化学必修 第二册化学反应与能量变化课后作业题

这是一份化学必修 第二册化学反应与能量变化课后作业题，共7页。
1.(2024·南充顺庆区高一期中)下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( )
A.甲、乙、丙分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.甲电池放电时,电子从锌筒经外电路到石墨电极
C.氢氧燃料电池中负极通入氧气发生还原反应
D.乙电池充电时将电能转化为化学能
2.如图为发光二极管连接柠檬电池装置,下列说法正确的是( )
A.铁环作为柠檬电池的正极
B.电流由铁环经导线流向发光二极管
C.负极的电极反应为Fe-2e-Fe2+
D.可将柠檬替换成盛装乙醇溶液的装置
3.纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液。放电时两个电极反应式分别为Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列说法正确的是( )
A.电子从Ag2O流向Zn
B.溶液中OH-向负极移动,K+向正极移动
C.Zn发生还原反应,Ag2O发生氧化反应
D.Zn是正极,氧化银是负极
4.锌锰干电池在放电时,总反应方程式可以表示为Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH),在如图所示装置中,电池放电时,正极(石墨棒)上发生反应的物质是( )
A.Zn B.石墨
C.MnO2和NH4ClD.ZnCl2
5.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。当该固体氧化物电解质的工作温度高达700~900 ℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A.电极甲发生还原反应
B.电池内的O2-由电极乙移向电极甲
C.电池总反应为N2H4+2O22NO+2H2O
D.当电极甲上有1 ml N2H4消耗时,电极乙上有22.4 L O2参与反应
6.(2024·江苏淮安月考)锌⁃空气电池可用作电动车的动力电源,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.该装置将化学能转化为电能
B.Zn为负极
C.电子由石墨经外电路流向Zn
D.石墨电极的反应式为O2+4e-+2H2O4OH-
7.固体氧化物燃料电池以固体氧化锆⁃氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )
A.有O2放电的a极为电池的负极
B.O2-移向电池的正极
C.b极对应的电极反应式为H2-2e-+O2-H2O
D.a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
8.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高等优点而受到了重视,目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为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.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-MnO2−
D.Li是负极,电极反应为Li-2e-Li2+
9.(2024·青岛二中高一月考)某铁⁃空气电池放电时,其原理如图所示,电池总反应为2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2。下列说法错误的是( )
A.该电池工作时,电极a逐渐被消耗
B.b极为电池正极,O2发生氧化反应
C.该电池工作时,电子从电极a经负载流向电极b
D.该装置能将化学能转化为电能
10.(10分)为提升电池循环效率和稳定性,科学家利用三维多孔海绵状Zn(3D⁃Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D⁃Zn⁃NiOOH二次电池,结构如图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
写出该电池的负极反应式: ;
正极反应式: 。
高阶思维训练(选做题)
11.水锂电池是当今锂电池研发的方向之一,其安全性能高,离子导电率高,且成本低。如图是一种水锂电池的工作原理示意图,下列有关说法正确的是( )
A.装置中的固体电解质的作用是传导电子
B.锂电极的电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-
C.锂电极为电池正极
D.该电池产生标准状况下1.12 L H2时,锂电极消耗0.7 g Li
12. (18分)(1)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
①高铁电池的负极材料是 。
②放电时,正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为FeO42−+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-,则负极反应式为 。
