2020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(2020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：Al3e=Al3B由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式：Al3e4OH=AlO2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式：Cu2e=Cu2D由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式：Cu2e=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(2020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：O22H2O4e=4OHC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：Cu2e=Cu2解析：选B。Cl由b区向a区迁移，A错；正极反应为O22H2O4e=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：Fe2e=Fe2Da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Fe2e= Fe2，正极反应式为O22H2O4e=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Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2e=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 molL1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2H2e=H2。(2)在该装置中，发生反应ZnH2SO4=ZnSO4H2，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 molL1，c(ZnSO4)1 molL1。(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O22H2O4e=4OH。答案：(1)没有2H2e=H2(2)c(H2SO4)1 molL1c(ZnSO4)1 molL1(3)O22H2O4e=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：O22H2O4e=4OHC该生物质燃料电池的正极反应是：C2H5OH12e3H2O=2CO212HD该生物质燃料电池的总反应为：C2H5OH3O2=2CO23H2O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O22H2O4e=4OH，负极反应为C2H5OH12e16OH=2CO11H2O，总反应为C2H5OH3O24OH=2CO5H2O，所以B、C、D错误。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、PtFe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 BC 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(2020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 gC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：Zn2e=Zn2 65 g 2 mol m(Zn) 0.2 molm(Zn)6.5 g。二、不定项选择题7(2020年镇江高一检测)某原电池的总反应方程式为2Fe3Fe=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：Fe2H=Fe2H2，则下列说法正确的是()AHNO3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(2020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：2Fe2H2OO2=2Fe24OH。以下说法正确的是()A负极发生的反应为：Fe2e=Fe2B正极发生的反应为：2H2OO24e=4OHC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：2Fe2H2OO2=2Fe24OH可得A、B正确。10(2020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XYZAZnCu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2Fe3Cu=2Fe2Cu2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)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)装置图：Fe3e=Fe2(或2Fe32e=2Fe2)Cu2e=Cu212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2H2e=H2Mg2e=Mg2化学电(2)Al2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H213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Age=Ag。X电极上发生的电极反应为Cu2e=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Age=AgCu2e=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)若试管中液面下