2011年高中化学 2.3.1　化学能转化为电能智能优化训练 苏教版必修2

1 2011 年宿迁高一检测 原电池的电极反应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 稀硫酸组成原电池 其负极反应式 Al 3e Al3 B 由 Mg Al NaOH 溶液组成原电池 其负极反应式 Al 3e 4OH AlO 2H2O 2 C 由 Fe Cu FeCl3溶液组成原电池 其负极反应式 Cu 2e Cu2 D 由 Al Cu 浓硝酸组成原电池 其负极反应式 Cu 2e Cu2 解析 选 C 本题考查原电池中的电极反应 A 项 铝比铜活泼 且可与稀硫酸反应 所以铝作负极 正确 B 项 Mg 和 Al 在 NaOH 溶液中 只有 Al 与其反应 故 Al 为负极 正 确 C 项 Fe 比 Cu 活泼 故 Fe 先于 Cu 与 Fe3 反应而作负极 故错 D 项 Al 虽比 Cu 活泼 但由于其遇浓硝酸钝化 故 Cu 作负极 正确 2 下列各个装置中能组成原电池的是 解析 选 B 从组成原电池的四个条件来看 A 中为活泼性相同的两个电极 C 中为酒精 溶液 不是电解质 D 中未组成闭合回路 符合条件的只有 B 项 3 2011 年高考浙江卷 将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿形成棕色铁锈环 b 如图所示 导致该现象的主要原因是 液滴之下氧气含量比边缘处少 下列说法正确的是 A 液滴中的 Cl 由 a 区向 b 区迁移 B 液滴边缘是正极区 发生的电极反应为 O2 2H2O 4e 4OH C 液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀 生成的 Fe2 由 a 区向 b 区迁移 与 b 区的 OH 形成 Fe OH 2 进一步氧化 脱水形成铁锈 D 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液 则负极发生的电极反 应为 Cu 2e Cu2 解析 选 B Cl 由 b 区向 a 区迁移 A 错 正极反应为 O2 2H2O 4e 4OH B 正确 由题干知铁板发生吸氧腐蚀 铁作负极 发生氧化反应 因此 C 项错 铜螺丝钉作正极 因 此 D 错 4 如图装置中 U 形管内为红墨水 a b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵 溶液 各加入生铁块 放置一段时间 下列有关描述错误的是 A 生铁块中的碳是原电池的正极 B 红墨水柱两边的液面变为左低右高 C 两试管中相同的电极反应式是 Fe 2e Fe2 D a 试管中发生了吸氧腐蚀 b 试管中发生了析氢腐蚀 解析 选 B 粗看装置虽感到陌生 但仔细分析得知该实验是吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简 单综合 a 试管内盛装食盐水 溶液呈中性 发生的是吸氧腐蚀 负极反应式为 Fe 2e Fe2 正极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH 显然 a 装置内气体的物质的量减少 压强减小 b 试管内盛装氯化铵溶液 溶液呈酸性 发生的是析氢腐蚀 负极反应式为 Fe 2e Fe2 正极反应式为 2H 2e H2 气体的物质的量增加 压强增大 综上 分析选项 B 错 5 观察图 A B C 回答下列问题 1 把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里 可观察到锌片上有气泡 再平行插入 一块铜片 可观察到铜片 填 有 或 没有 气泡产生 再用导线把锌片和铜片 连接起来 见图 A 组成一个原电池 正极的电极反应式为 2 如果烧杯中最初装入的是 500 mL 2 mol L 1的稀硫酸溶液 构成铜锌原电池 见图 B 假设产生的气体没有损失 锌失去的电子完全沿导线到铜电极 当在标准状况下收集到 11 2 L 的氢气时 则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为 溶液体积变化忽略不计 3 如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接 插入氯化钠溶液中 见图 C 放置数天 后 写出正极的电极反应式 解析 1 纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里 可观察到锌片上有气泡 是由于锌和 