实验活动6 化学能转化为电能 课时作业2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

2024—2025学年高中化学人教版必修第二册实验活动6 化学能转化为电能 课时作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图)，有关说法正确的是 A．该装置把化学能转化为电能 B．Zn为正极，发生氧化反应 C．工作时由Zn电极向Cu电极迁移 D．工作一段时间后Cu电极质量不变 2．下列关于原电池的说法中，正确的是（       ） A．任何化学反应上都能设计成原电池 B．原电池工作时，阳离子向负极移动 C．原电池的负极发生氧化反应 D．原电池工作时，电子通过电解质溶液流向正极 3．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的一种制取Cu2O的电解池示意图如下，电池总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是 A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1mol电子转移时，有0.1mol Cu2O生成 4．锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大等优点受到重视。某种锂电池的总反应可表示为Li+MnO2=LiMnO2。若该电池中有1mol电子通过，则消耗正极材料的质量为（其他损耗忽略不计）（    ） A．3.5g B．87g C．7g D．43.5g 5．下列反应原理能设计成原电池的是 A． B． C． D． 6．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A． B． C． D． 7．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下： ①Cu为负极，Zn为正极 ②Cu电极上有气泡产生，发生还原反应 ③向Cu电极移动 ④若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体 ⑤电子的流向是Cu→Zn ⑥正极反应式为Cu-2e-=Cu2+，发生氧化反应 则卡片上的描述合理的是（    ） A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④⑤ 8．某原电池的总反应的离子方程式为：，不能实现该反应的原电池组成是 A．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为溶液 B．正极为碳，负极为铁，电解质溶液为溶液 C．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为溶液 D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为溶液 9．控制适合的条件，将反应设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是 A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极 10．一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是 A．电池总反应式为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2 B．负极反应式为:Mg－2e-+2OH- = Mg(OH)2 C．活性炭可以加快O2在负极上的反应速率 D．电子的移动方向由a经外电路到b 11．用连有电流表的导线连接甲、乙两个电极，放入盛有丙溶液的烧杯中，电极乙的质量增加，则装置中可能的情况是（    ） A．甲作负极，丙是硫酸铜溶液 B．甲作负极，丙是硫酸溶液 C．乙作负极，丙是硫酸铜溶液 D．乙作负极，丙是硫酸溶液 二、填空题 12．现有反应①Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑②Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。试回答下列问题： (1)两反应中属于吸热反应的是 (填序号，下同)，能设计成原电池的是 。 (2)铁铜原电池的装置如图所示。 ①铁作 (填“正极”或“负极”)，溶液中的H+向 (填“铁”或“铜”)电极方向移动。 ②正极的现象是 。负极的电极方程式为 。 ③若反应过程中有0.2 mol电子的转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为 L。 13．回答下列问题： (1)近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时，N电极的电极反应式为 。 (2)氢气是一种理想的清洁能源，其制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。有一种制氢方法为光电化学分解。其原理如图所示，钛酸锶光电极的电极反应为4OH－－4e－O2↑＋2H2O，则铂电极的电极反应为 。 14．根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu+2Ag+=Cu2++2Ag (1)装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图； (2)注明原电池的正极和负极，以及外电路中电子流向； (3)写出两个电极上的电极反应式。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年3月8日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C A B B C B A D C 题号 11 答案 A 1．A 【详解】A．该装置为原电池，把化学能转化为电能，A正确； B．锌电极失去电子为负极，B错误；                             C．阴离子向负极移动，则工作时由Cu电极向Zn电极迁移，C错误； D．Cu电极反应式为：Cu2＋+2e—= Cu，质量增加，D错误； 故答案为A。 2．C 【详解】A．自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池，非氧化还原反应一定不能设计成原电池，故A错误； B．原电池工作时，溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故B错误； C．原电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故C正确； D．原电池工作时，电子从负极经导线流向正极，溶液中存在离子的定向迁移，电解质溶液中不存在电子的移动，故D错误； 答案选C。 【点睛】自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池，原电池中发生的是自发进行的氧化还原反应，为学生的疑难点。 3．A 【分析】根据电池总反应2Cu＋H2OCu2O＋H2↑可知，Cu化合价升高，失去电子，做阳极，发生氧化反应，电极反应式为2Cu-2e-+2OH-＝Cu2O+H2O，石墨电极为阴极，H+在阴极得到电子，电极反应式为：2H++2e-＝H2↑，据此可分析解答问题。 【详解】A．根据上述分析，石墨作阴极，H+在阴极得到电子，电极反应式为：2H++2e-＝H2↑，A选项正确； B．根据电池总反应2Cu＋H2OCu2O＋H2↑可知，Cu化合价升高，失去电子，做阳极，发生氧化反应，B选项错误； C．铜电极为阳极，阳极接电源正极，C选项错误； D．