人教版必修2 第2章第2节 化学能与电能 作业 (1).doc

2.2化学能与电能 练习题第i卷（选择题）1.如图为某原电池的结构示意图，下列说法中正确的是()a. 原电池工作时阴离子移向铜极b. 原电池工作时zn发生氧化反应c. 原电池工作时阳离子移向锌极d. 原电池工作时电子通过电解质由zn流向cu2.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，其中正确的是()zn为正极，cu为负极；h向负极移动；电子是由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，则产生的h2为1g；正极的电极反应式为zn2e=zn2a b c d3.某种氢氧燃料电池的电解液为koh溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）a正极反应式为：o2+2h2o+4e- = 4ohb工作一段时间后，电解液中koh的物质的量不变c工作一段时间后，电解液中ph减小d电池在工作过程中，每消耗1mol o2 ，转移2mol电子4.如图是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示（ ）a铜棒的质量 bc(h+) cc(zn2+) dc(so42-)5.有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线连接起来，浸入稀硫酸溶液中，b极上有气泡。将a、d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（ ）adabc bdcab cdbac dbadc6.锂-硫电池由于具有高比能量以及廉价易得等优势受到人们的广泛关注。锂-硫电池的正极材料主要由单质硫和一些高导电性材料复合而成，金属锂片作为负极，正负极之间用浸有电解液的隔膜隔开，其电池结构如图，下列说法不正确的是 a负极的电极反应式为li-e-=li+b正极材料中的石墨颗粒主要用于增强导电性c总反应方程式为2li+s=li2sd电池工作时电子经导线流向正极，又经高氯酸锂介质流向li极7.日常所用干电池的电极分别为石墨棒（上面有铜帽）和锌皮。一糊状nh4cl和zncl2作电解质(其中加入mno2吸收h2)，电极反应式可简化为：zn2e=zn2，2nh4+2e=2nh3h2(nh3与zn2+能生成一种稳定的物质)。下列叙述正确的是锌为正极，石墨为负极 锌为负极，石墨为正极工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器a b c d8.某化学电源的工作原理如图所示。下列说法不正确的是a采用多孔金属作电极可增大电极接触面积，提高对气体的吸附能力b通h2的电极作负极，发生氧化反应c通o2的电极发生的电极反应：o2+4e-+4h+=2h2od该电池工作时发生的主要能量转化形式为化学能转化为电能和热能9.电化学气敏传感器可用于监测环境中nh3的含量，其工作原理如图所示，下列说法错误的是ao2在电极b上发生还原反应 b反应消耗的nh3与o2的物质的量之比为4:5c溶液中oh-向电极a移动 d负极的电极反应式为：2nh36e-6oh-=n26h2o10.有甲、乙两位同学，他们一起做了如图所示的水果电池实验，测得数据如下表：实验次数电极材料水果品种电极间距/cm电压/mv1锌铜菠萝39002锌铜苹果36503锌铜柑橘38504锌铜西红柿37505锌铝菠萝36506锌铝苹果3450甲同学提出的问题，乙同学解释不正确的是甲：实验6中的负极反应如何写？ 乙：铝为负极：al-3e-=al3+甲：实验1、5电流方向为什么相反？ 乙：实验1中锌为负极，电流由铜经导线流向锌；实验5中铝为负极，铝失去电子，电流由锌经导线流向铝 甲：水果电池的电压与哪些因素有关？ 乙：只跟水果的品种有关。 a b c d11.锌空气电池具有蓄电量大、充电循环次数多等优点。下列有关说法错误的是a电池放电时zn电极逐渐溶解 b石墨为正极c电子由石墨经导线流向zn片 d电池放电时实现了化学能向电能的转化12.下列叙述正确的是a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b充电电池又称二次电池，其充电时的反应是放电时的反应逆向进行c镍镉电池不能随意丟弃的主是原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵d燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，其能量利用率可达100%13.下列各个装置中能组成原电池的是：14.为体现节能减排的理念，中国研制出了新型固态氧化物燃料电池(sofc)，该电池的丁作原理如图所示。下列说法正确的是a电子从b极经导线流向a极b正极的电极反应式为o2+4e-+2h2o=4oh-c还可以选用naoh固体作固态电解质d若反应中转移1 mol电子，则生成22.4l（标准状况）co215.下列关于如图所示原电池装置的叙述中，正确的是（）a铜片是负极b氢离子在铜片表面被还原c电流从锌片经导线流向铜片d铜片质量逐渐减少16.日常所用干电池的电极分别为石墨棒（上面有铜帽）和锌皮，以糊状nh4cl和zncl2作电解质（其中加入mno2吸收h2），电极反应式可简化为：zn2e=zn2+，2nh4+2e=2nh3+h2（nh3与zn2+能生成一种稳定的物质）根据上述判断，下列结论正确的是（）锌为正极，石墨为负极锌为负极，石墨为正极工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器abcd17.