酸反应 产生了氢气 若再平行插入一块铜片 由于铜不和硫酸反应 所以铜片没有气泡产 生 若将两者用导线连接起来 如图 A 所示 组成原电池 铜为正极 发生反应 2H 2e H2 2 在该装置中 发生反应 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 生成 11 2 L 氢气 消耗 0 5 mol H2SO4 生成 0 5 mol ZnSO4 溶液的体积为 500 mL 所以c H2SO4 1 mol L 1 c ZnSO4 1 mol L 1 3 在装置 C 中 正极为 C 负极为铁 发生吸氧腐蚀 所以正极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH 答案 1 没有 2H 2e H2 2 c H2SO4 1 mol L 1 c ZnSO4 1 mol L 1 3 O2 2H2O 4e 4OH 一 单项选择题 1 下列说法正确的是 A 原电池中电流由负极流向正极 B 原电池中电子流出的一极是正极 发生氧化反应 C 原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应 D 形成原电池后 原电池中的阳离子向正极移动 解析 选 D 原电池中电流由正极流向负极 电子流出的一极是负极 负极发生氧化反 应 电解质溶液中的阴离子向负极移动 电子流进的一极是正极 正极发生还原反应 电解 质溶液中的阳离子向正极移动 2 实验中欲制得 H2 最好的方法是 A 纯锌与稀硫酸B 纯锌和浓硫酸 C 纯锌和稀盐酸 D 粗锌 含铜杂质 与稀硫酸 解析 选 D 铜 锌 稀硫酸形成原电池 原电池反应可加快化学反应速率 3 以下现象与电化学腐蚀无关的是 A 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易产生铜绿 B 生铁比软铁芯 几乎为纯铁 容易生锈 C 铁质器件附有铜质配件 在接触处易生铁锈 D 银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗 解析 选 D 选项 A 中黄铜是铜锌合金 可以构成原电池 但铜不如锌活泼 被腐蚀的 是锌而不是铜 所以不易产生铜绿 选项 B 中生铁是铁碳合金 可以构成原电池而使铁腐蚀 生锈 软铁芯几乎是纯铁 不构成原电池 选项 C 中铁与铜接触构成原电池 铁比铜活泼 铁被腐蚀生成铁锈 选项 D 中银质奖牌是由较纯的银制作的 不构成原电池 久置后表面变 暗是跟空气中的多种物质反应造成的 4 生物感光化学电池 就是把生物质和有机物等化合物在光作用下变为液体或溶液 作为直接燃料转换为电能 如乙醇液体燃料电池 假设电解质为碱性 下列有关叙述正确的 是 A 该生物质燃料电池在黑暗中不可以发生 必须要有光 B 该生物质燃料电池的负极反应是 O2 2H2O 4e 4OH C 该生物质燃料电池的正极反应是 C2H5OH 12e 3H2O 2CO2 12H D 该生物质燃料电池的总反应为 C2H5OH 3O2 2CO2 3H2O 解析 选 A 生物感光化学电池 所以必须要有光 A 正确 该生物质燃料电池的正极 反应是 O2 2H2O 4e 4OH 负极反应为 C2H5OH 12e 16OH 2CO 11H2O 总反 2 3 应为 C2H5OH 3O2 4OH 2CO 5H2O 所以 B C D 错误 2 3 5 茫茫黑夜中 航标灯为航海员指明了方向 航标灯的电源必须长效 稳定 我国科 技工作者研制出以铝合金 Pt Fe 合金网为电极材料的海水电池 在这种电池中 铝合金是正极 铝合金是负极 海水是电解液 铝合金电极发生还原反应 A B C D 解析 选 A 电池电极分正 负极 其中活泼的一极为负极 即为铝合金 对 电极 在海水中 故海水为电解质溶液 对 铝合金为负极 则发生氧化反应 故 错 6 2011 年保定高一检测 将铁棒和锌棒用导线连接插入 CuSO4溶液里 当电池中有 0 2 mol 电子通过时 负极质量的变化是 A 增加 5 6 g B 减少 0 1 g C 减少 6 5 g D 增加 6 4 g 解析 选 C 法一 依据电极反应式计算 负极 Zn 2e Zn2 65 g 2 mol m Zn 0 2 mol m Zn 6 5 g 65 g 0 2 mol 2 mol 二 不定项选择题 7 2011 年镇江高一检测 某原电池的总反应方程式为 2Fe3 Fe 3Fe2 能实现该反 应的原电池为 A 正极为 Cu 负极为 Fe 电解质为 FeCl3溶液 B 正极为 Fe 负极为 Zn 电解质为 Fe2 SO4 3溶液 C 正极为 C 负极为 