1、2.2 化学能与电能(时间：45 分钟 分值：100 分)一、选择题(本题包括 12 小题，每小题 5 分，共 60 分)1下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流的是( )解析：选 B。A.D 项，两极的材料相同，不能形成原电池；C 项，酒精是非电解质，不能形成原电池。2有关原电池的下列说法中正确的是( )A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中负极发生还原反应C原电池工作时，阳离子向正极移动D原电池中正极一定是不活泼金属解析：选 C。在原电池外电路中 ，电子从负极流向正极，A 错误；原电池中负极发生氧化反应，B 错误；随着反应的进行 ，阳离子在正极被还原 ，所以电解质溶液中的阳离子向正
2、极移动，C 正确；原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差，但不一定是不活泼金属，D 错误。3.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是( )A电子由锌通过导线流向铜B该装置将电能转化为化学能C锌电极发生还原反应D铜电极上无气泡产生解析：选 A。因为番茄汁呈酸性 (即含有 H )，可组成原电池。依据原电池的基本知识，其中 Zn 作负极，发生氧化反应；Cu 作正极，发生还原反应。电子由负极(Zn)通过导线流向正极(Cu) 。H 在正极得电子，2H 2e =H2，铜电极上有气泡产生。4燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能，氢氧燃料电池的基本反应是X 极： O
3、2(g)H 2O(l)2e =2OH ，12Y 极：H 2(g)2OH 2e =2H2O(l)。下列说法正确的是( )AX 是负极 BY 是正极CY 极上发生还原反应 DY 极上发生氧化反应解析：选 D。由电极反应式可知： X 极上发生得到电子的还原反应 ，是原电池的正极，Y 极上发生失去电子的氧化反应 ，是原电池的负极。5关于化学电源的叙述，错误的是( )A化学电源均是根据原电池的工作原理设计的B在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参与化学反应C镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵D燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源解析：选 C。镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉
4、属于重金属，会对环境造成严重的污染。6 科学美国人评 2016 年十大创新技术之一是“碳呼吸电池” ，电池装置如图所示，下列说法正确的是( )A电能转变为化学能B负极发生了还原反应C利用该技术可捕捉大气中的 CO2D金属铝作正极解析：选 C。A.“碳呼吸电池”为原电池原理，将化学能转变为电能，故 A 错误；B.负极发生氧化反应，故 B 错误； C.“碳呼吸电池”能消耗二氧化碳气体，所以利用该技术可捕捉大气中的 CO2，故 C 正确； D.金属铝发生氧化反应生成草酸铝，作负极，故 D 错误。7等质量的两份锌粉 A.b 中分别加入过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4溶液，下列各图表示
5、的是产生 H2 的体积 V 与时间 t 的关系，其中正确的是( )解析：选 A。等质量的两份锌粉中 ，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量 CuSO4溶液，则 a 中发生的反应有：ZnCu 2 =Zn2 Cu，Zn2H =Zn2 H 2，由于置换出来的 Cu 与 Zn 在稀硫酸中构成原电池，所以，a 中的反应速率比 b 中的反应速率大，即反应完全所需的时间短，但Cu2 消耗了少量的 Zn，a 中产生的 H2比 b 中产生的 H2少。 b 中只发生反应：Zn2H =Zn2 H 2。8将纯锌片和纯铜片按如图方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )A两烧杯
6、中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中 SO 均向铜片移动24D产生气泡的速率甲比乙快解析：选 D。甲池中锌与铜用导线连接后浸入稀 H2SO4中，形成原电池，乙池中仅发生锌与稀 H2SO4的反应，不构成原电池。所以甲池中铜片表面有气泡产生，且气泡产生速率比乙快。乙池中不能构成原电池，铜片、锌片都不是电极。甲池中 SO 移向负极(即24锌片)。只有 D 项正确。9将两极质量相同的铜棒和锌棒，用导线相连接后插入 CuSO4 溶液中，经过一段时间后，取出洗净后干燥并称重，两棒质量相差 6.45 g，导线中通过的电子的物质的量为( )A0.1 mol B0.2 molC0.3
7、 mol D0.4 mol解析：选 A。负极：Zn2e =Zn2 ，Zn 失去 2 mol 电子减轻 65 g；正极：Cu2 2e =Cu，Cu 2 得到 2 mol 电子增重 64 g，两极质量相差：65 g64 g129 g。现在两棒质量相差 6.45 g，则参加反应的锌及生成的铜均为 0.05 mol，应转移 0.1 mol 电子。10甲烷燃料电池的化学反应为 CH42O 2=CO22H 2O，其中一个电极反应式为2O28H 8e =4H2O，下列叙述不正确的是( )ACH 4 通入负极BO 2 通入正极C正极发生氧化反应D负极的电极反应式为 CH42H 2O8e =CO28H 解析：选
