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2019年高中化學 專題二 化學反應與能量轉化 課時跟蹤檢測（十）化學能轉化為電能 化學電源 蘇教版必修2 1.如圖是銅片和鋅片用導線連接后插入稀硫酸中形成的原電池，則鋅片是(　　) A．陰極：得到電子，發(fā)生氧化反應 B．正極：得到電子，發(fā)生還原反應 C．陽極：失去電子，發(fā)生還原反應 D．負極：失去電子，發(fā)生氧化反應 解析：選D　原電池的兩極是以正、負極命名；在酸性溶液中比較活潑的一極是負極，所以鋅片是負極，負極失去電子發(fā)生氧化反應。 2.(xx寧波效實中學期中)“鹽水動力”玩具車的電池以鎂片、活性炭為電極，向極板上滴加食鹽水后電池便可工作，電池反應為2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2 。下列關于該電池的說法錯誤的是(　　) A．鎂片作為正極 B．食鹽水作為電解質溶液 C．電池工作時鎂片逐漸被消耗 D．電池工作時實現了化學能向電能的轉化 解析：選A　根據原電池原理鎂為負極發(fā)生氧化反應；氧氣在正極發(fā)生還原反應。 3．已知空氣－鋅電池的電極反應如下： 鋅電極：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O； 石墨電極：O2＋H2O＋2e－===2OH－。 可以判斷石墨電極是(　　) A．負極，發(fā)生還原反應　　　 B．正極，發(fā)生氧化反應 C．負極，發(fā)生氧化反應 D．正極，發(fā)生還原反應 解析：選D　在電池中，失去電子的一極是負極，發(fā)生氧化反應，得到電子的一極是正極，發(fā)生還原反應。 4.如圖是氫氧燃料電池構造示意圖。下列說法不正確的是(　　) A．a極是負極 B．電子由b通過溶液流向a C．該電池總反應是2H2＋O2===2H2O D．氫氧燃料電池是環(huán)保電池 解析：選B　A項，氫氧燃料電池中，通入氫氣的a極為負極，正確；B項，通入氧氣的b極為正極，電子由a經過導線流向b，錯誤；C項，氫氧燃料電池的總反應為2H2＋O2===2H2O，正確；D項，氫氧燃料電池反應產物是水，無污染，是環(huán)保電池，正確。 5．(xx余杭中學等四校聯考)關于如圖裝置的敘述中正確的是(　　) A．電流由鐵釘經過導線流向石墨棒 B．該裝置是一個簡易的電解飽和食鹽水的裝置 C．石墨棒上發(fā)生的電極反應式：2H＋＋2e－===H2↑ D．石墨棒上發(fā)生的電極反應式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 解析：選D　電流從石墨棒沿導線流向鐵棒，故A錯誤；該裝置是鐵的吸氧腐蝕的裝置，屬于原電池，故B錯誤；石墨棒作正極，石墨棒上的電極反應式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故C錯誤，D正確。 6．(xx桐鄉(xiāng)高級中學期中)將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，下列敘述正確的是(　　) A．裝置甲中銅片表面產生氣泡 B．裝置甲溶液中SO向銅片做定向移動 C．裝置乙中電子從銅片經導線流向鋅片 D．裝置乙中正極的電極反應式：2H＋＋2e－===H2↑ 解析：選D　甲不是原電池，只是鋅片與稀硫酸反應，且表面有氣泡，銅片不參與反應也沒有任何現象；乙是原電池，鋅片是負極，失電子發(fā)生氧化反應，鋅片溶解，銅片是正極得電子發(fā)生還原反應，表面有氣泡。 7．一個原電池的總反應方程式為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該原電池可能為(　　) 選項 A B C D 正極 Cu Al Zn Fe 負極 Zn Zn Cu Zn 電解質溶液 H2SO4 CuSO4 ZnCl2 CuCl2 解析：選D　由電池的總反應方程式知，Zn被氧化作負極，比Zn活動性弱的金屬或導電的非金屬作正極，Cu2＋被還原，溶液應為可溶性銅鹽溶液。對照各選項，D項符合題意。 8．有a、b、c、d四個金屬電極，有關的反應裝置及部分反應現象如下： 實驗裝置 部分實驗現象 a極質量減小b極質量增加 溶液中的SO向b極移動 d極溶解c極有氣體產生 電流從a極流向d極 由此可判斷這四種金屬的活動性順序是(　　) A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 解析：選C　a極質量減小b極質量增加，說明a是負極，b是正極，金屬性a>b；溶液中的SO向b極移動，說明b電極是負極，金屬性b>c；d極溶解c極有氣體產生，說明d電極是負極，c電極是正極，金屬性d>c；電流從a極流向d極，說明a電極是正極，d電極是負極，金屬性d>a，所以金屬性d>a>b>c。 9．將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。 (1)鋅片上發(fā)生的電極反應式為___________________________________________； 銀片上發(fā)生的電極反應式為________________________________________________。 (2)若起始時該電池中兩電極的總質量為60 g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質量為47 g，則生成H2體積(標準狀況)為__________，電子轉移數目是________。 解析：(1)因金屬的活動性Zn＞Ag，所以將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池時，鋅片作負極，發(fā)生氧化反應Zn－2e－===Zn2＋，銀片作正極，發(fā)生還原反應2H＋＋2e－===H2↑。 (2)鋅片與銀片總質量減輕，是因為負極鋅失去電子溶解，根據電子得失守恒有： Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑～轉移2e－ ＝＝ 得V＝4.48 L，x＝0.4 mol，故N(e－)＝0.4NA。 答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)4.48 L　0.4NA 10.依據氧化還原反應：2Ag++Cu===Cu2++2Ag設計的原電池如圖所示。請回答下列問題： (1)電極X的材料是　　　?。浑娊赓|溶液Y是　　　　。 (2)銀電極為電池的　　　　極，發(fā)生的電極反應為　　　　　　　　??；X電極上發(fā)生的電極反應為　　　　(填“氧化”或“還原”)反應。 (3)外電路中的電子　　　　(填“流出”或“流向”)Ag電極。 (4)當有1.6 g銅溶解時，銀電極增重　　　　g。 解析：(1)由原電池反應：2Ag++Cu===Cu2++2Ag知，銅失電子，發(fā)生氧化反應，作負極，比銅不活潑的金屬或石墨作正極，電解質溶液用可溶性的硝酸銀溶液，則電極X的材料是銅，電解質溶液Y是AgNO3溶液。 (2)由(1)知，銀電極為電池的正極，發(fā)生的電極反應為Ag++e-===Ag，X電極上發(fā)生氧化反應。 (3)外電路中，Cu是負極，Ag是正極，Cu失去的電子沿導線經電流計流向正極(Ag電極)。 (4)1.6 g銅的物質的量為1.664＝0.025 mol，根據反應2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，銀電極增重實際上是生成金屬銀的質量，為0.025 mol2108 gmol－1＝5.4 g。 答案：(1)Cu　AgNO3溶液　(2)正　Ag＋＋e－===Ag　氧化　(3)流向　(4)5.4 1．利用化學反應：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，可以設計出一種原電池。該原電池工作時(　　) A．Fe為正極　　　　　　　 B．Cu為負極 C．負極上發(fā)生氧化反應 D．正極上發(fā)生氧化反應 解析：選C　由于金屬活動性Fe>Cu，所以Fe是負極，Cu是正極，在負極Fe上發(fā)生氧化反應：Fe－2e－===Fe2＋，在正極Cu上發(fā)生還原反應，Cu2＋＋2e－===Cu。 2.(xx舟山中學期中)如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．鐵電極的電極反應式為Fe－3e－===Fe3＋ B．溶液中的H＋移向Fe電極 C．該裝置中能量轉化方式為電能轉化為化學能 D．電子從鐵棒經導線流入石墨棒 解析：選D　A選項錯誤，鐵電極的電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋；B選項錯誤，溶液中的H＋移向C電極；C選項錯誤，該裝置中能量轉化方式為化學能轉化為電能；D選項正確。 3．我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產生電流，電解總反應為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列說法不正確的是(　　) A．正極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．電池工作時，電流由鋁電極沿導線流向鉑電極 C．以網狀的鉑為正極，可增大與氧氣的接觸面積 D．該電池通常只需要更換鋁板就可能繼續(xù)使用 解析：選B　A項，負極反應式：Al－3e－===Al3＋，正極反應式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正確；B項，電流應由正極鉑沿導線流向負極鋁，錯誤；C項，網狀的鉑表面積大，與氧氣的接觸面積大，正確；D項，負極的鋁板被氧化而消耗，正極材料沒有消耗，因此需要更換鋁板就可繼續(xù)使用，正確。 4.如圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉，同時A極質量減少，B極上有氣泡產生，C為電解質溶液，下列說法錯誤的是(　　) A．B極為原電池的正極 B．A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸 C．C中陽離子向A極移動 D．A極發(fā)生氧化反應 解析：選C　A項，電流計指針偏轉，說明原電池在工作，由于A極質量減少，B極上有氣泡產生，則A是負極，B是正極，正確；B項，負極金屬活動性大于正極，而且在正極有氣泡產生，則溶液為酸，是H＋被還原為H2逸出，因此A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸，正確；C項，陽離子移動方向與電流方向一致，陰離子電子移動方向與電流方向相反，溶液C中陽離子向正極B極移動，錯誤；D項，電極A是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應，正確。 5.如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是(　　) A．a為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸 B．b為負極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液 C．a為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸 D．b為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液 解析：選C　電流表指針發(fā)生偏轉，有電流通過，是原電池裝置，a極上有大量氣泡生成，a為正極，b為負極，H＋在a極上被還原成H2，即a為正極是碳棒，b為負極是鐵片，燒杯中溶液為硫酸，C項符合。 