Fe 电解质为 Fe NO3 3溶液 D 正极为 Ag 负极为 Fe 电解质为 CuSO4溶液 解析 选 AC 根据反应方程式可知 该原电池的电解质溶液含 Fe3 且 Fe 为负极 正 极材料应是比铁不活泼的金属或非金属 A C 项均符合 8 某原电池反应的离子方程式为 Fe 2H Fe2 H2 则下列说法正确的是 A HNO3为电解质溶液 B 锌为原电池正极 C 铁极质量不变 D 铜为原电池正极 解析 选 D 由电池反应的离子方程式知 电池的负极为铁 则正极应是比铁不活泼的 金属 B 项不正确 在反应中负极不断被消耗 C 项不正确 由于反应中放出了氢气并生成 了 Fe2 故知电解质溶液不能是 HNO3 由上分析可知正确选项为 D 9 2011 年无锡高一检测 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀 发生的原电池反应为 2Fe 2H2O O2 2Fe2 4OH 以下说法正确的是 A 负极发生的反应为 Fe 2e Fe2 B 正极发生的反应为 2H2O O2 4e 4OH C 原电池是将电能转变为化学能的装置 D 钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 解析 选 AB 原电池中的负极失去电子 被氧化 根据原电池反应为 2Fe 2H2O O2 2Fe2 4OH 可得 A B 正确 10 2011 年宿迁高一检测 X Y 两根金属棒插入 Z 溶液中构成下图的装置 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 XYZ AZnCu 稀硫酸 BCuZn 稀硫酸 CCuAg 硫酸铜溶液 DAgZn 硝酸银溶液 解析 选 D 由题意可知该装置是原电池 X 棒变粗 Y 棒变细 说明 X 为正极 Y 为负 极 且电解质中要有金属离子能够在 X 极析出 还要使 Y 极溶解 三 非选择题 11 铁及铁的化合物应用广泛 如 FeCl3可用作催化剂 印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止 血剂等 1 写出 FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 2 若将 1 中的反应设计成原电池 请画出原电池的装置图 标出正 负极 并写出电 极反应式 正极反应 负极反应 解析 根据氧化还原反应 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 设计原电池 负极发生氧化反应 Cu 失电子 正极选择比 Cu 活泼性弱的金属或碳棒 电解质溶液为 FeCl3溶液 答案 1 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 2 装置图 Fe3 e Fe2 或 2Fe3 2e 2Fe2 Cu 2e Cu2 12 如图所示装置 1 若烧杯中溶液为稀硫酸 则观察到的现象为 两极反应式为 正极 负极 该装置将 能 转化为 能 2 若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液 则负极为 总反应方程式为 解析 若烧杯中溶液为稀硫酸 镁为负极 铝为正极 若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液 铝为负极 镁为正极 答案 1 镁逐渐溶解 铝极上有气泡冒出 电流表指针发生偏转 2H 2e H2 Mg 2e Mg2 化学 电 2 Al 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 13 依据氧化还原反应 2Ag aq Cu s Cu2 aq 2Ag s 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 3 外电路中的电子是从 电极流向 电极 解析 根据所给氧化还原反应方程式 结合原电池反应原理以及所给原电池装置 Cu 应 作负极 AgNO3溶液为电解质溶液 从而推知 1 电极 X 的材料为铜 电解质溶液 Y 是 AgNO3溶液 2 银为原电池的正极 发生的电极反应为 Ag e Ag X 电极上发生的电极反应为 Cu 2e Cu2 3 外电路中的电子从 X Cu 电极流向银 Ag 电极 答案 1 铜 AgNO3溶液 2 正 Ag e Ag Cu 2e Cu2 3 X Cu 银 Ag 14 按如图所示进行铁腐蚀的实验 一周后观察 1 若试管中液面上升 发生的是 腐蚀 电极反应为 正极 负极 2