氢氧燃料电池是一种能在航天飞机上使用的特殊电池，其反应原理示意图如图下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是（）a由于a、b两电极没有活动性差别，不能构成原电池ba电极是负极，电极上发生氧化反应c产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池d外电路中电流由b电极通过导线流向a电极18.对于右图所示的锌、铜和稀硫酸组成的原电池，下列说法正确的是a. 负极的反应式为2h2e=h2b. 电子由zn经外电路流向cu，再经硫酸溶液流回znc. 反应一段时间后，溶液的酸性增强d. 硫酸既提供反应物，又起导电作用19.如图，将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸中，下列有关说法中正确的是（）a铜片为电池的负极bso42向负极移动c电子从铜片流向锌片d铜片上发生的电极反应为cu2ecu2+20.人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空。 （1）蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用。铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：pb+pbo2+2h2so42pbso4+2h2o。负极反应式为_；反应一段时间后负极的质量_（填“增重”或“减少”或“不变”）（2）燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是甲烷燃料电池原理示意图，该电池极的负电极反应式是：_；标准状况下，2.24l的甲烷全部反应后，电子转移_ mol。（3）将铝片和铜片用导线相连，分别插入浓硝酸中（a组）和插入烧碱溶液中（b组），都形成了原电池，在a组原电池中，负极材料为_；写出b组插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：_。21.为满足不同的需要，人们应用原电池原理制作了多种电池。（1）有人以化学反应2zn+o2+4h+=2zn2+2h2o为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的o2、h+、zn2+进行工作，则该原电池负极的电极反应为_。（2）fecl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应的离子方程式为_；若将此反应设计或原电池，则负极所用电极材料为_，正极反应为_。（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型发电装置氢氧燃料电池，其构造如图所示，其中a、b两个电极均由多孔的碳炔组成，该电池的正极反应式为_，若该电池工作时溶液中增加1molh2o，则理论上电路中通过电子的物质的量为_。22.原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。(1)现有如下两个反应：anaoh+hcl=nacl+h2o；bzn+h2so4=znso4+h2上述反应中能设计成原电池的是_。(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100ml相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：下列说法正确的是_。a甲、乙均为化学能转变为电能的装置b乙中铜片上没有明显变化 c甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少d两烧杯中溶液的ph均增大在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲_乙（填“”、“或“” ）请写出图中构成原电池的负极电极反应式_。当乙中产生1.12l（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 l，测得溶液中c(h)0.1 moll1（设反应前后溶液体积不变）。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为_。(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如o2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，氢气为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液；则氢气应通入_极(填a或b)，电子从 _(填a或b)极流出。23.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。其工作原理如图所示，该电池的电极表面镀了一层细小的铂粉，已知铂吸附气体的能力强，且性质稳定。(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是_（填“电能转化为化学能”或“化学能转化为电能”）。(2)通入h2的电极为_（填“正极”或“负极”），该电极的电极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因是_。