6．(xx浙江4月考試)MgH2O2電池是一種化學電源，以Mg和石墨為電極，海水為電解質溶液，示意圖如圖。下列說法不正確的是(　　) A．石墨電極是該電池的正極 B．石墨電極上發(fā)生還原反應 C．Mg電極的電極反應式：Mg－2e－===Mg2＋ D．電池工作時，電子從Mg電極經導線流向石墨電極，再從石墨電極經電解質溶液流向Mg電極 解析：選D　在MgH2O2電池中，Mg為負極，石墨為正極。電池工作過程中，鎂電極失去電子，所產生的電子經導線流向石墨電極，H2O2在石墨電極表面得到電子，轉變成OH－，負極生成的Mg2＋流向正極，溶液中的陰離子流向負極，在電解質溶液中不存在電子的流動。綜上分析，D項錯誤。 7．(xx溫州普通高中聯考)以鋅片和銅片為兩極、稀硫酸為電解液組成原電池如圖所示，當導線中通過2 mol電子時，下列說法正確的是(　　) A．鋅片溶解1 mol，銅片上析出22.4 L氫氣 B．兩極上溶解和析出的物質的質量相等 C．鋅片溶解了1 g，銅片上析出1 g氫氣 D．電解質溶液pH升高 解析：選D　在涉及原電池的有關計算中，關鍵是要把握住一點即兩極得失電子數應相等。利用這一特點，我們從電極反應看：負極：Zn－2e－===Zn2＋；正極：2H＋＋2e－===H2↑，當溶解1 mol鋅失去2 mol電子，銅片上析出1 mol氫氣也得到2 mol電子，但并非一定在標準狀況下，所以氣體體積不一定是22.4 L。硫酸濃度下降，電解質溶液pH升高這樣可推出D為正確選項。 8．(xx桐鄉(xiāng)高級中學期中)肼(N2H4)空氣燃料電池是一種環(huán)保型堿性燃料電池(如圖所示)，電解質溶液是20%～30% 的KOH溶液。電池總反應為N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列關于該燃料電池工作時的說法正確的是(　　) A．負極的電極反應式是 N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑ B．正極的電極反應式是O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．溶液中陰離子向正極移動 D．放電后電解質溶液的堿性增強 解析：選A　B選項錯誤，正極的電極反應式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；C選項錯誤，溶液中陰離子向負極移動；D選項錯誤反應生成水，溶液稀釋，堿性減弱。 9．A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質的量濃度的稀硫酸，如下圖所示： (1)A中反應的離子方程式為________________________________________________。 (2)B中Sn極的電極反應式為_______________________________________________， Sn極附近溶液的c(H＋)________(填“升高”“降低”或“不變”)。 (3)C中被氧化的金屬是________，總反應式為___________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：A燒杯不符合構成原電池的條件，屬于金屬與酸的反應；B、C裝置構成了原電池，金屬活動性：Zn>Fe>Sn，所以B中Fe為負極，被氧化；C中Zn為負極，被氧化。B燒杯中Fe失去電子，電子通過導線流向Sn極，Sn極上有氣體產生，H＋濃度降低 。 答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)2H＋＋2e－===H2↑　降低 (3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 10．化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。 (1)鋅錳干電池是應用最普遍的電池之一(如圖所示)，鋅錳干電池的負極材料是　　　　，負極發(fā)生的電極反應式為　　　　　　　　。若反應消耗16.25 g負極材料，則電池中轉移電子的物質的量為　　　　mol。 (2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池其電池總反應式可以表示為Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水，但能溶于酸，以下說法中正確的是________。 A．NiO(OH)作負極 B．Cd作負極 C．此電池是一次電池 D．放電時化學能轉變?yōu)殡娔? (3)如圖為氫氧燃料電池的構造示意圖，根據電子運動方向可知，則X極為電池的　　 　(填“正”或“負”)極，Y極的電極反應式為________________________________________________________________________。 解析：(1)鋅錳干電池中的負極是 Zn，發(fā)生氧化反應，失去電子生成鋅離子，電極反應式是Zn－2e－===Zn2＋；16.25 g Zn的物質的量是16.25 g65 gmol－1＝0.25 mol，1 mol Zn失去2 mol電子，所以電池中轉移電子的物質的量是0.5 mol。 (2)由電池反應可知，Cd元素化合價由0→＋2，化合價升高被氧化，Cd作電池負極，A錯誤，B正確；電池可以充放電，因此是二次電池，C錯誤；放電時化學能轉變?yōu)殡娔?，D正確。 (3)氫氧燃料電池中，電子從負極向正極移動，X是電子流出的一極，X是負極，Y是正極，發(fā)生還原反應，電解質溶液是KOH溶液，氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 答案：(1)鋅　Zn－2e－===Zn2＋　0.5 (2)BD　(3)負　O2＋2H2O＋4e－===4OH－