2020-2021学年人教版高中化学必修二第2章第2节化学能与电能同步练习

人教版高中化学必修二同步练习化学能与电能

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一、单选题

1.某同学按照以下4个实验方案形成闭合回路，设计原电池，其中正确的是

选项正极材料负极材料离子导体

ACuAl浓HNC)3溶液

BCuAlNaOH溶液

CMgAl稀盐酸

DAlMgNaOH溶液

A.AB.BC.CD.D

2.下列说法正确的是

A.流水、风力、蒸汽是一次能源，电力是二次能源

B.普通锌锦电池是一次电池，碱性锌镒电池是二次电池

C.铅蓄电池是二次电池，氢氧燃料电池的活性物质储存在电池内部

D.废旧电池的集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤

3.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探

究原电池的组成。下列结论错误的是

电极a・电极b

橙汁

A.图中a极为锌片、b极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片

B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成

C.图中a极为铝条、b极为锌片时，导线中会产生电流

D.原电池是将化学能转化成电能的装置

4.一种微生物电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图：

低浓质酸根废水

高浓度行机废水高浓度硝酸根废水

（含CeHiQ）

下列说法正确的是

A.a电极作原电池的正极

B.处理后的硝酸根废水pH降低

C.电池工作时，中间室的C1移向右室，Na,移向左室，实现海水淡化

+

D.左室发生反应的电极反应式：C6Hl2O6-24e+6H2O=6CO2?+24H

5.下列化学电池不易造成环境污染的是

A.氢氧燃料电池B.锌镐电池

C.银镉电池D.铅蓄电池

6.如图所示为KI溶液和AgNC）3溶液组成的双液原电池，两溶液的浓度均为。2molL1,

插入盐桥后，电流计指针发生偏转。下列说法错误的是

A.右池内发生还原反应

B.向左池中滴加淀粉溶液，溶液变蓝色

C.盐桥内为饱和氯化钾溶液

D.总反应式为2Ag*+21=2Ag+12

7.一定量的锌粉和6moi的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够

加快反应速率，又不影响产生H2的总量的是（）

①石墨②CuO③铜粉④铁粉⑤浓硫酸

A.①②④B.①③⑤C.③④⑤D.①③④

8.某实验小组用以下装置探究了铝和铜组成的原电池在不同浓度的NaOH溶液中放电

的情况，NaOH溶液浓度对铝一碱电池的放电电流和持续放电时间的影响如下表。

试卷第2页，总6页

C(NaOH)/mol-L-'().10.51.01.52.0

放电电流I/niA0.130.260.400.520.65

放电时间t/min4514987

根据以上数据分析，下列说法错误的是

A.在铜电极上发生还原反应放出氢气

B.负极反应为AL3e+40H刁A1(OH)J

C.NaOH溶液浓度越大，反应速率越快，放电电流越大

D.该电池是一种二次电池，可充电后重复使用

9.某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30%H2s。4溶液作电

解质溶液。有关这种燃料电池的下列说法中，不正确的是

ab

H?7*一■—广。2(空气)

—电解质

H；O+■■，、O

A.供电时的总反应为2H2+。2=2比0

B.该装置中发生化学反应，实现了电能到化学能的转化

+

C.正极上反应的电极反应式为：O2+4H+4e=2H2O

D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池

10.下列有关电池的说法不正确的是

A.手机上用的锂离子电池属于二次电池

B.锌镒干电池中，锌电极是负极

C.铅酸蓄电池可把化学能转化为电能

D.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

二、多选题

11.分别按如图甲、乙所示装置进行实验图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙

中⑥为电流表。下叙述中正确的是

A.甲中锌片是负极，乙中铜片是正极

B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生

C.乙的外电路中电子方向为Zn一Cu

D.两烧杯中锌片均被氧化，生成Zr?+

12.研究人员研制出一种新型储备电源——锂水电池(结构如图，高硅铸铁为惰性辅助

电极)，使用时加入水即可放电。下列关于该电池工作时的说法正确的是

LiOH溶液

A.高硅铸铁电极发生氧化反应

B.OFT向高硅铸铁电极移动

C.负极的电极反应式为Li-e=Li+

D.电子的移动方向：锂电极-导线―高硅铸铁电极

三、填空题

13.将反应2H++Zn=z/+H2T为依据设计一个原电池。

可选：Zn片、Mg片、A1片、石墨棒、稀硫酸、稀硝酸、导线、烧杯、U型管。

(1)画出原电池装置，标明正负极和电极材料•，以及电解质溶液，标出电子转移的方向。

(2)写出电极反应式，负极:正极：___________

(3)H+离子向极移动，阴离子向极移动。(填“正”或"负”)