③放电时, (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)如图为锂锰电池的结构示意图,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。
①外电路的电流方向是由 极流向 极。(填字母)
②正极材料是 。
③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂? (填“是”或“否”);原因是 。
课时跟踪检测(十一)
1.选C 锌锰干电池放电后不能充电重复利用,所以属于一次电池,铅酸蓄电池放电后能充电重复利用,所以属于二次电池,丙中氢气、氧气由外加设备提供,属于燃料电池,故A正确;干电池工作时,电子流动方向是由负极(锌筒)经外电路流向正极(石墨棒),故B正确;燃料电池中,负极上发生氧化反应,而氧气具有氧化性,在电极上得电子被还原,为电池正极的反应,故C错误;充电电池放电时化学能转化为电能,充电时电能转化为化学能,故D正确。
2.选C 铜线、铁环插入柠檬,制成柠檬电池,由于活泼性:Fe>Cu,所以铜线是柠檬电池的正极,铁环是柠檬电池的负极,故A项错误;电子由负极铁环经导线流向发光二极管,再由发光二极管流向铜线,故B项错误;负极发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-Fe2+,故C项正确;乙醇溶液为非电解质溶液,不能将柠檬替换成盛装乙醇溶液的装置,故D项错误。
3.选B 原电池中,电子从负极经外电路流向正极,A错误;原电池电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,B正确;锌失电子被氧化,发生氧化反应,氧化银得电子被还原,发生还原反应,C错误;锌失电子作负极,氧化银得电子作正极,D错误。
4.选C Zn在负极上被氧化得到Zn2+,MnO2在正极上被还原,和NH4Cl反应得到MnO(OH)。
5.选B 该燃料电池中通入N2H4的电极为负极,通入O2的电极为正极,根据题图可写出电极反应式。负极(电极甲):N2H4-4e-+2O2-N2+2H2O;正极(电极乙):O2+4e-2O2-;电池总反应:N2H4+O2N2+2H2O。电极甲为负极,依据原电池的工作原理,电极甲上发生氧化反应,A错误;根据原电池的工作原理,O2-从正极移向负极,B正确;因为反应生成无毒无害的物质,所以N2H4转化成N2和H2O,C错误;题目中没有说明是否为标准状况下,因此参与反应的O2的体积不一定是22.4 L,D错误。
6.选C 该装置为原电池,能将化学能转化为电能,A项正确;Zn易失去电子作负极,B项正确;电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,即电子由Zn电极经外电路流向石墨电极,C项错误;结合图示装置和电解质溶液呈碱性可知,石墨电极的反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,D项正确。
7.选C 在燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,A错误;在燃料电池中,O2-移向电池的负极,B错误;在燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,电极反应式为H2-2e-+O2-H2O,C正确;a极是正极,氧气在正极得电子,则对应的电极反应式为O2+4e-2O2-,D错误。
8.选B 由总反应L0i+M+4nO2L+i1M+3nO2可知,Li元素在反应后化合价升高(0→+1),Mn元素在反应后化合价降低(+4→+3)。Li被氧化,在电池中作负极,电极反应为Li-e-Li+,MnO2在正极上反应,电极反应为MnO2+e-MnO2−。
9.选B 由图分析可知,电极a为负极,Fe失去电子发生氧化反应,因此,电极a逐渐被消耗,A项正确;b极为正极,O2得到电子发生还原反应,B项错误;该电池工作时,电子从电极a经负载流向电极b,C项正确;该装置为原电池,能将化学能转变为电能,D项正确。
10.Zn+2OH--2e-ZnO+H2O
2NiOOH+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-
11.选D 电子沿导线移动,固体电解质传导的是离子,A项错误;石墨为正极,H2O在正极得电子生成H2,电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-,B项错误;锂电极为电池负极,失电子生成Li+,C项错误;该电池产生标准状况下1.12 L H2时,电路中转移0.1 ml e-,锂电极消耗0.7 g Li,D项正确。
12.解析:(1)高铁电池放电时为原电池,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。总反应式减去正极反应式得负极反应式,正极生成OH-,故正极附近溶液碱性增强。(2)①该电池中Li失去电子生成Li+,所以Li作电池的负极,则a是负极,b是正极,所以外电路中的电流方向由正极流向负极,所以从b极流向a极。③不能用水代替电池中的混合有机溶剂,因为Li是活泼金属,与水反应,无法参与原电池反应,不能产生电流。
答案:(1)①Zn ②还原 Zn+2OH--2e-Zn(OH)2 ③正
(2)①b a ②MnO2 ③否 电极Li是活泼金属,能与水反应