高二化学单元测试 第3单元 化学能转化为电能 鲁科版.doc

高二化学试题（上）第三单元 化学能转化为电能电池（试卷总分100分 考试时间90分钟）特 别 提 示本单元主要考查：鲁科版选修4第1章第3节内容解题时要注意：了解什么是原电池，知道原电池是将化学能转变为电能的装置；知道原电池的形成条件，并能正确的判断电解池和原电池；理解原电池的工作原理；能准确的判断原电池的正极和负极，并能正确的书写电极反应式；掌握电子守恒在原电池相应计算中的应用；了解部分燃料电池。 重点：原电池的工作原理和形成条件。难点：正极、负极的判断和电极反应式的书写。可能用到的相对原子质量：h 1 c 12 o 16 na 23 s 32 cu 64第i卷（选择题 共54分）一.选择题（本题包括18小题，每小题3分，共54分。每小题只有一个选项符合题意）1.能够使反应cu+2h2o=cu(oh)2+h2发生的条件是 （ ）a.铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠溶液作电解液b.铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀c.用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钠溶液d.用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液1.c （提示：从反应方程式分析知铜失去电子，h2o中氢得电子，溶液中必须不能有得电子能比氢强的粒子。故选硫酸钠作电解液。）2将mg条、al条平行插入一定浓度的naoh溶液中，用导线、电器连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是 ( )almgnaoh(aq)aamg比al活泼，mg 失去电子被氧化成mg2+b负极反应式为：al+4ohal(oh) 4+3ec该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的dal是电池阴极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出2b ( 解析：判断原电池的负极除考虑金属的活泼性外，还要考虑电解质溶液的性质，较易与电解质溶液反应的金属材料做原电池的负极，根据2al+2naoh+6h2o=2naal(oh) 4+3h2，可判断出b项中负极反应式正确，发生反应后无沉淀物质生成。原电池中，电解质溶液内部即内电路，电流靠阴阳离子的定向移动而导通。)3已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“-”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是( )a充电时作阳极，放电时作正极 b充电时作阳极，放电时作负极 c充电时作阴极，放电时作负极 d充电时作阴极，放电时作正极3a (解析：标有“+”的接线柱，在电解时与外接电源的正极相连，该接线柱作阳极，放电时即为正极。)4.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 ( )a由al、cu、稀h2so4组成原电池，其负极反应式为：alal3+3eb由mg、al、naoh溶液组成原电池，其负极反应式为：al4ohal(oh) 4+3ec由fe、cu、fecl3溶液组成原电池，其负极反应式为：cucu2+2ed由al、cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：cucu2+2e4.c (解析：由fe、cu、fecl3溶液组成原电池，其负极应该是fe。)5. 有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线联接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、b分别投入等浓度盐酸中，d比a反应剧烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ( )a. dcab b. dabc c. dbac d. badc5. b6. 航天技术上使用一种氢氧燃料电池，它具有高能、轻便，不污染环境等优点，该电池总的化学方程 式为2h2+o2=2h2o,其负极变化过程可表示为 （ ） a、2h+2e-=h2 b、2h2o+o2+4e-=4oh- c、4oh-=2h2o+o2+4e- d、2h2=4h+4e-6.d (解析：据原电池负极发生失电子的氧化反应，其元素化合价应该升高，又据电池的总反应化学方程式可知h元素化合价升高，所以应为h2作负极，失电子形成h+，所以答案选d。 )7. x、y、z、m四种金属，已知x可以从y的盐溶液中置换出y。x和z组成原电池时，z为正极。y和z两种离子在同一溶液中被电解时，阴极只能得到y单质，m离子的氧化性强于y离子，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是 （ ） a、xyzm b、xzmy c、mzxy d、xzym7. d (解析：x可从y的盐溶液中置换y，据金属活动性顺序表可知活动性xy;又据原电池反应,负极金属比正极活泼,而z为正极,所以活动性xz;y、z被电解时，阴极得到y单质，说明y的离子比z离子氧化性强，因此金属的还原性zy；而m离子氧化性强于y离子，也可知金属活动性ym.所以可知金属的活动性为:xz ym,因此选d。)8高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3zn + 2k2feo4 + 8h2o 3zn(oh)2 + 2fe(oh)3 + 4koh 下列叙述不正确的是 （ ）a放电时负极反应为：zn +2oh= zn(oh)2+2eb充电时阳极反应为：fe (oh)3 + 5oh = feo + 4h2o+3ec放电时每转移3 mol电子，正极有1mol k2feo4被氧化 d放电时正极附近溶液的碱性增强8.c (解析：据化学方程式可知：放电时每转移6mol电子，负极就有3molzn被氧化、2molk2feo4被还原，所以c项不正确。) 9汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：pbo2 + pb + 2h2so4 = 2pbso4+ 2h2o，根据此反应判断下列叙述中正确的是 （ ） apbo2是电池的负极b负极的电极反应式为：pb + so = pbso4+2e cpbo2得电子，被氧化d电池放电时，溶液酸性增强9. b （解析：作为电池放电时的负极是pb；pbo2得电子，被还原；放电时因消耗硫酸而使溶液的酸性减弱。故只有b项正确。）10. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：zn(s)+2mno2(s)+h2o(l)zn(oh)2(s)+mn2o3(s)，下列说法错误的是 a电池工作时，锌失去电子 b电池正极的电极反应式为：2mno2(s)+h2o(1)+2emn2o3(s)+2oh(aq) c电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 d外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g7.c11. 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:负极：pb+ so42- =pbso4+2e- 正极：pbo2+4h+ so42-+2e-=pbso4+2h2o，今若制得cl2 0.050mol,这时电池内消耗的h2so4的物质的量至少是 （ ） a、0.025mol b、0.05mol c、0.10mol d、0.20mol11.c （解析：据关系式：cl22e-2h2so4可求得。）12. 等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量cuso4溶液，下列各图中表示其产生氢气总体积(v)与时间(t)的关系正确的是 ( )12. a13. 将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，下列各叙述正确的是 ( ) a. 负极有cl-逸出，正极有h+逸出 b. 负极附近cl-的浓度减小 c. 正极附近cl-的浓度逐渐增大 d. 溶液中cl-的浓度基本不变13. d14.锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为：负极反应：c6li=c6li1xxli+xe（c6li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料）正极反应：li1xmo2xli+x e=limo2（limo2表示含锂的过渡金属氧化物）下列有关说法正确的是 （ ）a锂离子电池充电时电池反应为c6lili1xmo2=limo2c6li1xb电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1mol电子，金属银所消耗的质量最小c锂离子电池放电时电池内部li+向负极移动d锂离子电池充电时阴极反应为c6li1xxli+x e=c6li14. d (解析：由于题目中已给出复杂电极反应式，不需要学生书写，但仍然需要学生根据复杂电极反应式进行相应的判定。a 、d选项考察电池的总反应，但题目给的是原电池反应，问的却是充电时电池反应，即电解池的反应；放电时电池内部li+向哪极移动，应该可以通过电极反应得需要可以判断出；c 项考察了金属的性质和简单的计算 。)15.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是 （ ）a、a电极是正极b、b电极的电极反应为：c、电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极d、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源15. d （解析：因为是氢氧燃料电池，通入氢气的一端是负极，通入氧气一端是正极，电子由负极a经外电路流向正极b；b极的电极反应式应为2h2o 2+4 e4oh-)16目前，人们正在研究开发一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以na+导电的al2o3陶瓷作固体电解质，反应式如下 ，以下说法正确的是 ( )a放电时，na作正极，s作负极b充电时钠极与外电源的正极相连c若用此电池电解硝酸银溶液时，当阳极上产生标准状况下气体1.12l时，消耗金属钠4.6gd充电时，阴极发生的反应为：sx2=xs+2e16c （解析：放电时负极失电子被氧化。所以a错误；充电时阴极与电源的负极相连、被还原。由于充电时钠被还原，所以b错；对于c，电解agno3时，阳极析出o2，电子由电池的钠提供。由该原电池和电解硝酸银溶液可知生成1.12l氧气时需要金属钠4.6g,所以c正确；充电时，阴极得电子被还原，所以d错误。另外还要注意：放电、充电时的反应方向；na2sx中s的化合价。）17. 为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在下图所示三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间。下列对实验结果的描述不正确的是a.实验结束时，装置1左侧的液面定会下降b.实验结束时，装置1一定比装置2左侧的液面低c.实验结束时，铁钉b腐蚀严重d.实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀17.a（提示：铁钉、钢丝与易挥发的盐酸（含水）组成原电池腐蚀最快，消耗的o2最多，左侧液面上升得最明显。）