2020学年高中化学 2.3.1 化学能转化为电能 化学电源课时训练 苏教版必修2

化学能转化为电能化学电源1.下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是()解析:由于A项中两电极金属相同,C项中两电极均为惰性电极,D项中四氯化碳水溶液不是电解质溶液,因此A、C、D项不能组成原电池,而B项可形成原电池。答案:B2.下列说法正确的是()A.镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C.化学电池的反应原理是氧化还原反应D.铅蓄电池放电时正极是Pb,负极是PbO2解析:锌锰电池是一次电池,A项不正确;燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池,B项不正确;铅蓄电池放电时正极是PbO2,负极是Pb,D项不正确。答案:C3.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是()A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl-向正极移动解析:镁电极为电池的负极,A项错误;H2O2在石墨电极上得到电子发生还原反应,B项错误;石墨电极上双氧水得到电子生成氢氧根离子,pH增大,C项正确;原电池中阴离子向负极移动,D项错误。答案:C4.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是()A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B.负极发生的电极反应式为N2H4+4OH-4e-N2+4H2OC.该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触D.该燃料电池持续放电时,K+从负极向正极迁移,因而离子交换膜需选用阳离子交换膜解析:在燃料电池中,燃料通入的电极为负极,即左侧为负极,右侧为正极,电流由右侧流向负载后再流向左侧,A项正确;N2H4失电子生成N2和H+,H+与溶液中的OH-反应生成H2O,B项正确;多孔物质具有较强的吸附能力,有利于气体的吸收,C项正确;由于左侧消耗OH-,所以OH-应从右侧向左侧移动,离子交换膜应选阴离子交换膜,D项不正确。答案:D5.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 gB.减少0.1 gC.减少6.5 gD.增加6.4 g解析:依据电极反应式计算。负极:Zn-2e-Zn2+65 g2 molm(Zn)0.2 molm(Zn)=6.5 g。答案:C6.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XYZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液解析: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,即Y比X活泼;且电解质溶液中要有金属离子能够在X极析出,还要使Y极溶解,只有选项D符合题意。答案:D7.四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时,外电路电流从流向;相连时,为正极;相连时,上有气泡逸出;相连时,的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A.B.C.D.解析:利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中,电流从正极流向负极,则作原电池的负极,作正极,故金属活动性:;活动性相对较差的金属作原电池的正极,故金属活动性:;有气泡产生的电极上发生的电极反应式为2H+2e-H2,作为原电池的正极,故金属活动性:;质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解,作为负极,故金属活动性:,由此可得金属活动性:。答案:B8.下列事实不能说明Al的金属活动性比Cu强的是()A.常温下将铝投入CuSO4溶液中B.常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸中C.常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐酸中D.常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠溶液中解析:在氢氧化钠溶液中能反应生成气体的金属,其金属活动性不一定强,如Mg和Al。答案:D9.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn的腐蚀速率增大,Zn电极上放出气体的速率也增大D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析:图a中,烧杯底端的海水中含氧量比较少,故铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该减小,A项错误;图b中,当开关置于N时,左边的锌与合金形成了原电池,并且合金作正极,合金的腐蚀速率减小,B项正确;图c中,接通开关后形成原电池,生成氢气的速率增大,但是氢气是在Pt电极上产生的,C项错误;图d中,在放电时MnO2发生还原反应,D项错误。答案:B10.有A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题。(1)装置甲中负极的电极反应式是。(2)装置乙中正极的电极反应式是。(3)装置丙中溶液的pH(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是。答案:(1)A-2e-A2+(2)Cu2+2e-Cu(3)变大(4)DABC11.某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,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计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Mg、Al氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al根据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)对实验3完成下列填空:铝为极,电极反应式:。石墨为极,电极反应式:。电池总反应方程式:。(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中电流计指针偏向铝的原因:。(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:。解析:Mg、Al、Cu在稀盐酸中的金属活动性:MgAl、AlCu。由实验1和2可知,在这些原电池中电流计指针是偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨,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。Mg不与NaOH溶液反应,Al能与NaOH溶液反应,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Zn是负极,Al是正极,所以在实验5中电流计指针偏向Al。答案:(1)否(2)负2Al-6e-2Al3+正6H+6e-3H22Al+6HCl2AlCl3+3H2(3)负极Mg不与NaOH溶液反应,Al能与NaOH溶液反应Al+4OH-3e-Al+2H2O(4)在浓硝酸中,铝发生钝化,Zn是原电池的负极(5)另一个电极材料的活动性;电解质溶液的性质12.某学校设计了一节实验活动课,让学生从废旧电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质,整个实验过程如下。回答有关问题。(1)干电池的基本构造和工作原理如图为干电池的基本构造图。干电池工作时负极上的电极反应式是,MnO2的作用是除去正极上的产物H2,该反应方程式为2MnO2+H2Mn2O3+H2O。(2)锌皮和碳棒的回收用钳子和剪子剪开待回收的干电池的锌筒,将锌皮和碳棒取出,并用毛刷刷干净,将电池内的黑色粉末移入烧杯中。(3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2的混合物?写出简要的实验步骤:。设计简单的实验证明所得晶体中含有NH4Cl。实验步骤:;实验现象:;有关的离子方程式:。用的方法可将NH4Cl和ZnCl2的混合物分离开。最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2,还有炭黑和有机物等。可用灼烧的方法除去杂质,该实验中要用到的主要仪器有。解