PAGE7-課時作業8化學能與電能[練基礎]1．下列設備工作時可以將化學能轉化為電能的是()A.手機電池B.硅太陽能電池C.水力發電D.電烤箱解析：手機電池工作時可以將化學能轉化為電能，A項正確；硅太陽能電池工作時可以將太陽能轉化為電能，B項錯誤；水力發電是將水的機械能轉化為電能，C項錯誤；電烤箱工作時可以將電能轉化為熱能等，D項錯誤。答案：A2．下列裝置可以構成原電池的是()答案：C3．如右圖所示裝置，電流表指針發生偏轉，同時A極漸漸變粗，B極漸漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的()A．A是Zn，B是Cu，C為稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C為稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C為稀AgNO3溶液解析：A極漸漸變粗，說明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出；B極漸漸變細，說明B極為原電池的負極，失去電子后變成離子進入溶液中。A和B中的反應為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，則A中A極變細，B中A極不變。C和D兩項中的反應為Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A極變細，D中A極變粗。答案：D4．將純鋅片和純銅片按圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產生氣泡的速度甲比乙慢解析：由題目中所給圖示可知，甲中形成閉合回路，符合形成原電池的條件。銅的活潑性比鋅弱，故銅作正極，發生電極反應為2H＋＋2e－=H2↑；乙不能構成閉合回路，不能形成原電池，只在鋅片上發生反應：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，由于兩者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。由于原電池的形成，故甲的反應速率比乙的快。答案：C5．有a、b、c、d四個金屬電極，有關的試驗裝置及部分試驗現象如下：試驗裝置部分試驗現象a極質量減小，b極質量增大b極有氣體產生，c極無改變d極溶解，c極有氣體產生電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動性依次是()A．a>b>c>dB．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a>b>d>c解析：裝置一是原電池，a極質量減小，說明a極金屬易失去電子形成離子，故a極金屬比b極金屬活潑；裝置二沒有形成原電池，可知b比c活潑，且c位于金屬活動性依次表中氫的后面；裝置三和四均形成原電池，易知d比c活潑，d比a活潑。因此四種金屬的活動性依次為d>a>b>c，故選C。答案：C6．按下圖裝置進行試驗，若x軸表示流入正極的電子的物質的量，則y軸可以表示()①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質量④b棒的質量⑤溶液的質量A．①③B．②④C．①③⑤D．②④⑥解析：依據圖中裝置可推斷，Fe、Ag、AgNO3構成的原電池中，活潑金屬Fe為負極，Ag為正極，Fe和硝酸銀之間發生氧化還原反應，所以銀離子濃度減小，硝酸根濃度不變，①正確、②錯誤；在負極上金屬鐵本身失電子，即a棒質量減輕，③正確；正極b棒上析出金屬銀，即b棒質量增加，④錯誤；負極上金屬鐵本身失電子，正極Ag上析出金屬銀，所以溶液的質量是增加了Fe，但是析出了Ag，在轉移電子數相等狀況下，析出的金屬質量多，所以溶液質量減輕，但不能為零，⑤錯誤。A正確。答案：A7．已知空氣—鋅電池的電極反應為鋅片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；碳棒：eq\f(1,2)O2＋H2O＋2e－=2OH－，據此推斷，鋅片是()A．正極并被還原B．正極并被氧化C．負極并被還原D．負極并被氧化解析：Zn失電子作負極，被氧化。答案：D8．燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應將化學能轉變為電能的裝置，若電解質溶液是強堿溶液，下面關于甲烷燃料電池的說法正確的是()A．負極反應式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．負極反應式：CH4＋8OH－－8e－=CO2＋6H2OC．隨著放電的進行，溶液的氫氧根濃度不變D．放電時溶液中的陰離子向負極移動解析：O2＋2H2O＋4e－=4OH－應為正極反應式。燃料氧化生成的二氧化碳不行能從強堿溶液中逸出，它將進一步反應轉化成碳酸根。所以負極反應式為CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。由于部分堿液和二氧化碳反應，所以溶液的c(OH－)將減小。答案：D[提素養]9．可以將反應Zn＋Br2=ZnBr2設計成蓄電池，下列4個電極反應中，分別表示正極反應和負極反應的是()①Br2＋2e－=2Br－②2Br－－2e－=Br2③Zn－2e－=Zn2＋④Zn2＋＋2e－=ZnA．②和③B．②和①C．①和③D．④和①解析：正極發生還原反應，Br2被還原；負極發生氧化反應，Zn被氧化。答案：C10．目前，科學家提出了一種經濟而且志向的獲得氫能源的循環體系(如圖)。關于此循環體系，下列說法中錯誤的是()A．燃料電池能夠使化學反應產生的能量轉化為電能B．燃料電池中通入H2的一極作負極，發生氧化反應C．在此循環中發生了反應：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑D．目前化學家急需解決的問題是找尋合適的光照條件下分解水的催化劑解析：氫氧燃料電池的負極通入H2，發生氧化反應；正極通入O2，發生還原反應，故B正確。原電池都是將化學能轉化為電能的裝置，故A正確。推廣氫能的關鍵是找尋合適的催化劑，利用太陽能分解水，故D正確。答案：C11．鋰電池是一代新型高能電池，它以質量輕、能量高的優點受到了普遍重視，目前已研制勝利多種鋰電池。某種鋰電池的總反應式為Li＋MnO2=LiMnO2，下列說法中正確的是()A．Li是正極，電極反應式為Li－e－=Li＋B．Li是負極，電極反應式為Li－e－=Li＋C．MnO2是負極，電極反應式為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是負極，電極反應式為Li－2e－=Li2＋解析：由總反應式Li＋MnO2=LiMnO2可知，鋰元素在反應后化合價上升(0→＋1價)，錳元素在反應后化合價降低(＋4價→＋3價)。