2019_2020学年高中化学课时跟踪检测九化学能与电能含解析新人教版必修2.doc

课时跟踪检测（九） 化学能与电能

A——基础过关练

1．如图是铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成的原电池，则锌片是(　　)

A．阴极：得到电子，发生氧化反应
B．正极：得到电子，发生还原反应
C．阳极：失去电子，发生还原反应
D．负极：失去电子，发生氧化反应
解析：选D　原电池的两极是以正、负极命名；在酸性溶液中比较活泼的一极是负极，所以锌片是负极，负极失去电子发生氧化反应。
2．下列关于原电池的叙述正确的是(　　)
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
解析：选B　A项，原电池的正极可用导电的非金属材料作电极，错误；B项，原电池是将化学能转变为电能的装置，正确；C项，在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被氧化，错误；D项，原电池放电时，电流的方向是从正极到负极，错误。
3．已知空气­锌电池的电极反应如下：
锌电极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；
石墨电极：O2＋H2O＋2e－===2OH－。
可以判断石墨电极是(　　)
A．负极，发生还原反应　　　　B．正极，发生氧化反应
C．负极，发生氧化反应 D．正极，发生还原反应
解析：选D　空气­锌电池中，失去电子的一极是负极，发生氧化反应，得到电子的一极是正极，发生还原反应，由此可知，石墨电极作正极，发生还原反应。
4.如图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸溶液中构成原电池。下列叙述正确的是(　　)

A．电流从铜片经导线流向锌片
B．该装置将电能转变为化学能
C．一段时间后，铜片质量减轻
D．锌片发生还原反应
解析：选A　题给装置为原电池，把化学能转化为电能，锌作负极失去电子发生氧化反应，铜作正极，H＋在Cu电极上得电子生成氢气，Cu质量不变，电流从正极Cu沿导线流向负极Zn。
5．两种金属A、B与稀硫酸组成原电池时，A是正极。下列有关推断正确的是(　　)
A．A的金属性强于B
B．电子不断由A电极经外电路流向B电极
C．A电极上发生的电极反应是还原反应
D．A在金属活动性顺序中一定排在氢前面
解析：选C　由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池，A是正极，说明A的金属性比B弱，A错误；外电路电子由负极流向正极，即由B电极经外电路流向A电极，B错误；原电池正极发生还原反应，即A电极上发生还原反应，C正确；A为正极，金属性较弱，可能排在氢的后面，D错误。
6．利用化学反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，可以设计出一种原电池。该原电池工作时(　　)
A．Fe为正极 B．Cu为负极
C．负极上发生氧化反应 D．正极上发生氧化反应
解析：选C　由于金属活动性Fe>Cu，所以Fe是负极，Cu是正极，在负极上Fe发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，在正极上Cu发生还原反应，Cu2＋＋2e－===Cu。
7．微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是(　　)
A．使用过程中，溶液中的OH－向Ag2O极移动
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
解析：选C　银锌电池中锌为负极，Ag2O为正极，C项正确；OH－向负极移动，即向Zn极移动，A项错误；原电池中电子由负极流向正极，B项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项错误。
8.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是(　　)

A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
解析：选C　电流表指针发生偏转，有电流通过，是原电池装置，a极上有大量气泡生成，a为正极，b为负极，H＋在a极上被还原成H2，即a为正极是碳棒，b为负极是铁片，烧杯中溶液为稀硫酸，C项符合。
9．某化学研究性学习小组针对原电池的形成条件，设计了实验方案，进行如下探究。
(1)请填写有关实验现象并得出相关结论。
编号
实验装置
实验现象
1

锌棒逐渐溶解，表面有气体生成；铜棒表面无现象
2

两锌棒逐渐溶解，表面均有气体生成；电流计指针不偏转
3

铜棒表面的现象是________；电流计指针____________
①通过实验2和3，可得出原电池的形成条件是________________________________。
②通过实验1和3，可得出原电池的形成条件是_______________________________。
③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，从而可得出原电池的形成条件是_________________________________。
(2)分别写出实验3中Zn棒和Cu棒上发生的电极反应式。
Zn棒：_______________________________________________________。
Cu棒：_______________________________________________________。
(3)实验3的电流是从________棒流出的(填“Zn”或“Cu”)，反应过程中若有0.4 mol电子发生了转移，则Zn电极质量减轻________g。
解析：(1)实验3中构成原电池，锌棒作负极，铜棒作正极，溶液中的H＋放电，则铜棒表面的现象是有气体生成，电流计指针发生偏转。①实验2和3相比，电极不同，因此可得出原电池的形成条件是有活动性不同的两个电极。②实验1和3相比，实验3中构成闭合回路，由此可得出原电池的形成条件是形成闭合回路。③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，由于乙醇是非电解质，硫酸是电解质，因此可得出原电池的形成条件是有电解质溶液。(2)锌棒作负极，发生失去电子的氧化反应，则Zn棒上发生的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；铜棒作正极，溶液中的H＋放电，则Cu棒上发生的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(3)实验3中锌棒作负极，铜棒作正极，则电流是从Cu棒流出的，反应过程中若有0.4 mol电子发生转移，根据Zn－2e－===Zn2＋可知消耗 0.2 mol Zn，则Zn电极质量减轻0.2 mol×65 g·mol－1＝13.0 g。
答案：(1)有气体生成　发生偏转　①有活动性不同的两个电极　②形成闭合回路　③有电解质溶液
(2)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(3)Cu　13
10.王亮在超市看到一种电池外壳的纸层包装印有如图所示的文字，请根据要求回答问题。

