2019年高中化学 专题二 化学反应与能量转化 课时跟踪检测（十）化学能转化为电能 化学电源 苏教版必修2.doc

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2019年高中化学 专题二 化学反应与能量转化 课时跟踪检测（十）化学能转化为电能 化学电源 苏教版必修2 1.如图是铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成的原电池，则锌片是(　　) A．阴极：得到电子，发生氧化反应 B．正极：得到电子，发生还原反应 C．阳极：失去电子，发生还原反应 D．负极：失去电子，发生氧化反应 解析：选D　原电池的两极是以正、负极命名；在酸性溶液中比较活泼的一极是负极，所以锌片是负极，负极失去电子发生氧化反应。 2.(xx宁波效实中学期中)“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2 。下列关于该电池的说法错误的是(　　) A．镁片作为正极 B．食盐水作为电解质溶液 C．电池工作时镁片逐渐被消耗 D．电池工作时实现了化学能向电能的转化 解析：选A　根据原电池原理镁为负极发生氧化反应；氧气在正极发生还原反应。 3．已知空气－锌电池的电极反应如下： 锌电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 石墨电极：O2＋H2O＋2e－===2OH－。 可以判断石墨电极是(　　) A．负极，发生还原反应　　　 B．正极，发生氧化反应 C．负极，发生氧化反应 D．正极，发生还原反应 解析：选D　在电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的一极是正极，发生还原反应。 4.如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是(　　) A．a极是负极 B．电子由b通过溶液流向a C．该电池总反应是2H2＋O2===2H2O D．氢氧燃料电池是环保电池 解析：选B　A项，氢氧燃料电池中，通入氢气的a极为负极，正确；B项，通入氧气的b极为正极，电子由a经过导线流向b，错误；C项，氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，正确；D项，氢氧燃料电池反应产物是水，无污染，是环保电池，正确。 5．(xx余杭中学等四校联考)关于如图装置的叙述中正确的是(　　) A．电流由铁钉经过导线流向石墨棒 B．该装置是一个简易的电解饱和食盐水的装置 C．石墨棒上发生的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ D．石墨棒上发生的电极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 解析：选D　电流从石墨棒沿导线流向铁棒，故A错误；该装置是铁的吸氧腐蚀的装置，属于原电池，故B错误；石墨棒作正极，石墨棒上的电极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故C错误，D正确。 6．(xx桐乡高级中学期中)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是(　　) A．装置甲中铜片表面产生气泡 B．装置甲溶液中SO向铜片做定向移动 C．装置乙中电子从铜片经导线流向锌片 D．装置乙中正极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ 解析：选D　甲不是原电池，只是锌片与稀硫酸反应，且表面有气泡，铜片不参与反应也没有任何现象；乙是原电池，锌片是负极，失电子发生氧化反应，锌片溶解，铜片是正极得电子发生还原反应，表面有气泡。 7．一个原电池的总反应方程式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池可能为(　　) 选项 A B C D 正极 Cu Al Zn Fe 负极 Zn Zn Cu Zn 电解质溶液 H2SO4 CuSO4 ZnCl2 CuCl2 解析：选D　由电池的总反应方程式知，Zn被氧化作负极，比Zn活动性弱的金属或导电的非金属作正极，Cu2＋被还原，溶液应为可溶性铜盐溶液。对照各选项，D项符合题意。 8．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下： 实验装置 部分实验现象 a极质量减小b极质量增加 溶液中的SO向b极移动 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．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 解析：选C　a极质量减小b极质量增加，说明a是负极，b是正极，金属性a>b；溶液中的SO向b极移动，说明b电极是负极，金属性b>c；d极溶解c极有气体产生，说明d电极是负极，c电极是正极，金属性d>c；电流从a极流向d极，说明a电极是正极，d电极是负极，金属性d>a，所以金属性d>a>b>c。 9．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。 (1)锌片上发生的电极反应式为___________________________________________； 银片上发生的电极反应式为________________________________________________。 (2)若起始时该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，则生成H2体积(标准状况)为__________，电子转移数目是________。 解析：(1)因金属的活动性Zn＞Ag，所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时，锌片作负极，发生氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，银片作正极，发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑。 (2)锌片与银片总质量减轻，是因为负极锌失去电子溶解，根据电子得失守恒有： Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑～转移2e－ ＝＝ 得V＝4.48 L，x＝0.4 mol，故N(e－)＝0.4NA。 答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)4.48 L　0.4NA 10.依据氧化还原反应：2Ag++Cu===Cu2++2Ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题： (1)电极X的材料是　　　　；电解质溶液Y是　　　　。 (2)银电极为电池的　　　　极，发生的电极反应为　　　　　　　　　；X电极上发生的电极反应为　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。 (3)外电路中的电子　　　　(填“流出”或“流向”)Ag电极。 (4)当有1.6 g铜溶解时，银电极增重　　　　g。 解析：(1)由原电池反应：2Ag++Cu===Cu2++2Ag知，铜失电子，发生氧化反应，作负极，比铜不活泼的金属或石墨作正极，电解质溶液用可溶性的硝酸银溶液，则电极X的材料是铜，电解质溶液Y是AgNO3溶液。 (2)由(1)知，银电极为电池的正极，发生的电极反应为Ag++e-===Ag，X电极上发生氧化反应。 (3)外电路中，Cu是负极，Ag是正极，Cu失去的电子沿导线经电流计流向正极(Ag电极)。 (4)1.6 g铜的物质的量为1.664＝0.025 mol，根据反应2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，银电极增重实际上是生成金属银的质量，为0.025 mol2108 gmol－1＝5.4 g。 答案：(1)Cu　AgNO3溶液　(2)正　Ag＋＋e－===Ag　氧化　(3)流向　(4)5.4 1．利用化学反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，可以设计出一种原电池。该原电池工作时(　　) A．Fe为正极　　　　　　　 B．Cu为负极 C．负极上发生氧化反应 D．正极上发生氧化反应 解析：选C　由于金属活动性Fe>Cu，所以Fe是负极，Cu是正极，在负极Fe上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，在正极Cu上发生还原反应，Cu2＋＋2e－===Cu。 2.(xx舟山中学期中)如图所示，下列说法正确的是(　　) A．铁电极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋ B．溶液中的H＋移向Fe电极 C．该装置中能量转化方式为电能转化为化学能 D．电子从铁棒经导线流入石墨棒 解析：选D　A选项错误，铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；B选项错误，溶液中的H＋移向C电极；C选项错误，该装置中能量转化方式为化学能转化为电能；D选项正确。 