1、课时分层作业( 八) 化学能与电能(建议用时：45 分钟)学业达标练1下列有关能源的说法错误的是( )A风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源B在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源C月球土壤中含有丰富的质量数为 3 的氦，它可作为未来核能的重要原料D原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源D 风能是直接从自然界中取得的能源，属于一次能源，原电池提供的电能是由化学能转化而得到的，不能直接获得，属于二次能源，A 正确，D 错误；随着时代的发展，化石能源逐渐枯竭，所以新能源时代污染小的核能、太阳能、氢能将成为主要能源，B、C 正确。2下列装置中，
2、能构成原电池的是( )A只有甲 B只有乙C只有丙 D除乙均可以C 甲装置不能构成闭合回路，乙装置两极材料相同，丁装置酒精不是电解质溶液，只有丙装置具备原电池的构成条件，故选 C。3如图是 Zn 和 Cu 形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下： 【导学号：43722094】Zn 为正极，Cu 为负极。H 向负极移动。电子流动方向，从 Zn 经外电路流向 Cu。Cu 极上有 H2 产生。若有 1 mol 电子流过导线，则产生 H2 为 0.5 mol。正极的电极反应式为 Zn2e =Zn2 。描述合理的是( )A BC DB 在该原电池中，Zn 比 Cu 活泼，故 Zn 作负极，Cu
3、作正极，电子由 Zn流出经导线流向 Cu，负极反应为 Zn2e =Zn2 ，正极反应为2H 2e =H2，故每转移 1 mol 电子时，产生 H2 0.5 mol，在溶液中 H 向正极移动，SO 向负极移动，故错误，正确。244.右图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是( )A电池内部含有电解质B锌是负极，碳棒是正极C电池用完后可埋入土壤D锌锰干电池是一次性电池C 锌锰干电池是一次性电池，负极材料是 Zn，正极材料是碳棒，电解质是 NH4Cl。因为废电池中含有多种重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃对生态环境和公众健康危害很大，所以应该对废电池进行集中处理，不能埋入土壤。5
4、.如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时 A 极逐渐变粗，B 极逐渐变细，C 为电解质溶液，则 A、B、C 应是下列各组中的( )AA 是 Zn，B 是 Cu，C 是稀硫酸BA 是 Cu， B 是 Zn，C 为稀硫酸CA 是 Fe，B 是 Ag，C 为稀 AgNO3 溶液DA 是 Ag，B 是 Fe，C 为稀 AgNO3 溶液D A 极逐渐变粗，说明 A 极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在 A 极上析出；B 极逐渐变细，说明 B 极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A 和 B 中的反应为：ZnH 2SO4=ZnSO4H 2，则 A中 A 极变细，B 中 A 极不变。
5、C 和 D 两项中的反应为：Fe2AgNO 3=2AgFe(NO 3)2，其中 C 中 A 极变细，D 中 A 极变粗。6银锌电池用途广泛，可用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为 2AgZn(OH) 2 Ag2OZnH 2O，此电池放电时，负极上发生反应的物质是( ) 【导学号：43722095】AAg BZn(OH) 2CAg 2O DZnD 放电反应为原电池反应，负极发生氧化反应失去电子。7100 mL 2 molL1 的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是( )A加入适量的 6 molL1 的盐酸B加入数滴氯化铜溶液C加入适量的蒸馏水D加
6、入适量的氯化钠溶液B A 项能加快反应速率，但增加了产生氢气的总量； C、D 两项不影响H2 的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B 项发生反应Cu2 Zn=Zn2 Cu ，形成 CuZn 原电池，加快了反应速率。8锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高的优点受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO 2=LiMnO2，下列说法中正确的是( ) 【导学号：43722096】ALi 是正极，电极反应式为 Lie =LiBLi 是负极，电极反应式为 Lie =LiCMnO 2 是负极，电极反应式为 MnO2e =MnO 2DLi 是负极，电极反应式为 Li2e
7、 =Li2B 根据总反应，Li 失电子发生氧化反应，Li 是负极，反应式为Lie =Li 。9下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是( )Aa 极是负极B供电时的总反应式为 2H2O 2=2H2OC电子由 b 通过灯泡流向 aD氢氧燃料电池是环保电池C a 电极发生反应：H 22e =2H ，故电子应由 a 通过灯泡流向 b。10现有如下两个反应： 【导学号：43722097】(A)NaOHHCl= =NaClH 2O(B)Cu2Ag =2AgCu 2(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_。(2)如果不能，说明其原因_。(3)如果可以，则写出正负极材料、电极反应式及反应
8、类型(“氧化反应”或“还原反应”)：负极：_，_，_。正极：_，_，_。【解析】 (1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行。(3)根据电池反应式：Cu 2Ag =2AgCu 2 可知，Cu 失电子作负极，负极材料是 Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或能导电的非金属；Ag 得电子，所以此电解质溶液只能为 AgNO3 溶液。【答案】 (1)(A)不能，(B)可以 (2)(A) 不是氧化还原反应，没有电子转移 (3)Cu Cu2e =Cu2 氧化反应 碳棒、Ag、铂、金(任选一) 2Ag 2e =2Ag 还原反应11ZnMnO 2 干电池应用广泛，其电解质溶液