18右图是2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子（h+）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2ch3oh+3o22co2+4h2o。下列说法正确的是 ( )催化剂（电极）催化剂（电极）ee负载质子交换膜h+ba a左电极为电池的正极，a处通入的物质是甲醇 b右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气 c负极反应式为：ch3oh+h2oco2+6h+6e-d正极反应式为：2h2o + o2 + 4e- = 4oh-18c ( 解析：分析电池总反应式可知，甲醇发生了氧化反应，又知它能提供质子和电子，结合图中质子（h+）和电子的流向，可判断出a处通入的物质是甲醇，左电极为电池的负极；b处通入的物质是空气，右电极为电池的正极，该电极上发生的反应为： o2 + 4e- +4h+= 2h2o。) 第ii卷（非选择题 共46分）二.（本题包括7小题，共46分）19. (7分)有七种金属：钾、锌、铁、锡、铜、银、铂，它们的标号分别为a、b、c、d、e、f、g。常温下，只有a和水反应生成氢气；d、e、g都能和稀硫酸反应生成氢气，b、c、f无此性质；c、f组成原电池时，f为正极；在g的硫酸盐溶液中加入d，发现d溶解，g析出；将g、e接触放置，e不易锈蚀；以铂作电极，电解相同浓度的b和c的硝酸盐溶液时，在阴极上首先得到c，g在空气中放置极易生锈。则a是_ _，b是_ _，c是_ _，d是_ _，e是_ _，f是_ ，g是_ 19.答案：k cu ag zn sn pt fe （各1分，共7分）20（4分）氢能源是21世纪极具开发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环使用。请在下图的两个空框中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图（循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在）。从能量转换的角度看，过程ii主要是_能转化为_能。燃料电池i太阳能、催化剂ii20.答案： h2o ； h2 、o2 ； 化学能 ； 电能 （每空1分，共4分）21（4分）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用li2co3和na2co3的熔融盐混合物作电解质，co为阳极燃气，空气与co2的混和气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2co十2co324co2十4e阴极反应式：_；总电池反应式：_。21.（解析：熔融盐燃料电池工作原理跟其它电池相同，在阳极上(电源的负极)还原剂失去电子，2co十2co324co2+4e，阴极上氧化剂得到电子，根据题意，氧化剂是o2，co2也参加反应(但不可能是作为氧化剂)，由于阳极上消耗co32，所以在阴极上有co32生成，维持co32的浓度(如果阴极上不生成co32，则需要补充大量的co32)，所以阴极上的反应o2十4e十2co22co32，把阴极或阳极上发生的反应方程式相加(在得失电子数相等时才能相加)得总电池反应式：2co十o2=2co2 。）答案：o2十2co2十4e=2co32；2co十o2=2co2 （每空2分，共4分）22. 根据可逆反应：2i-2hi2h2o，设计如下图所示实验装置。b烧杯中装有na3aso4和na3aso3溶液，a烧杯中装有i2和ki溶液。两烧杯中用一倒置的装有饱和ki溶液的u型管相连，该装置称为盐桥，其作用是避免两烧杯中的溶液相混合，又能使两烧杯中的溶液因相连通而导电。c1、c2棒为惰性电极。进行如下操作： (1) 向a溶液中逐滴加入浓hcl，发现电流计指针发生偏转。(2) 若改向b溶液中滴加40%的 naoh溶液，发现电流计指针向相反方向偏转。试回答以下问题：(1) 两次操作中，电流计指针偏转方向相反，为什么？试用化学平衡原理解释之 。 （1）操作过程中，c1棒上发生的反应是 。(2) 操作过程中c2上发生的反应是 。22答案(1) 由于c(h)的变化使平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子移动方向不同 2i-2ei2 (2) h2o2e-2h 23. 用锌和稀硫酸反应制备硫酸锌晶体(znso47h2o)，问： (1) 现有纯锌和含杂质的锌，你认为应该使用_； (2) 如果锌中混有少量fe和cu的杂质，对产品质量_(填有或无)影响，原因是_； (3) 如果稀硫酸中混有少量cuso4 ，对产品纯度_(填有或无)影响，原因是_； (4) 制备znso47h2o时， 使锌过量， 使硫酸过量， 锌和硫酸按相同物质的量反应，你认为应该采用_；原因是_； (5) 写出制备znso47h2o的六个操作步骤，并指出每一步操作的目的： _，_； _，_； _，_； _，_； _，_； _，_。23.答案. (1)使用含杂质的锌； 纯锌与稀硫酸反应极慢，而含杂质的锌与稀硫酸反应较快，因为锌、杂质和稀硫酸可以构成原电池。 (2)不会； 铜不与稀硫酸反应，可以滤去，铁虽然能与稀硫酸反应生成硫酸锌，但锌比铁活动，可以把铁从硫酸锌中置换出来，最后亦可滤去。 (3)也不会；cu2+可被zn置换生成cu，可以滤去。 (4)； 锌除与稀h2so4反应生成znso4外，还要使其他杂质还原，锌过量还易于滤去。 (5) 使过量的锌与稀硫酸反应； 生成znso4 过滤；除去未反应的锌和其它不溶性杂质 蒸发； 除去大部分水，使溶液浓缩 冷却结晶； 温度降低，溶解度减小，使znso47h2o结晶析出 过滤； 将晶体与溶液分离 干燥晶体； 除去晶体表面的附着水。24.(7分)某兴趣小组采用如下方法制作氢氧燃料电池。（1）如图a所示：a, b均为多孔石墨棒，其中a与直流电源正极相连，b与直流电源负极相连，电解质溶液为naoh，则电极上发生的电极