(4)随着电池不断放电，电解质溶液的碱性_（填“增强”“减弱”或“不变”）。24.英国一家公司正在研发全球首款“充一次电，用七天”的碱性氢氧燃料手机电池如图为碱性氢氧燃料电池结构示意图请回答下列问题（1）电池是将化学能直接转化为 能的装置（2）氢氧燃料电池中发生反应的化学方程式是 作为碱性氢氧燃料电池，该电池的电解质溶液可以是 （3）b 电极上的反应为，则该电极为电池的 极从氧化还原角度分析，该反应属于 反应（4）氢氧燃料电池与普通电池相比，其优点是 （答出一点即可）但作为手机电池，长时间使用时，会感觉手机发烫，这是因为有一部分能量转化为 能，所以它还需要解决一些问题，如：手机壳必须多开一个排气孔，可能的原因是 答案1.b该原电池中，锌是负极，铜是正极。锌发生氧化反应，溶液中的氢离子在正极上发生还原反应。原电池工作时电解质溶液中的阴离子移向负极、阳离子移向正极。电子由负极经外电路流向正极，电子不能从电解质中通过。综上所述，b正确，本题选b。点睛：在原电池中一定有一个可以自发进行的氧化还原反应发生，其中还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子经外电路流向正极；氧化剂在正极上得到电子发生还原反应，电子定向移动形成电流，电流方向与电子运动方向相反，电解质溶液中的阳离子向正极、阴离子向负极定向移动。2.b3.da正极通入氧气，发生得到电子的还原反应，反应式为：o2+2h2o+4e- = 4oh，a正确；b工作一段时间后，溶剂水增加，电解液中koh的浓度减小，但物质的量不变，b正确；c工作一段时间后，溶剂水增加，电解液中koh的浓度减小，电解液中ph减小，c正确；d电池在工作过程中，每消耗1mol o2 ，转移4mol电子，d错误，答案选d。【点睛】明确原电池的工作原理是解答的关键，即原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。难点是电极反应式的书写，注意电解质的性质和放电微粒。4.b【名师点睛】原电池原理无论在工业生产、日常生活和科学研究领域都有着重要用途，尤其在金属的腐蚀与防护、新能源的开发和利用方面有着不可替代的作用，因此也是历年高考必考知识点之一。无论题型如何变化，如果把握原电池的工作原理、电极反应式和电池总反应方程式问题都会迎刃而解。在原电池中，一般活泼金属做负极、失去电子、发生氧化反应（金属被氧化）、逐渐溶解（或质量减轻）；不活泼金属（或导电的非金属）做正极、发生还原反应、有金属析出（质量增加）或有气体放出；电子从负极流出经过外电路流回正极，电流方向正好相反；溶液中离子浓度变化及移动方向由电极反应决定。5.a【点睛】本题考查金属活动性强弱判断，侧重考查学生分析判断能力，明确金属活动性强弱判断方法是解本题关键，可以根据金属之间的置换反应、金属与水或酸反应剧烈程度、金属最高价氧化物的水化物碱性强弱、原电池原理等方法判断。需要说明的是利用原电池原理判断时要注意电解质溶液的性质。6.dali是活泼的金属，作负极，负极的电极反应式为li-e-=li+，a正确；b石墨可以导电，正极材料中的石墨颗粒主要用于增强导电性，b正确；c硫在正极得到电子，则总反应方程式为2li+s=li2s，c正确；d电子只能在导线中传递，不能在电解质溶液中传递，d错误，答案选d。7.d8.ca多孔活性金属电极铂电极具有较强的吸附性，可增大电极接触面积，提高对气体的吸附能力，故a正确；b氢氧燃料电池中，氢气失电子发生氧化反应，通氢气的电极为原电池的负极，故b正确；c通入氧气的电极是原电池的正极，在碱性条件下，氧气得电子被还原，发生的电极反应为：o2+4e-+2h2o4oh，故c错误；d燃料电池是将化学能转化为电能的装置，该装置也有部分的化学能转化为热能，故d正确；故选c。【点睛】本题考查原电池原理，为高频考点，明确燃料电池中得失电子的物质即可解答，注意该原电池是碱性氢氧燃料电池，电池工作时的正负极反应式分别为：正极o2+4e-+2h2o4oh，负极2h2-4e-+4oh4h2o，在原电池中，化学能不会完全转化为电能，还有一部分化学能转化为热能。9.ba、根据原电池工作原理，氧气在正极上得到电子，发生还原反应，故a说法正确；b、正极电极反应式为o22h2o4e=4oh，负极反应式为：2nh36oh6e=n26h2o，电池总反应式为4nh33o2=2n212h2o，消耗氨气与氧气的物质的量之比为4：3，故b说法错误；c、根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，a极为负极，即oh向a极移动，故c说法正确；d、根据工作原理，nh3在负极上失去电子，转化成n2，因此负极反应式为：2nh36oh6e=n26h2o，故d说法正确。【点睛】本题易错点是电极反应式的书写，书写反应式，如a极反应式的书写，nh3参加反应，转化成n2，因此有2nh36en2，环境是koh，电极反应式要符合所带电荷守恒，原子守恒，即2nh36oh6e=n26h2o。10.a11.c12.ba不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置不能实现，a错误；b充电电池又称二次电池，其充电时的反应是放电时的反应逆向进行，b正确；c镍镉电池不能随意丟弃的主是原因是重金属污染，c错误；d燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，其能量利用率不可能达100%，d错误，答案选b。