化学方程式表示其原因:　 　　　　　　　。
③常作心脏起搏器电源的锂离子电池是Li-I2电池,该电池的一个重要特点是　　　　,电池总反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案(1)②④
(2)Cd(OH)2和Ni(OH)2能溶于酸性溶液生成有毒的重金属离子
(3)①负　锂的摩尔质量小,单位质量锂的物质的量大,放电量大
②2Li+2H2O2LiOH+H2↑
③寿命长(持续放电时间长)　2Li+I22LiI
解析(1)镍镉电池放电和充电时的条件不同,不是可逆反应;该电池的正极材料是NiO(OH)。(2)因为Ni(OH)2和Cd(OH)2溶于酸产生重金属离子,对土壤污染更严重。(3)锂的摩尔质量较小,单位质量的锂转移电子的物质的量多,放电量大。
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