试卷第4页，总6页

14.为解决化石能源面临的困境，人们大力开发新能源。

(1)氢气是未来非常理想能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛

(TiCh)表面作激光用使海水分解得到氢气的新技术：2HQTiO?2H2+O2。制得的氢气可

用于燃料电池、合成氨工业。分解海水时，能转变为能。生成的氢气用于

燃料电池时，能转变为能。

(2)利用下列反应：Fe+2Fe3+=3Fe?+设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。

①在方框中画出设计的原电池示意图_____。

②负极反应式：。

③溶液中Fe3+|nj极移动(填“正”或"负

四、实验题

15.为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进

行实验，回答下列问题。

I.用甲装置进行第一组实验：

甲

⑴在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是(填序号)。

A.石墨B.镁C.银D.粕

(2)实验过程中，SO；'(填"从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的

现象有o

H.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，Y极溶液逐渐变成

紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料知，高铁酸根离

子(FeO；)在溶液中呈紫红色.请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：

NaOH溶液

(6mol/L)

乙

(3)电解过程中，X极溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变

(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为和。

(5)已知KzFeCU和Zn可以构成碱性电池，其中KzFeOd在电池中作正极材料，电池总反

应为2K2FeCU+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnC)2，则该电池正极发生的电极反应为：。

16.某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，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表指针偏转方向