(1)该电池的种类是________(填序号)。
①干电池　②蓄电池 ③燃料电池
(2)该电池含有的金属元素中毒性最大的是________(写元素符号)。
(3)下列对该电池的使用和性能的说法中正确的是________。
A．该电池可应用于闹钟、收音机、照相机等
B．该电池可充电后反复使用
C．该电池使用后不能投入火中，应埋入地下以防污染环境
解析：(1)因为该电池是锌锰干电池，属于一次性电池(干电池)。(2)电池中含有Zn、Mn、Hg等，金属汞属于重金属，对人体和环境危害最大。(3)干电池使用寿命短，常用于收音机、闹钟、相机中；是一次性电池，不可反复使用；用完后应该分类回收，防止污染土壤和水体。
答案：(1)①　(2)Hg　(3)A

B——提能增分练

1．用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，负极上发生的电极反应是(　　)
A．2H＋＋2e－===H2↑
B．Zn－2e－===Zn2＋
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．Ag＋＋e－===Ag
解析：选B　该原电池中，锌片为负极、铜片为正极，故锌片自身失电子发生氧化反应，即Zn－2e－===Zn2＋，而正极上则是溶液中的Ag＋在铜片上得电子发生还原反应，即Ag＋＋e－===Ag。
2.如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是(　　)

A．若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2
B．水果电池的化学能转化为电能
C．此水果发电的原理是电磁感应
D．金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片
解析：选C　若金属片A是正极，正极上H＋得电子生成H2，A正确；水果电池是将化学能转化为电能的装置，B正确；此水果发电的原理是化学反应，C错误；由于铜没有铁片活泼，铁片在酸性条件下会失去电子，而铜不可以，故两金属片可以一个是铜片，另一个是铁片，D正确。
3．目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是(　　)

A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应
C．在此循环中发生了反应：2H2O2H2↑＋O2↑
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
解析：选C　氢氧燃料电池的负极通入H2，发生氧化反应；正极通入O2，发生还原反应，故B正确。原电池都是将化学能转化为电能的装置，故A正确。推广氢能的关键是寻找合适的催化剂，利用太阳能分解水，故D正确。
4．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符合的原电池是(　　)
①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
②石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
③铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
④银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
解析：选C　根据电池反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe3＋的溶液为电解质溶液。③④不符合。
5．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　)
A．Li是正极，电极反应为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
解析：选B　由总反应＋O2===O2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li失电子被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋；MnO2在正极上得电子被还原，电极反应为MnO2＋e－===MnO。
6.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　)

A．a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解
D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动
解析：选D　铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，A正确；a和b用导线连接后，构成原电池，其中Fe作负极，发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确、D项错误；无论a和b是否连接，铁都被氧化生成Fe2＋，C项正确。
7．如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是(　　)

选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液

解析：选C　M棒变粗，N棒变细，说明M棒是正极，电解质溶液中的阳离子在此极析出；N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。综合以上分析可确定C项符合要求。
8．A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：

(1)A中反应的离子方程式为________________________________________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为_________________________________________________，Sn极附近溶液的c(H＋)________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被氧化的金属是________，总反应式为_________________________________。
解析：A烧杯不符合原电池条件，属于金属与酸的反应；B、C装置构成了原电池，金属活动性：Zn>Fe>Sn，所以B中Fe为负极，被氧化；C中Zn为负极，被氧化。B烧杯中Fe失去电子，电子通过导线流向Sn极，Sn极上有气体产生，H＋浓度降低。
答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑　降低
(3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
9．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是________，负极发生的电极反应式为________________。若反应消耗16.25 g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池的电池总反应式可以表示为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是________。
A．NiO(OH)作负极
B．Cd作负极
C．此电池是一次电池
D．放电时化学能转变为电能
(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，则X极为电池的______(填“正”或“负”)极，Y极的电极反应式为_________________________________。

解析：(1)锌锰干电池中的负极是 Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；16.25 g Zn的物质的量是16.25 g/65 g·mol－1＝0.25 mol，1 mol Zn失去2 mol电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5 mol。
(2)由电池反应可知，Cd元素化合价由0→＋2，化合价升高被氧化，Cd作电池负极，A错误，B正确；电池可以充放电，因此是二次电池，C错误；放电时化学能转变为电能，D正确。
(3)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是电子流出的一极，X是负极，Y是正极，发生还原反应，电解质溶液是KOH溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
答案：(1)锌　Zn－2e－===Zn2＋　0.5
(2)BD　(3)负　O2＋2H2O＋4e－===4OH－

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