2018_2019学年高中化学期末大串讲专题07化学能与电能（对点练习）.docx

专题07 化学能与电能1、化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是()A.天然气、石油、流水、风力、氢气为一次能源B.无论是风力发电还是火力发电，都是将化学能转化为电能C.PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素D.发展低碳经济、循环经济，推广可利用太阳能、风能的城市照明系统【答案】D【解析】A项，H2不是一次能源；B项，风力发电不是将化学能转化为电能；C项，砷不是金属元素。2、下列叙述正确的是()原电池是把化学能转化成电能的一种装置原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现碳棒不能用来作原电池的正极反应Cu2Ag=2AgCu2，能以原电池的形式来实现A. B. C. D.【答案】A【解析】原电池是把化学能转化为电能的一种装置，正确；在发生反应时，原电池的正极要得到电子而发生还原反应，负极要失去电子而发生氧化反应，错误；铜与稀硫酸不能发生反应，若用铜作负极，碳棒作正极，稀硫酸作电解质溶液，组成原电池，此反应仍然不能发生，错误；因为碳棒可以用来作原电池的正极，错误；可以用铜作负极，碳棒作正极，AgNO3溶液作电解质溶液，组成原电池，此时即可发生反应Cu2Ag=2AgCu2，正确。A正确。3、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A.XYZ B.XZYC.YXZ D.YZX【答案】C【解析】根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知活泼性YX，根据金属活动性顺序和置换反应原理，可知活泼性XZ，故三种金属的活泼性顺序为YXZ。4、下列装置中，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【答案】C【解析】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。5、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：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()ABCD【答案】B【解析】在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu片，负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为2H2e=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。6、在铜锌原电池中(如下图)，以硫酸铜为电解质溶液，锌为 极，电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 。锌片上观察到的现象为 ；铜为 极，电极上发生的是 (填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是 ；铜片上观察到的现象是 ，原电池总反应的离子方程式为 。【答案】负氧化Zn2e=Zn2锌片溶解正还原Cu22e=Cu铜极变粗ZnCu2=Zn2Cu【解析】CuSO4为电解质溶液时，铜锌原电池的负极为锌，电极反应式为Zn2e=Zn2，所以锌片不断溶解，正极为铜，电极反应式为Cu22e=Cu，所以铜极不断变粗，电池总反应式为ZnCu2=Zn2Cu。7、X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的()编号XYZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液【答案】D【解析】由题中所给信息(X棒变粗，Y棒变细)可知X棒是正极，Y棒是负极，金属活动性Y比X活泼，所以选项A、C均错；再看电解质溶液，B选项中硫酸里的H在正极X棒上得电子生成氢气，X棒不会变粗；D选项中负极Y棒Zn失电子生成Zn2，Y棒变细，Ag在正极X棒上得电子生成Ag附着在X棒上使其变粗。8、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极质量减小，b极质量增大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() AabcdBbcdaCdabcDabdc【答案】C【解析】装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三形成原电池，易知d比c活泼；装置四中，电流从a极流向d极，则电子是从d极流向a极，知d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc。9、在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是()A.碳棒上有气体放出，溶液pH变大B.a是正极，b是负极C.导线中有电子流动，电子从a极到b极D.a极上发生了氧化反应【答案】B【解析】显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性ab(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：a(负)极：ane=an(氧化反应)b(正)极：nHne=H2(还原反应)由于正极放电消耗H，溶液中c(H)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经电流表流向b极。10、按下图装置进行实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示()c(Ag)c(NO)a棒的质量b棒的质量溶液的质量A. B.C. D.【答案】A【解析】根据图中装置可判断，Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中，活泼金属Fe为负极，Ag为正极，Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应，所以银离子浓度减小，硝酸根浓度不变，正确、错误；在负极上金属铁本身失电子，即a棒质量减轻，正确；正极b棒上析出金属银，即b棒质量增加，错误；负极上金属铁本身失电子，正极Ag上析出金属银，所以溶液的质量是增加了Fe，但是析出了Ag，在转移电子数相等情况下，析出的金属质量多，所以溶液质量减轻，但不能为零，错误。故A正确。11、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【答案】C【解析】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。12、如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，在卡片上描述合理的是()实验后的记录：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CuCu极上有H2产生若有1 mol电子流过导线，则产生H2 0.5 mol正极的电极反应式为Zn2e=Zn2A. B. C. D.【答案】B【解析】在该原电池中，金属活动性ZnCu，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu片，负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为2H2e=H2，故转移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，选B项。13、现有M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A.PMNE B.ENMPC.PNME D.EPMN【答案】A【解析】由知，金属还原性：MN；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属还原性：PM；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属还原性：NE。14、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A.Li是正极，电极反应为Lie=LiB.Li是负极，电极反应为Lie=LiC.MnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnOD.Li是负极，电极反应为Li2e=Li2【答案】B【解析】由总反应inO2=inO2可知，Li元素在反应后化合价升高(01)，Mn元素在反应后化合价降低(43)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Lie=Li，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2e=MnO。15、燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()A.a极是负极，该电极上发生氧化反应B.b极反应是O24OH4e=2H2OC.总反应的化学方程式为2H2O2=2H2OD.