3．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流，电解总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是(　　) A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极 C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D．该电池通常只需要更换铝板就可能继续使用 解析：选B　A项，负极反应式：Al－3e－===Al3＋，正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；B项，电流应由正极铂沿导线流向负极铝，错误；C项，网状的铂表面积大，与氧气的接触面积大，正确；D项，负极的铝板被氧化而消耗，正极材料没有消耗，因此需要更换铝板就可继续使用，正确。 4.如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是(　　) A．B极为原电池的正极 B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应 解析：选C　A项，电流计指针偏转，说明原电池在工作，由于A极质量减少，B极上有气泡产生，则A是负极，B是正极，正确；B项，负极金属活动性大于正极，而且在正极有气泡产生，则溶液为酸，是H＋被还原为H2逸出，因此A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，正确；C项，阳离子移动方向与电流方向一致，阴离子电子移动方向与电流方向相反，溶液C中阳离子向正极B极移动，错误；D项，电极A是负极，失去电子，发生氧化反应，正确。 5.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是(　　) A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸 B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸 D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 解析：选C　电流表指针发生偏转，有电流通过，是原电池装置，a极上有大量气泡生成，a为正极，b为负极，H＋在a极上被还原成H2，即a为正极是碳棒，b为负极是铁片，烧杯中溶液为硫酸，C项符合。 6．(xx浙江4月考试)MgH2O2电池是一种化学电源，以Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如图。下列说法不正确的是(　　) A．石墨电极是该电池的正极 B．石墨电极上发生还原反应 C．Mg电极的电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋ D．电池工作时，电子从Mg电极经导线流向石墨电极，再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极 解析：选D　在MgH2O2电池中，Mg为负极，石墨为正极。电池工作过程中，镁电极失去电子，所产生的电子经导线流向石墨电极，H2O2在石墨电极表面得到电子，转变成OH－，负极生成的Mg2＋流向正极，溶液中的阴离子流向负极，在电解质溶液中不存在电子的流动。综上分析，D项错误。 7．(xx温州普通高中联考)以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池如图所示，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是(　　) A．锌片溶解1 mol，铜片上析出22.4 L氢气 B．两极上溶解和析出的物质的质量相等 C．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气 D．电解质溶液pH升高 解析：选D　在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得失电子数应相等。利用这一特点，我们从电极反应看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑，当溶解1 mol锌失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气也得到2 mol电子，但并非一定在标准状况下，所以气体体积不一定是22.4 L。硫酸浓度下降，电解质溶液pH升高这样可推出D为正确选项。 8．(xx桐乡高级中学期中)肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池(如图所示)，电解质溶液是20%～30% 的KOH溶液。电池总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是(　　) A．负极的电极反应式是 N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑ B．正极的电极反应式是O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．溶液中阴离子向正极移动 D．放电后电解质溶液的碱性增强 解析：选A　B选项错误，正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；C选项错误，溶液中阴离子向负极移动；D选项错误反应生成水，溶液稀释，碱性减弱。 9．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示： (1)A中反应的离子方程式为________________________________________________。 (2)B中Sn极的电极反应式为_______________________________________________， Sn极附近溶液的c(H＋)________(填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)C中被氧化的金属是________，总反应式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：A烧杯不符合构成原电池的条件，属于金属与酸的反应；B、C装置构成了原电池，金属活动性：Zn>Fe>Sn，所以B中Fe为负极，被氧化；C中Zn为负极，被氧化。B烧杯中Fe失去电子，电子通过导线流向Sn极，Sn极上有气体产生，H＋浓度降低 。 答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)2H＋＋2e－===H2↑　降低 (3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 10．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是　　　　，负极发生的电极反应式为　　　　　　　　。若反应消耗16.25 g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为　　　　mol。 (2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池其电池总反应式可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是________。 A．NiO(OH)作负极 B．Cd作负极 C．此电池是一次电池 D．放电时化学能转变为电能 (3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，则X极为电池的　　 　(填“正”或“负”)极，Y极的电极反应式为________________________________________________________________________。 解析：(1)锌锰干电池中的负极是 Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；16.25 g Zn的物质的量是16.25 g65 gmol－1＝0.25 mol，1 mol Zn失去2 mol电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5 mol。 (2)由电池反应可知，Cd元素化合价由0→＋2，化合价升高被氧化，Cd作电池负极，A错误，B正确；电池可以充放电，因此是二次电池，C错误；放电时化学能转变为电能，D正确。 (3)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，X是负极，Y是正极，发生还原反应，电解质溶液是KOH溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 答案：(1)锌　Zn－2e－===Zn2＋　0.5 (2)BD　(3)负　O2＋2H2O＋4e－===4OH－