根据2Cu-2e-+2OH-＝Cu2O+H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05mol Cu2O生成，D选项错误； 答案选A。 4．B 【详解】根据氧化还原反应原理可以分析，Li+MnO2=LiMnO2中，Li化合价升高，为原电池的负极，MnO2中Mn由+4价降低到+3价，为原电池的正极。在Li+MnO2=LiMnO2反应中，转移1mol电子，则有1mol MnO2消耗，所以若该电池中有1mol电子通过时，则消耗正极材料的质量为m（MnO2）=n（MnO2）×M（MnO2）=1mol×87g/mol=87g，故答案为B。 5．B 【分析】能设计成原电池的反应必须是自发的氧化还原反应其反应放热。 【详解】A．属于氧化还原反应，但该反应是吸热反应，所以不能设计成原电池，A不选； B．属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，B选； C．不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，C不选； D．不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，D不选； 故选B。 6．C 【详解】a极质量减小，b极质量增加，则表明a极金属失电子作负极，溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极，金属活动性a＞b；b极有气体产生，c极无变化，则表明b极金属能与H+发生置换反应，而c极不能，金属活动性b＞c；d极溶解，c极有气体产生，则d极为负极，c极为正极，金属活动性d＞c；电流计指示，导线中电流从a极流向d极，则d极为负极，a极为正极，金属活动性d＞a；综合以上分析，金属活动性d＞a＞b＞c，C正确。 7．B 【分析】Zn能与硫酸发生自发的氧化还原反应，而Cu不能，且锌、铜和硫酸形成原电池，锌失电子作负极，铜极氢离子得电子，生成氢气，作正极。 【详解】①该原电池中，Zn为负极，Cu为正极，①错误； ②铜电极上电极反应式为2H++2e-=H2↑，发生还原反应，②正确； ③向负极移动，即向锌电极移动，③错误； ④若有0.5mol电子流经导线，则产生气体的物质的量==0.25mol，④正确； ⑤电子由Zn电极流向Cu电极，⑤错误； ⑥正极反应式为2H++2e-=H2↑发生还原反应，⑥错误。 答案为B。 8．A 【分析】，铁发生氧化反应，铁为负极；Fe3+发生还原反应，Fe3+为正极反应物。 【详解】A. 正极为铁，负极为锌，锌发生氧化反应，不能实现反应，故选A； B. 正极为碳，负极为铁，电解质溶液为溶液，铁发生氧化反应、Fe3+发生还原反应，能实现反应，故不选B； C. 正极为铜，负极为铁，电解质溶液为溶液，铁发生氧化反应、Fe3+发生还原反应，能实现反应，故不选C； D. 正极为银，负极为铁，电解质溶液为溶液，铁发生氧化反应、Fe3+发生还原反应，能实现反应，故不选D； 选A。 9．D 【详解】A．乙中I－失去电子放电，发生氧化反应，A正确； B．由总反应方程式知，Fe3＋被还原成Fe2＋，B正确； C．当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，C正确； D．甲中加入Fe2＋，导致平衡逆向移动，则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，作为负极，则乙中石墨电极为正极，D错误； 答案选D。 10．C 【分析】该镁氧电池的负极为金属镁，正极为吸附氧气的活性炭，在电解液为KOH浓溶液条件下，负极镁失去电子变成镁离子，即电极反应方程式为Mg－2e- =Mg2+，溶液中有大量氢氧根，所以镁离子会结合氢氧根生成氢氧化镁；正极为氧气的电子转化为氢氧根，电极反应方程式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；总电池反应方程式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。 【详解】A.由分析可知，总电池反应方程式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2，故A正确； B.由分析可知，负极电极反应方程式为：Mg－2e-+2OH- = Mg(OH)2，故B正确； C.氧气在正极反应，所以活性炭可以加快O2在正极上的反应速率，故C错误； D.根据原电池原理，电子从负极流出，经外电路流向正极，即电子由a经外电路到b，故D正确； 综上所述，答案为C。 11．A 【分析】该装置是原电池，电极乙的质量增加，则说明乙为正极，即在该电极上析出金属，所以甲为负极，丙为没有甲活泼的金属的盐溶液。 【详解】A.甲作负极，丙溶液可以是硫酸铜溶液，铜离子在乙电极上得电子析出铜单质，即乙电极质量增加，故A正确； B.若甲作负极，丙溶液是硫酸溶液，则氢离子在乙电极上得电子生成氢气，乙电极质量不变，故B错误； C.若乙作负极，丙是硫酸铜溶液，电极质量不可能增加，故C错误； D.若乙作负极，丙是硫酸溶液，电极质量不可能增加，故D错误； 综上所述，答案为A。 12．(1) ① ② (2) 负极 铜 有气泡产生 Fe-2e-=Fe2+ 2.24 【详解】（1）Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl═2NH3↑+BaCl2+10H2O是吸热反应，Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑属自发的氧化还原反应，可以设计成原电池；答案为①；②。 （2）①Fe-Cu原电池中，铁的金属性强于铜，所以铁为负极，Cu为正极，溶液中H+向正极铜电极方向移动；答案为负极；铜。 ②正极发生还原反应，电极反应为2H++2e-=H2↑，现象是有气泡产生，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；答案为有气泡产生；Fe-2e-=Fe2+。 ③由正极电极反应为2H++2e-=H2↑可知，反应过程中有0.2mol电子发生转移，产生0.1molH2，在标准状况下的体积为2.24L；答案为2.24。 13．(1)CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O (2)2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 【详解】（1）根据装置图，N极CO2得电子发生还原反应生成CO，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－=CO＋H2O。 （2）依据装置图中的电子流向分析，铂电极作原电池正极，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 14．(1)；(2) ；(3)负极：Cu-2e-=Cu2+；正极：Ag++e-=Ag。 【分析】根据电池反应式知，该反应中铜失电子发生氧化反应而作负极，因为有盐桥，银作正极，铜电极对应的溶液为可溶性的铜盐溶液，银电极对应的溶液为可溶性的银盐溶液，一般用硝酸银溶液，电子从负极沿导线流向正极。 【详解】(1)根据Cu+2Ag+=Cu2++2Ag知，铜易失电子作负极，铜电极对应的电解质溶液为可溶性的铜盐溶液，如硝酸铜溶液；正极上银离子得电子发生还原反应，则银作正极，银电极对应的溶液为硝酸银溶液，所以该原电池为：； (2)铜易失电子作负极，银作正极，电子从负极铜沿外电路流向正极银，所以该图为：； (3)铜电极上铜失电子发生氧化反应，因此负极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，银电极上得电子发生还原反应，则正极电极反应式为：Ag++e-=Ag。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$