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源【答案】B【解析】a极通H2为负极，电极反应式为2H24OH4e=4H2O，发生氧化反应，A正确；b极通O2为正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，B不正确；正、负极电极反应式相加得总反应为2H2O2=2H2O，C正确；氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源，D正确。16、在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡(如右图所示)。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈) 。(填字母)A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状态不变C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜(2)产生上述现象的原因是 。(3)写出反应的化学方程式： 。【答案】(1)D(2)加入CuSO4溶液后，构成FeAg原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2在银圈上得电子，生成的Cu沉积在银圈上，质量增加(3)FeCuSO4=FeSO4Cu【解析】加入CuSO4溶液后，构成FeAg原电池，Fe失电子作负极，质量减轻，Cu2在正极银圈上得电子，生成的金属铜沉积在上面使其质量增加。17、(1)现有如下两个反应：(A)NaOHHCl=NaClH2O(B)Cu2Ag=2AgCu2根据两反应本质，判断能否设计成原电池： 。如果不能，说明其原因： 。如果可以，则写出正、负极材料，电极反应式及反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：负极： ， ， 。正极： ， ， 。(2)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池。负极材料是 (写名称)，电极反应为 。正极电极反应式为 。溶液中SO向 极移动。【答案】(1)(A)不能，(B)可以(A)不是氧化还原反应，没有电子转移CuCu2e=Cu2氧化反应碳棒、Ag、铂、金(任选一种)2Ag2e=2Ag还原反应(2)铜Cu2e=Cu2O24e4H=2H2O负【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。根据电池反应式Cu2Ag=2AgCu2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。(2)该氧化还原反应中还原剂为Cu，故负极是铜，电极反应为Cu2e=Cu2，氧化剂是O2，故正极反应为O24e4H=2H2O，溶液中阴离子SO向负极移动。18、某同学利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计了一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：Fe2H=Fe2H2(2)实验用品：电极(铁钉、铜钉)、稀硫酸、烧杯、导线、耳机(或者电流表)。(3)实验装置如图。(4)原电池设计及注意的问题：按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为 ，在耳机中又由 转化为声音这种能量；如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的 极，电极反应式为 ，发生了 反应；铜钉应该接电流表的 极，电极反应式为 ，发生了 反应。【答案】(4)电能电能负Fe2e=Fe2氧化正2H2e=H2还原【解析】原电池是将化学能转变为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼材料作正极，发生还原反应。电流表正极应接原电池正极，电流表负极应接原电池负极。19、某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，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表指针偏转方向1Al、Mg稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Al、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试根据上表中的实验现象回答下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)？ 。(2)由实验3完成下列填空：铝为 极，电极反应式： ；石墨为 极，电极反应式： ；电池总反应式： 。(3)实验4中铝作负极还是正极？ ，理由是 。写出铝电极的电极反应式： 。(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因： 。(5)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： 。【答案】(1)否(2)负2Al6e=2Al3正6H6e=3H22Al6HCl=2AlCl33H2(3)负极在NaOH溶液中，活动性AlMgAl3e4OH=AlO2H2O(4)Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中活动性ZnAl，Al是原电池的正极(5)另一个电极材料的活动性；电解质溶液【解析】在稀盐酸中的活动性MgAl、AlCu。由实验1和2可知，原电池中电流表指针是偏向正极。在实验3中电流表指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3，盐酸中的H得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中活动性AlMg，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中活动性ZnAl，Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流表指针偏向铝。20、研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2Li2H2O=2LiOHH2。(1)该电池的负极是 ，负极反应式是 。(2)正极现象是 。(3)放电时OH向 (填“正极”或“负极”)移动。【答案】(1)锂Lie=Li(2)有无色气体产生(3)负极【解析】金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为Lie=Li，LiOH溶液中的阳离子有Li和H，由于氧化性：HLi，所以正极反应是2H2e=H2，正极产生无色气体；在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH向负极移动。21、氯铝电池是一种新型的燃料电池。试回答下列问题：(1)通入Cl2(g)的电极是 (填“正”或“负”)极。(2)投入Al(s)的电极是 (填“正”或“负”)极。(3)电子从 (填“Al”或“Cl”)极流向 (填“正”或“负”)极。(4)每消耗8.1 g Al(s)，电路中通过的电子数目为 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。【答案】(1)正(2)负(3)Al正(4)0.9【解析】判断原电池的正负极首先要分析题中所给信息，此题所给信息是具体反应物，根据具体反应物间的相互反应式2Al3Cl2=2AlCl3，可知Cl2得电子在正极反应，Al失电子在负极反应，所以通入Cl2(g)的电极是正极，投入Al(s)的电极是负极，电子由负极(Al)经外电路流向正极。8.1 g Al(s)的物质的量为0.3 mol,1 mol Al反应转移3 mol电子，0.3 mol Al反应电路中通过的电子数为 3NA0.30.9NA。22、如图为原电池装置示意图。(1)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是 。A.铝片、铜片 B.铜片、铝片C.铝片、铝片 D.铜片、铜片写出插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式： 。(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质为H2SO4溶液，工作时的总反应为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。写出B电极反应式： ；该电池在工作时，A电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1 mol H2SO4，则转移电子的数目为 。(3)若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式： ；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。【答案】(1)BAl3e4OH=AlO2H2O(2)PbO2SO4H2e=PbSO42H2O增加 0.1NA(3)H22OH2e=2H2O减弱【解析】(1)铝遇浓硝酸钝化，铜能与浓硝酸反应，故此时作负极的是铜片；铝能与烧碱溶液反应，铜不能，此时作负极