13.b试题分析：构成原电池的条件：活动性不同的金属做电极、形成闭合回路、有电解质溶液、发生氧化还原反应，a、构成原电池要求活动性不同的金属材料作电极，故错误；b、符合原电池的构成的条件，故正确；c、 酒精是非电解质，故错误；d、没有形成闭合回路，故错误。14.a15.b【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】该原电池中，较活泼的金属锌作负极，负极上失电子生成锌离子进入溶液；较不活泼的金属铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气；电子从负极沿导线流向正极，电流流向和电子流向相反，以此解答该题【解答】解：a较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，故a错误；b铜是正极，正极上氢离子得电子发生还原反应生成氢气，所以氢离子在铜表面被还原，故b正确；c电子从负极沿导线流向正极，所以电子从锌片经导线流向铜片，而电流从正极流向负极，故c错误；d负极锌失电子生成锌离子进入溶液，所以负极锌质量逐渐减小，正极氢离子在铜表面被还原成氢气，正极铜的质量不变，故d错误；故选b【点评】本题考查了原电池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，难度不大，注意把握原电池的工作原理16.d【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】干电池中较活泼的金属作负极，导电的非金属作正极；干电池中较活泼的金属作负极，导电的非金属作正极；电子从负极流向正极；根据糊状物的性质分析，nh4cl和zncl2都是强酸弱碱盐水解呈酸性【解答】解：干电池中较活泼的金属作负极，导电的非金属作正极，干电池中较活泼的金属锌作负极，较不活泼的导电的非金属碳作正极，故错误；干电池中较活泼的金属作负极，导电的非金属作正极，干电池中较活泼的金属锌作负极，较不活泼的导电的非金属碳作正极，故正确；电子从负极流向正极，则工作时，电子由锌极经过外电路流向石墨极，故错误；nh4cl和zncl2都是强酸弱碱盐水解呈酸性，所以干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器，故正确故选d17.a【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】a氢氧燃料在电极上反应的分别是氢气和氧气，不是电极；b燃料电池中，负极上通入燃料，发生氧化反应，正极上通入氧气，发生还原反应；c根据电池反应中生成物性质判断；d原电池中，电子从负极沿导线流向正极，电流方向与电子流向相反【解答】解：a氢氧燃料在电极上反应的分别是氢气和氧气，不是电极，故a错误；b氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，负极上氢气失电子发生氧化反应，故b正确；c该电池反应式为2h2+o2=2h2o，水对环境无污染，所以属于环境友好电池，故c正确；d电子从负极a沿导线流向正极b，电流方向与电子流向相反，故d正确；故选a18.da、该原电池中，锌作负极，发生失电子的氧化反应，即zn-2e - =zn2 ，故a错误；b、电子由zn经外电路流向cu，电子不能在溶液中流动，故b错误；c、原电池中，电解质中的阳离子移向正极，即溶液中h向cu棒迁移，2h2e - =h2，故c错误；d、硫酸提供反应物，发生2h2e - =h2，硫酸是电解质，电离后产生离子起导电作用，故d正确。19.b【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】zn、cu与硫酸形成的原电池中，较活泼的金属锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应；铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应生成氢气；电子从负极沿导线流向正极；溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，据此解答【解答】解：a较活泼的金属锌作负极，铜作正极，故a错误；b原电池工作时，溶液中阴离子向负极移动，即so42移向负极，故b正确；c原电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故c错误；d铜片作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应为2h+2e=h2，故d错误；故选b20.(1)pbso42-2e-=pbso4 增重 (2)ch410oh8eco327h2o 0.8 (3)cu al+4oh-3e-alo2-+2h2o【点睛】原电池正负极的判断需要注意：原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个化学反应方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：aal在强碱性溶液中比mg更易失电子，al作负极，mg作正极；bfe、al在浓hno3中钝化后，比cu等金属更难失电子，cu等金属作负极，fe、al作正极。21.(1)zn-2e-=zn2+ (2)2fe3+cu=2fe3+cu2+ 铜（或cu） fe3+e-=fe2+ (3)o2+2h2o+4e-=4oh- 2mol22.(1)b (2) bd zn - 2e- = zn2+ 1moll1 (3)b bbd；原电池原理引起的腐蚀速度大于化学腐蚀的速度，故答案为：；构成原电池的负极是锌