8、 C。甲烷燃料电池中氧气通入正极 ，发生还原反应，电极反应是2O28H 8e =4H2O；甲烷通入负极，发生氧化反应，利用总反应式减去正极反应式即得到负极反应是 CH42H 2O8e =CO28H ，故选 C。11有 A.B.C.d 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a 极质量减小，b 极质量增大b 极有气体产生，c 极无变化d 极溶解，c 极有气体产生电流从 a 极流向 d 极由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )Aabcd BbcdaCdabc Dabdc解析：选 C。装置一是原电池 ，a 极质量减小，说明 a 极金属失电子作负极，故 a 极金属比 b
9、极金属活泼；装置二没有形成原电池，根据实验现象可知 b 比 c 活泼，且 c 位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三形成原电池，易知 d 比 c 活泼；装置四中，电流从 a极流向 d 极，则电子是从 d 极流向 a 极，知 d 比 a 活泼。因此四种金属的活动性顺序为dabc。12某原电池的总反应的离子方程式是 ZnCu 2 =Zn2 Cu，则该反应的原电池组成正确的是( )选项 A B C D正极 Zn Cu Ag Cu负极 Cu Zn Cu Fe电解质溶液 CuCl2 溶液 CuSO4 溶液 H2SO4 溶液 ZnCl2 溶液解析：选 B。根据原电池中发生的化学反应 ，负极反应为 Zn2e
10、 =Zn2 ，正极反应为 Cu2 2e =Cu。故选项 B 符合题意。二、非选择题(本题包括 4 小题，共 40 分)13(10 分) 如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。(1)锌片上的现象是_ ，电极反应为_。(2)铜片上的现象是_ ，电极反应为_。(3)电子由_经导线流向_。(4)若反应过程中有 0.2 mol 电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为_。解析：CuZn稀 H2SO4形成的原电池中，Zn 作负极：Zn2e =Zn2 ，现象是锌片逐渐溶解；Cu 作正极：2H 2e =H2，铜片表面有气泡产生。电子由负极 (Zn)经导线流向正极(Cu)，由电极反应式可知当有 0
11、.2 mol 电子发生转移时，可生成 0.1 mol H2，标准状况下体积为 2.24 L。答案：(1)锌片逐渐溶解 Zn2e =Zn2(2)铜片上有气泡产生 2H 2e =H2(3)锌片 铜片 (4)2.24 L14(8 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)四种金属活动性由强到弱的顺序是_ 。解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原
12、理，甲中 A 不断溶解，则 A 为负极、B 为正极 ，活动性 AB；乙中 C 极增重，即析出 Cu，则 B 为负极，活动性 BC；丙中 A上有气体即 H2产生，则 A 为正极，活动性 DA，随着 H 的消耗，pH 变大。答案：(1)A2e =A2(2)Cu2 2e =Cu (3) 变大 (4)DABC15(7 分) 微型纽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 溶液，电极反应为Zn2OH 2e =ZnOH 2O，Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH ，总反应为Ag2OZn= =ZnO2Ag。根据反应式回答问题：(1)Zn 是 _极，
13、Ag 2O 发生_反应。(2)电子由_极流向_极( 填“Zn”或“Ag 2O”)，当有 1 mol 电子通过电路时，负极消耗物质的质量是_g。(3)在使用过程中，电解质溶液中 KOH 的物质的量_(填“增大” “减小”或“不变”) 。解析：(1)根据电极反应可知 Zn 失电子被氧化作负极，Ag 2O 得电子被还原发生还原反应。(2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极 ，即电子从 Zn 极经外电路流向Ag2O 极，当有 1 mol 电子通过电路时，负极消耗 Zn 的质量是 32.5 g。(3)根据总反应知电池使用过程中 KOH 的物质的量不变。答案：(1)负 还原(2)Zn Ag2O
14、32.5(3)不变16(15 分) 现有如下两个反应：(A)NaOHHCl =NaClH 2O，(B)Cu2Ag =2AgCu 2 。(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池：_。(2)如果不能，说明其原因：_ 。(3)如果可以，则写出正、负极材料，其电极反应式及反应类型( 填“氧化反应”或“还原反应”) ，电解质溶液名称。负极：_，_，_。正极：_，_，_。电解质溶液：_。若导线上转移电子 1 mol，则正极质量增加_g。解析：(1)(2)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池。(A) 不是氧化还原反应，不能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行 ，故能设计成原电池。(3)根据反应式：Cu 2Ag =2AgCu 2 可知，Cu 失电子作负极，负极材料是 Cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属；Ag 得电子，所以电解质溶液只能为AgNO3溶液( 因为 Ag 只能与 NO 大量共存)。 3答案：(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)的反应是非氧化还原反应，没有电子转移(3)Cu Cu2e =Cu2 氧化反应石墨棒、银、铂(任选一种) 2Ag 2e =2Ag还原反应 AgNO 3 溶液 108