高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第2课时课堂检测

第六章　第一节　第2课时

A组·基础达标

1．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是(　　)

A．锂离子电池　　B．太阳能集热器　　　　C．燃气灶　　　　D．硅太阳能电池

【答案】A

【解析】锂离子电池将化学能转化为电能，A正确；太阳能集热器将太阳能转化为热能，B错误；燃烧是放热反应，将化学能转化为热能，C错误；硅太阳能电池将太阳能转化为电能，D错误。

2．如下图所示各装置中，不能构成原电池的是(烧杯中所盛液体都是稀硫酸)(　　)

【答案】D

【解析】原电池的形成条件包括活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发进行氧化还原反应。对图示各个装置进行观察，发现只有D项不能形成闭合回路，因此D项不能形成原电池。

3．镍镉(NiCd)充电电池可以发生如下反应：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，该电池的负极材料是(　　)

A．Cd B．NiO(OH)

C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2

【答案】A

【解析】放电时，元素化合价升高的物质作负极。

4．实验室制取氢气最好的方法是(　　)

A．纯锌与稀硫酸反应 B．纯锌与浓硫酸反应

C．纯锌与稀盐酸反应 D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应

【答案】D

【解析】含有铜和银的粗锌与稀硫酸反应时，由于发生原电池反应，生成氢气的速率加快。

5．下列说法正确的是(　　)

　　　　　　　　　　　　　图1　　　　　　　　图2

A．图1所示装置能将化学能转变为电能

B．图2所示反应为CaCO3CaO＋CO2↑

C．锌锰干电池属于一次电池，其中的石墨棒作负极

D．一段时间后，图1中锌棒质量减小

【答案】D

6．如右图所示，a在金属活动性顺序中排在氢之前，b为碳棒。下列说法不正确的是(　　)

A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应

B．碳棒上有气体逸出

C．导线上有电流，电子移动方向为a→b

D．反应后a极质量减小

【答案】A

【解析】由题图知，a、b与稀硫酸构成了原电池，在该原电池中，因活泼性a＞b(碳棒)，故a为负极，发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，A错误；b极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故碳棒上有气体逸出，B正确；a极失去的电子通过导线转移到b极，即电子移动方向为a→b，C正确；a极失去电子后转变为离子进入溶液，故a极逐渐溶解，质量减小，D正确。

7．某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是(　　)

A．a和b不连接时，铁片上会有H2产生

B．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cu2+＋2e－===Cu

C．a和b用导线连接时，电子由a流向b

D．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

【答案】D

8．某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，该原电池正确的组成是(　　)

【答案】C

【解析】将Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu拆分为两个半反应：氧化反应(负极)为Zn－2e－===Zn2+；还原反应(正极)为Cu2+＋2e－===Cu。则该原电池的负极是Zn，正极是不如锌活泼的金属或导电的非金属，电解质溶液中含Cu2+。

9．氢气是未来最理想的能源之一，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：

(1)海水分解生成的氢气用于燃料电池时，实现________能转变为________能。水分解时，断裂的化学键为________(填“离子”或“共价”)键，分解海水的反应属于______(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30% KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，据此作出判断，下列说法错误的是________(填字母)。

A．供电时的总反应是2H2＋O2===2H2O

B．产物为无污染的水，属于环境友好型电池

C．燃料电池的能量转化率可达100%

D．H2在负极发生氧化反应

(3)有人以化学反应2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2+＋2H2O为基础设计出一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它靠人体内血液中溶有的一定浓度的O2、H＋进行工作。则原电池的负极材料是________，负极上发生反应的电极反应式为______________________________________________________________________________________。

【答案】(1)化学　电　共价　吸热　(2)C

(3)Zn　Zn－2e－===Zn2+

【解析】(2)两个电极反应式相加，总电极反应式为2H2＋O2===2H2O，A正确；根据A分析，产物是H2O，对环境无污染，属于环境友好型电池，B正确；能量转化率不可能达到100%，C错误；氢气在负极被氧化，D正确。

(3)负极发生氧化反应，所以该原电池的负极材料是Zn，电极反应式为Zn－2e－===Zn2+。

10．由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。

根据实验现象回答下列问题：

(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________________________。

(2)装置乙中正极的电极反应式是_______________________________。

(3)装置丙中溶液的酸性________(填“增强”“减弱”或“不变”)。

(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是__________________________________。

【答案】(1)A－2e－===A2+　(2)Cu2+＋2e－===Cu　(3)减弱　(4)D＞A＞B＞C

【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B＞C；丙中A上有气体产生，即有H2产生，则A为正极，活泼性D＞A，随着H＋的消耗，酸性减弱。

11．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应式为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。根据反应式回答下列问题：

(1)________是负极，Ag2O发生________反应。

(2)电流由________极流向________极(填“Zn”或“Ag2O”)，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗物质的质量是________g。

(3)在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量________(填“增大”“减小”或“不变”)。

【答案】(1)Zn　还原　(2)Ag2O　Zn　32.5　(3)不变

【解析】(1)根据电极反应式可知，Zn失电子被氧化，作负极，Ag2O得电子被还原，发生还原反应。(2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，电流方向与电子流向相反，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。(3)由总反应式可知，电池使用过程中KOH的物质的量不变。

B组·能力提升

12．将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即产生电流，称为甲烷燃料电池。下列有关说法中错误的是(　　)

A．CH4在负极上反应，O2在正极上反应

B．放电过程中电解质溶液的碱性减弱

C．此电池总反应：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O

D．此电池正极电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O

【答案】D

【解析】甲烷燃料电池中，燃料失电子发生氧化反应，所以CH4在负极上反应，O2得电子发生还原反应，所以O2在正极上反应，A正确；根据电池总反应CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O知，OH－参加反应，所以溶液中OH－浓度降低，溶液的碱性减弱，B、C正确；此电池的电解质溶液是KOH溶液，电极反应中不能出现H＋，D错误。

13．将两极质量相同的铜棒和锌棒，用导线相连接后插入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

【答案】A

【解析】负极：Zn－2e－===Zn2+，1 mol Zn失去2 mol电子减轻65 g；正极：Cu2+＋2e－===Cu，1 mol Cu2+得到2 mol电子增重64 g；此时两极质量相差：65 g＋64 g＝129 g。若两棒质量相差6.45 g，则参加反应的锌及生成的铜均为0.05 mol，应转移0.1 mol电子。

14．某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

试根据表中的实验现象回答下列问题：

(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)______(填“相同”或“不相同”)。

(2)对实验3完成下列填空：

①铝为______极，电极反应式：_______________________________________。

②石墨为______极，电极反应式：____________________________________。

③电池总反应方程式：____________________________________。

(3)实验4中铝作________，理由是_______________________________。

写出铝电极的电极反应式：___________________________________________。

(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：________________________________________________________________________________________。

(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：

___________________________________________________________________。

【答案】(1)不相同　(2)①负　2Al－6e－===2Al3+　②正　2H＋＋2e－===H2↑　③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

(3)负极　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－===AlO＋2H2O

(4)铝在浓硝酸中被钝化，Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以电流计指针偏向铝

(5)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的氧化性

【解析】在稀盐酸中，Mg比Al活泼，Mg作原电池的负极，Al作原电池的正极，电流计指针偏向Al；在稀盐酸中，Al比Cu活泼，Al作原电池的负极，Cu作原电池的正极，电流计指针偏向Cu。由此可知，原电池中电流计指针偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，在该原电池中铝作负极，石墨作正极。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与其他实验比较，电极材料和电解质溶液都不同。通过这些结果可以总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素。