1Al、Mg稀盐酸偏向A1

2Al、Cu稀盐酸偏向Cu

3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨

4Al、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg

5Al、Zn浓硝酸偏向Al

试根据上表中的实验现象回答下列问题：

⑴实验I、2中A1所作的电极(正极或负极)是否相同？_(填“是”或“否”)。

(2)由实验3完成下列填空：

①铝为一极，电极反应式：

②石墨为—极，电极反应式：

③电池总反应式：

(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中电流表指针偏向铝的原因：

(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：

试卷第6页，总6页

参考答案

1.B

【详解】

A.常温下，浓硝酸使铝钝化，铜与浓硝酸反应，因此金属铜为负极，铝为正极，故A错误；

B.铝与氢氧化钠溶液反应而铜不反应，所以铝做负极，铜做正极，故B正确；

C.镁的活泼性大于铝，镁与盐酸反应，因此金属镁为原电池的负极材料，金属铝为正极材

料，故C错误；

D.金属铝与氢氧化钠溶液反应而镁与氢氧化钠溶液不反应，所以铝失电子、作负极，镁作

正极，故D错误；

故选B„

2.D

【详解】

A.一次能源是指在自然界现成存在的能源，二次能源是指由一次能源加工转换而成的能源

产品，流水、风力属于一次能源，蒸汽、电力为二次能源，A项错误；

B.一次电池是放电后不能再充电使其复原的电池，普通锌镐电池和碱性锌镒电池都是一次

电池，B项错误；

C.铅蓄电池可以多次重复使用，属于二次电池，燃料电池的反应物不是储存在电池内部，

而是由外部提供燃料和氧化剂，c项错误；

D.废旧电池中渗漏出的汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染，故废旧电池的

集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤，D项正确；

答案选D。

3.A

【详解】

A.图中a极为锌片、b极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，A结论

错误；

B.根据装置图可知，原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B结论正确；

C.图中a极为铝条、b极为锌片时，铝与酸反应生成铝离子，则铝片作负极，导线中会产

生电流，D结论正确；

D.原电池是向外提供电能的装置，是将化学能转化成电能的装置，D结论正确；

答案为A。

答案第1页，总8页

4.D

【分析】

据图可知a电极上C6a2。6被氧化生成CO2,所以a为负极，b为正极，硝酸根被还原生成

氮气。

【详解】

A.a电极上C6Hl2。6被氧化生成CO2，所以a为负极，A错误；

B.b为正极，硝酸根被还原生成氮气，根据电子守恒和元素守恒可知电极反应式为2N0；

+6H2O+10e=N2t+12OH-,生成氢氧根，所以pH增大，B错误；

C.原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以中间室的C「移向左室，Na,移向右室，

C错误；

D.左室C6Hl2。6被氧化生成C02,根据电子守恒和元素守恒可知电极反应式为

+

C6H|2O6-24e+6H2O=6CO2t+24H,D正确；

综上所述答案为D。

5.A

【详解】

A.燃料电池生成物为二氧化碳和水，无污染，故A正确；

B.锌镐电池中含有重金属镐，对环境有污染，故B错误；

C.银镉电池中含有重金属银镉，对环境有污染，故C错误；

D.铅蓄电池往往含有重金属钻，可导致环境污染，故D错误；

故选Ao

6.C

【分析】

由图可知，该原电池左池为负极，发生氧化反应，电极反应式为2r-20=12,右池为正极，发

生还原反应，电极反应式为Ag++e-=Ag。

【详解】

A.由上述分析可知，右池为正极，发生还原反应，A正确；

B.左池中发生反应21-2e-=l2,生成单质碘，滴加淀粉溶液，溶液变蓝色，B正确；

C.两边分别用KI溶液和AgNCh溶液，故盐桥内应为饱和KNCh溶液，C错误；

D.将左池和右池的电极反应式相加得总反应为2Ag+旬一=2Ag+k，D正确；

故选c。

7.B

【分析】

盐酸过量锌完全反应，锌的量决定氧气的体积，能够加快反应速率，又不影响产生H2的总

量，采取措施有：形成原电池，注意形成原电池是不能消耗Zn,升高温度，改变锌粉的颗

粒大小，增大氢离子的浓度等。

【详解】

①加入石墨粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H?的总量，故

①正确；

②加入CuO,与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与锌反应生成铜，形成原电池，加快反应，

但与盐酸反应的锌的量减少，生成氢气的总量减少，故②错误；

③加入铜粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的总量，故③

正确；

④加入铁粉，构成原电池，反应速率加快，锌反应完毕，铁可以与盐酸反应生成氢气，产生

出的总量增大，故④错误；

⑤加入少量浓硫酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，不影响锌粉的量，不影响产生H2的

总量，故⑤正确；

故选：Bo

8.D

【分析】

电极分别问A1电极、Cu电极，电解质溶液为NaOH溶液，A1作负极，发生氧化反应，Cu

作正极发生，还原反应，电池总反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlC)2+3H2个。

【详解】

A.Cu作正极发生，还原反应，电极反应为：2Hp+2e=H2T+2OH,反应放出氢气，A

项正确；

B.A1作负极，发生氧化反应，电极反应为：Al-3e+4OH=[Al(OH)4]',B项正确；