Li失電子被氧化，在電池中作負極，電極反應式為Li－e－=Li＋。MnO2在正極上得電子被還原，電極反應式為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)。答案：B12．銀鋅電池是一種常見化學電源，其反應原理：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意圖如下。下列說法不正確的是()A．Zn電極是負極B．Ag2O電極發生還原反應C．Zn電極的電極反應式：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2D．放電前后電解質溶液的pH保持不變解析：依據反應：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，鋅元素的化合價上升，失電子，發生氧化反應生成Zn(OH)2，作原電池的負極，電極反應式為Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，A和C選項都正確；銀元素的化合價降低，得電子，發生還原反應生成Ag，作原電池的正極，電極反應式為Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－，B選項正確；依據總反應式可知，KOH沒有參加總反應，但是反應消耗了水，使溶液的體積變小，c(OH)變大，溶液的pH上升，D選項錯誤。答案：D13．寫出下列原電池的電極反應和總反應(屬于離子反應的，用離子方程式表示)。負極正極電解質溶液(1)鐵銅稀硫酸(2)銅銀AgNO3溶液(3)H2O2KOH溶液(1)負極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應式：________________________________________________________________________。(2)負極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應式：________________________________________________________________________。(3)負極：________________________________________________________________________；正極：________________________________________________________________________；總反應式：________________________________________________________________________。解析：(1)鐵作負極失2e－，被氧化生成Fe2＋，溶液中H＋得到電子被還原為H2。(2)Cu作負極失2e－，被氧化生成Cu2＋，溶液中的Ag＋得到電子被還原為Ag。(3)氫氣從負極通入，失電子被氧化；氧氣從正極通入，得電子被還原。因為電解質溶液為KOH溶液，故負極反應式不能寫成H2－2e－=2H＋，而應為H2＋2OH－－2e－=2H2O。答案：(1)Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)Cu－2e－=Cu2＋2Ag＋＋2e－=2AgCu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag(3)2H2＋4OH－－4e－=4H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－2H2＋O2=2H2O14．化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。(1)鋅錳干電池是應用最普遍的電池之一(如圖所示)，鋅錳干電池的負極材料是________，負極發生的電極反應方程式為__________________________________。若反應消耗16.25g負極材料，則電池中轉移電子的物質的量為________mol。(2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，電池總反應式可以表示為：Cd＋2NiO(OH)＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水，但能溶于酸，以下說法中正確的是________(填序號)。①以上反應是可逆反應②以上反應不是可逆反應③充電時化學能轉變為電能④放電時化學能轉變為電能(3)下圖為氫氧燃料電池的構造示意圖，依據電子運動方向，可知X極為電池的________(填“正”或“負”)極，Y極的電極反應方程式為________________________________________________________________________。解析：(1)鋅錳干電池中的負極是Zn，發生氧化反應，失去電子生成鋅離子，電極反應式是：Zn－2e－=Zn2＋；16.25gZn的物質的量是：16.25g÷65g·mol－1＝0.25mol，每個Zn失去2個電子，所以電池中轉移電子的物質的量是0.5mol。(2)該反應的反應條件不同，所以不是可逆反應；①錯誤，②正確；充電時，是把電能轉化為化學能，放電時是把化學能轉化為電能，所以③錯誤，④正確。(3)氫氧燃料電池中，電子從負極向正極移動，X是電子流出的一極，所以X是負極；Y是正極，發生還原反應，結合電解質溶液，氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。答案：(1)鋅Zn－2e－=Zn2＋0.5(2)②④(3)負O2＋2H2O－4e－=4OH－15．電子表和電子計算器中所用的是紐扣式的微型銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解液為KOH溶液，工作時電池總反應為Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。(1)工作時電流從________(填“Ag2O”或“Zn”，下同)極流向________極。(2)負極的電極反應式為________________________________________________________________________。(3)工作時電池正極區溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量理論上削減________g。解析：(1)工作時電池總反應為Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2