9、是 ZnCl2NH 4Cl 混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”) 。(2)若 ZnCl2NH 4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2 ，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去 Cu2 ，最好选用下列试剂中的_(填字母)。 【导学号：43722098】ANaOH BZnCFe DNH 3H2O【解析】 (1)负极是失电子的一极，Zn 失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选 Zn 将 Cu2 置换为单质而除去。【答案】 (1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出
10、的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 B冲 A 挑战练12燃料电池是燃料(如 CO、H 2、CH 4 等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )A负极反应式：O 22H 2O4e =4OHB负极反应式：CH 48OH 8e =CO26H 2OC随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变D放电时溶液中的阴离子向负极移动D O 22H 2O4e =4OH 应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为CH4 10OH 8e =CO 7H 2O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以
11、溶23液的 c(OH )将减小。13银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为 KOH 溶液，总反应式为 Ag2OZnH 2O=2AgZn(OH) 2，下列说法中不正确的是( ) 【导学号：43722099】A原电池放电时，负极上发生反应的物质是 ZnB负极发生的反应是 Zn2OH 2e =Zn(OH)2C工作时，负极区溶液 c(OH )减小D溶液中 OH 向正极移动，K 、H 向负极移动D 根据总反应式 Ag2OZnH 2O=2AgZn(OH) 2 分析化合价变化可知，Zn 在负极上失电子，Ag 2O 在正极上得电子，电解质溶液为 KOH 溶液，所以负
12、极反应为 Zn2OH 2e =Zn(OH)2，正极反应为Ag2O2e H2O=2Ag2OH 。在负极区，OH 被消耗，溶液碱性减弱，溶液中的 OH 作定向移动到负极来补充，正极区生成 OH ，溶液碱性增强，故 D 项错误。14化学电源在能源、通讯、交通、医学及日常生活中有着广泛的应用。 【导学号：43722100】(1)目前使用的镍(Ni) 镉(Cd)电池是一种可充电电池，其电池总反应式可以表示为Cd(OH)22Ni(OH) 2 Cd2NiO(OH) 2H 2O已知 Ni(OH)2 和 Cd(OH)2 均难溶于水，但能溶于酸。关于镍镉电池的下列说法：以上反应是可逆反应；以上反应不是可逆反应；充
13、电时化学能转变为电能；放电时化学能转变为电能；电池放电时的负极材料是 NiO(OH)；电池放电时的负极材料是 Cd。下列组合中正确的是_。A BC D(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明，一节废镍镉电池可以使 1 m2 耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤其严重，其原因是_。(3)氢镍电池是近年开发出来的新型可充电电池，它用氢气取代了金属镉，从而有效防止产生的镉污染，成为镍镉电池的换代产品。氢镍电池的电解质溶液是氢氧化钾溶液。已知总反应式：2NiO(OH) H 2 2Ni(OH)2电池负极的电极反应式是_，电池正极的电极反应式是_。【解析】 (1)可逆反应是指在同一条件下
14、，正、逆两个方向可以同时进行的反应，与电池的充电、放电不同，充电、放电不是可逆反应。镍镉电池放电时，是将化学能转变为电能，充电时，是把电能转变为化学能。(2)Ni(OH)2、Cd(OH) 2 难溶于水，易溶于酸：Ni(OH)22H =Ni2 2H 2O； Cd(OH)22H =Cd2 2H 2O。在酸性土壤中，溶解于水中的 Ni2 、Cd 2 造成的污染尤为严重，会引起疼痛病。(3)氢镍电池中，氢气取代金属镉作负极，NiO(OH)仍然作正极。【答案】 (1)B (2)Ni(OH) 2 和 Cd(OH)2 难溶于水，但能溶于酸中，生成重金属离子 Ni2 、Cd 2 ，从而造成污染(3)H22OH
15、 2e =2H2O2NiO(OH)2H 2O2e =2Ni(OH)22OH 教师独具某化学兴趣小组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：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1 Mg、Al 稀盐酸 偏向 Al2 Al、Cu 稀盐酸 偏向 Cu3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨4 Mg、Al NaOH 溶液 偏向 Mg回答下列问题：(1)实验 1、2 中 Al 所作的电极(指正极或负极)_(填“相同”或“不同”) 。(2)对实验 3 完成下列填空：铝为_极，电极反应式为_。石墨为_极，电极反应式为_。电池总反应式为_。(3)实验 4 中铝作 _极(填“
16、负”或“正”) ，理由是_。此反应的离子方程式为_。(4)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为_。【解析】 根据实验记录，不难看出实验 1 中 Mg 作负极，Al 作正极；实验 2 中 Al 作负极，Cu 作正极；实验 3 中，Al 作负极，C 作正极，总反应式是2Al6H =2Al3 3H 2；实验 4 中，由于 Al 与 NaOH 溶液可以发生自发的氧化还原反应：2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H2，而 Mg 与 NaOH 溶 2液不反应，故 Al 作负极，Mg 作正极，通过以上的实验可以看出：一般是活泼的金属作负极，但也有特殊情况，也要考虑另一电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应。【答案】 (1)不同(2)负 2Al 6e =2Al3 正 6H 6e =3H2 2Al6H =2Al3 3H 2(3)负 铝与 NaOH 溶液可以发生自发的氧化还原反应 2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 2(4)另一电极材料的活动性和电解质溶液的氧化性