C.由表中数据可知，NaOH溶液浓度越大，电流越大，反应速率越大，C项正确；

D.该电池为一次电池，不可重复使用，D项错误；

答案选D。

答案第3页，总8页

9.B

【分析】

氢氧燃料电池负极发生氧化反应，电极反应式为2H2-4e-=4H+,正极发生还原反应，电极反

应式为O2+4e+4H+=2H?0,总反应式为2H2+。2=2丛0,原电池工作时，电子由负极经外电

路流向正极，阳离子移向正极。

【详解】

A.供电时的总反应为氢气与氧气反应生成水：2H2+02=210,故A正确；

B.该装置是原电池装置，发生化学反应，实现了化学能到电能的转化，故B错误；

C.氢氧燃料电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，酸性环境下，正极上反应的电极

+

反应式为：O2+4H+4e=2H2O,故C正确；

D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，不会对环境造成污染，属于环境友

好电池，故D正确：

故选B。

10.D

【详解】

A.手机上用的锂离子电池是可充电电池，属于二次电池，A正确；

B.锌镒干电池中，锌电极是负极，碳棒作正极，B正确；

C.铅酸蓄电池在放电时可把化学能转化为电能，C正确；

D.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从负极流向正极即从锌电极流向铜电极，D错误；

故答案为：D。

11.CD

【分析】

由图可知，甲中发生化学反应为Zn+H2sO4=ZnSC)4+H2T，乙中发生原电池反应，Zn为负极，

负极反应为Zn-2e-=Zi?+,Cu为正极，正极反应为2H++2占=氏3电流从正极流向负极，阴

离子向负极移动；乙中如果把硫酸换成硫酸铜溶液，+在正极上得电子被还原产生Cu,

电极反应式为cj++2e-=Cu,Zn为负极，电极反应式为ZnOeHZ卡,以此来解答。

【详解】

A.甲中发生化学反应，乙中铜片是正极，故A错误；

B.甲中铜片表面无气泡产生，故B错误；

C.乙的外电路中电子方向Zn—Cu,故C正确；

D.两者反应的原理是相同的，锌均被氧化，生成Zn",故D正确。

答案选CD。

12.CD

【分析】

该原电池中，Li是活泼金属、易失电子、作负极，反应式为Li-e』Li+,高硅铸铁为正极，

正极上发生得电子的还原反应；放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移

动，电子从负极沿导线流向正极，据此分析解答。

【详解】

A.Li易失电子作负极，则高硅铸铁为正极，正极上发生还原反应，故A错误；

B.放电时阴离子向负极Li电极移动，故B错误；

C.负极上Li失电子发生氧化反应，电极反应式为Li-e』Li+,故C正确；

D.电流从负极沿导线流向正极，所以电子的流动方向：锂电极一导线一高硅铸铁电极，故

D正确。

⑴根据2H++Zn=zj++H2T分析得到Zn化合价升高，作原电池负极，比Zn活泼性弱的金属

或则石墨电极作正极，而Mg、Al活泼性比铝强，因此只能石墨棒作正极，氢离子得到电子，

氢离子一般是溶液中电离出氢离子，用稀硫酸作电解液，因此原电池装置图，

(2)写出电极反应式，负极：Zn—2e-=z/。正极：21+2b=Fhf；故答案为:Zn—

2H++2e-=H2T»

(3)根据原电池“同性相吸”原理得到H+离子向正极移动，阴离子向负极移动；故答案为:

正；负。

答案第5页，总8页

14.太阳化学化学电能Fe-2e-=Fe2+正

【详解】

(1)太阳能产生的激光分解水生成氢气和氧气，太阳能转化为光能、光能转化为化学能；生

成的氢气用于燃料电池,是将化学能转化为电能，所以分解海水时，太阳能能转变为化学能。

生成的氢气用于燃料电池时，化学能能转变为电能，故答案为：太阳；化学；化学；电能;

(2)①根据反应可知Fe应为负极，被氧化，正极可为C、Cu等，电解质溶液含有Fe3+,可为

氯化铁或硫酸铁等，装置图为

视化铁

溶液

②Fe为负极,失电子变成Fe?*,电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+,故答案为：Fe-2e=Fe2+；

③阳离子向正极移动，即溶液中Fe3+向正极移动，故答案为：正。

15.B从右向左滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀''或"蓝色斑点”即可)增

大4OH-4e=2H2O+O2TFe-6e+8OH=FeO；+4H?02FeO：

+6e+5H2O=Fe2O3+1OOH-

【分析】

甲装置中左侧为原电池装置，锌比铜活泼，则锌为负极，锌失电子，生成锌离子；铜为正极，

铜离子得电子生成单质铜；电池的内电路中，阴离子向负极移动；外电路电解池中，阴离子

向阳极移动；乙为电解池，铁作阳极，铁失电子，与溶液中的氢氧根离子生成高铁酸根离子

和水；X作阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。

【详解】

I.(1)甲装置中左侧为原电池装置，锌作负极，铜作正极，由于需保证电极反应不变，故

正极材料的活泼性不能大于Zn,因此不能用镁代替铜，答案选B；

(2)硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左。M极作阳极，失去电子有铜离子生成，

铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀。故答案为：从右向左；滤纸上有蓝色沉淀产生:

II.(3)X极作阴极，H?。得到电子生成氢气和氢氧根离子，故X极溶液的pH逐渐增大。

故答案为：增大;

(4)由题意可知，铁作阳极，铁失去电子生成FeO：，电极反应为4OlT-4e-===2H2O+O2T

-

和Fe-6e-+8OH-===FeOj+4H2O,故答案为：40H-4e^===2H2O+O2T;Fe-6e~+8OH===

FeOj+4HiO；

(5)K2FeC)4-Zn碱性电池中锌作负极，失去电子，