高考化学总复习 课时作业二十一 化学能转化为电能 电池 鲁科版

1、课时作业(二十一)化学能转化为电能电池一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1(2013长春质检)相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是()2以铝合金、PtFe合金网为电极材料制成海水电池。下列关于这种电池的说法：铝合金是阳极、铝合金是负极、海水是电解液、铝合金电极发生还原反应，其中正确的是()ABCD3X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为()AXYZ BXZY CYXZ DYZX4如下图是Zn和Cu组成的原电池示意图，某小组做完该实验后，在读书卡片上作了如下记录，其中合理的是()卡

2、片：No.10Date：2013311实验记录：导线中电流方向：锌铜。铜极上有气泡产生。锌片变薄。实验结论：Zn为正极，Cu为负极。铜比锌活泼。H向铜片移动 A B C D5(2013佛山质检)用下列装置能达到预期目的的是()A甲图装置可用于电解精炼铝B乙图装置可得到持续、稳定的电流C丙图装置可达到保护钢闸门的目的D丁图装置可达到保护钢闸门的目的6(2011广东高考)某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别

3、连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动7如图所示装置中，观察到电流计指针偏转；M棒变粗；N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()MNPAZnCu稀H2SO4BCuFe稀HClCAgZnAgNO3溶液DZnFeFe(NO3)3溶液8(创新题)有下列4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极反应的产物为水的是()9综合如图判断，下列说法正确的是()A装置和装置中负极反应均是Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是O22H2O4e=4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的pH均增大10利用生活中常见的材料可

4、以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图：该电池工作时，有关说法正确的是()A铝罐将逐渐被腐蚀B炭粒和炭棒上发生的反应为O24e=2O2C炭棒应与玩具电机的负极相连D该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻11(2013鄂州质检)模拟铁的电化学防护的实验装置如图所示，下列说法错误的是()A若X为碳棒，开关K置于A处可减缓铁的腐蚀B若X为锌棒，开关K置于B处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H2C若X为锌棒，开关K置于A处或B处均可减缓铁的腐蚀D若X为碳棒，开关K置于A处时，铁电极上发生的反应为2H2e=H212下面是几

5、种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是()A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13(10分)由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_。14(13分)(

6、2013六安质检)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池基本工作原理示意图：请回答下列问题：(1)硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是_，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是_。(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2、V3、VO2、VO)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2V3H2OV2VO2H。放电时的正极反应式为_，充电时的阴极反应式为_。放电过程中，电解液的pH_(选填“升高”“降低”或“不变”)。(3)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是_

7、。aVO、VO2混合液bV3、V2混合液cVO溶液dVO2溶液eV3溶液fV2溶液(4)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是_。15(14分)某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极：_；负极：_。方案：结合你所学的知识

8、，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案、不能雷同)：_，用离子方程式表示其反应原理：_。16(15分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是_，在导线中电子流动方向为_(用a、b表示)。(2)负极反应式为_。(3)电极表面镀铂粉的原因是_。(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2

9、反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体密度为0.82 g/cm3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为_mol。课时作业(二十一)1CA、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀，在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极，C中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。2A电池电极名称一般称为正、负极，故 错；其中活泼的一极为负极，即为铝合金，对；海水电池用海水作电解

10、质溶液，对；铝合金为负极，发生氧化反应，错。故选项A正确。3CX投入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，说明活泼性XZ；X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，说明YX，因此X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为YXZ。4D由图可知，该电池反应为：ZnH2SO4=ZnSO4H2，活泼金属Zn作负极，Cu作正极；外电路中电流由正极流向负极，、错误；Zn失去电子被氧化成Zn2，失去的电子经外电路流向正极，溶液中的H在正极上得到电子，析出H2，、正确。5DAlCl3溶液中存在Al3、H，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙

11、装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。6Da、b不连接，未形成原电池，Cu2与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，Cu2在该电极上得电子，B项正确；a、b连接与否，溶液中的Cu2均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a与电源正极相连时，Cu片作阳极，Cu2向Fe电极移动，D项错误。7C在装置中电流计指针发生偏转，说明该装置构成了原电池，根据正负极的判断方法，溶解的一极为负极，增重的一极为正极，所以M棒为正极，N棒为负极，且电解质溶液能析出固体，则只有C项正确。8

12、C燃料电池通入燃料的电极为负极，通入氧气或空气的电极为正极。4种燃料电池的正、负极反应分别为正极反应负极反应AO24e=2O22H24e2O2=2H2OBO24e2H2O=4OH2H24e4OH=4H2OCO24e4H=2H2O2H24e=4HDO24e2CO2=2CO2H24e2CO=2H2O2CO2或2CO4e2CO=4CO29.D装置中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为2Zn4e=2Zn2；Fe作正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH。由于正极有OH生成，因此溶液的pH增大。装置中，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2；Cu作正极，电极反应式为2H2e=H

13、2。正极由于不断消耗H，所以溶液的pH逐渐增大。据此可知A、B皆错，D正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。10A该电池的原理是4Al3O2=2Al2O3，所以Al作电源负极，与玩具的负极相连，逐渐被腐蚀，A对，C、D错；B选项中正确的反应为O22H2O4e= 4OH。11B开关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，可减缓铁的腐蚀，A项正确；开关K置于B处时，锌棒、铁棒和食盐水形成原电池，溶液呈中性，铁电极上的反应式为O24e2H2O=4OH，B项错误；若X为锌棒，开关K置于A处时，铁棒接电源的负极，受到保护，开关K置于B处时，锌的活泼性比铁的强，锌失去电子作负极，保护

14、铁棒，C项正确；若X为碳棒，开关K置于A处时，H在阴极上得电子形成H2，D项正确。12C选项A正确。在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D正确。C项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小。13解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性DA，随着H的消耗，pH变大。答案：(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)

15、变大(4)DABC14解析：(1)传统的铜锌原电池中，锌与酸反应生成氢气，故硫酸为电解质溶液；硫酸亚铁容易水解，且水解显酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解变质。(2)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2He=VO2H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3得电子生成V2的反应。(3)充电时阳极反应式为VO2H2Oe=VO2H，故充电完毕的正极电解液为VO溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2溶液，故正极电解液可能是选项acd。(4)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H可以通过隔膜。答案：(1)电解质溶液抑制硫酸亚铁的水解(2

16、)VO2He=VO2H2OV3e=V2升高(3)acd(4)H15解析：方案：铁可以和稀硫酸(或稀盐酸)反应生成H2，而Cu在金属活动性顺序表中位于H的后面，不能置换出酸中的氢。方案：利用原电池原理证明金属活动性FeCu，可以把铁片作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极，稀硫酸作电解质溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极反应式。也可以设计盐桥组成原电池。方案：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活泼性。把铁片插入CuSO4溶液中观察现象。答案：方案：Fe2H=Fe2H2方案：正极：2H2e=H2或Cu22e=Cu负极：Fe2e=Fe2方案：把一个光洁的铁片插入到CuSO4溶液中，观察现象FeCu2=Fe2Cu16解析：(1)氢氧燃料电池是原电池装置，将化学能转化为电能，在燃料电池中通H2的一极发生了氧化反应为负极，所以电子流向为ab。(2)书写该原电池的电极反应式时要注意溶液的酸碱性，KOH为电解质溶液时，负极反应为：H2