2019-2020学年新教材高中化学课时跟踪检测九化学反应能量转化的重要应用--化学电池鲁科版必修第二册

2019-2020学年新教材高中化学课时跟踪检测九化学反应能量转化的重要应用--化学电池鲁科版必修第二册

课时跟踪检测（九） 化学反应能量转化的重要应用——化学电池 学业水平考试达标练 ‎1．近年来，我国科技发展突飞猛进。下列产品设备在工作时有化学能转变为电能的是(　　)‎ A．北斗导航卫星的太阳能电池板 B．华为首款折叠屏手机 C．长江5号火箭使用的液氧煤油发动机 D．位于江苏的海上风力发电厂 解析：选B　北斗导航卫星的太阳能电池板把太阳能转化为电能，故不选A；华为首款折叠屏手机，电源是锂离子电池，工作时化学能转变为电能，故选B；长江5号火箭使用的液氧煤油发动机，工作时化学能转变为机械能，故不选C；位于江苏的海上风力发电厂把风能转化为电能，故不选D。‎ ‎2．(2019·廊坊高一检测)下列说法中正确的是(　　)‎ A．原电池是把电能转化为化学能的装置 B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应 C．原电池中电流从负极流出，从正极流入 D．原电池中的阳离子向正极移动 解析：选D　原电池是把化学能转化为电能的装置，A项错误，A项装置；原电池中电子流出的一极是负极，发生氧化反应，B项错误；电流从正极流出，从负极流入，C项错误；原电池中的阳离子向正极移动，发生还原反应，D项正确。‎ ‎3．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．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 解析：选B　锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错误；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。‎ ‎4．(2019·滨州高一检测)下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应的是(　　)‎ A．2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑‎ B．2H2＋O22H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4‎ 7‎ D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑‎ 解析：选D　该反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。‎ ‎5．将纯锌片和纯铜片按图示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．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲、乙两装置均将化学能转变为电能 C．两烧杯中溶液均变蓝色 D．一段时间后，两烧杯中溶液的c(H＋)均减小 解析：选D　甲中形成铜锌原电池，锌作负极，失电子，铜作正极，H＋在铜极上得电子，生成H2，所以甲中铜片表面有气泡产生，故A错误；甲中形成铜锌原电池，将化学能转变为电能，乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应，故B错误；甲、乙两烧杯中，铜片均未参与反应，所以溶液均不变蓝色，故C错误；甲中铜片上氢离子得电子生成氢气，乙中锌和稀硫酸发生置换反应生成氢气，所以两烧杯溶液中氢离子浓度均减小，故D正确。‎ ‎6.(2019·苏州高一检测)在图示的柠檬水果电池中，外电路上的电流从电极X流向电极Y。若X为铁，则Y可能是(　　)‎ A．锌　　　　　　　　 B．石墨 C．银 D．铜 解析：选A　原电池中，电流从正极沿导线流向负极，外电路上的电流从电极X流向电极Y，则X作正极，Y作负极。原电池中易失电子发生氧化反应的金属作负极，若X为铁，则Y的活泼性比铁强，选项中只有锌比铁活泼。‎ ‎7．(2019·孝感高一检测)a、b、c都是金属，把a浸入b的硝酸盐溶液中，a的表面有b析出，b、c和稀硫酸组成原电池时，b为电池的负极。a、b、c三种金属的活动性顺序为(　　)‎ A．b＞a＞c B.a＞c＞b C．a＞b＞c D．b＞c＞a 解析：选C　把a浸入b的硝酸盐溶液中，a的表面有b析出，金属a可以把金属b从其盐溶液中置换出来，说明活泼性：a＞b; b、c和稀硫酸组成原电池时，b为电池的负极，说明活泼性：b＞c；综合分析，a、b、c三种金属的活动性顺序为a＞b＞c。‎ 7‎ ‎8．某原电池反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是(　　)‎ A．HNO3为电解质溶液 B．锌为原电池正极 C．铁极质量不变 D．铜为原电池正极 解析：选D　由原电池反应可知，负极应为铁，正极为比铁活动性差的电极，电解质溶液应为非氧化性酸。HNO3为电解质溶液，被还原的不是H＋而是NO，还原产物是NO而不是H2，A错误；锌比铁活泼，正极不能是锌，B错误；铁为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，铁极质量减小，C错误；铜不如铁活泼，可以作正极，D正确。‎ ‎9．(2019·单县一中阶段考试)下列关于如图所示原电池装置的叙述中，正确的是(　　)‎ A．铜片是负极 B．铜片质量逐渐减少 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．氢离子在铜片表面被还原 解析：选D　在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。锌比铜活泼，所以锌是负极，铜是正极，溶液中的氢离子在正极得到电子生成氢气。‎ ‎10．(2019·遵义高一检测)电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，放电时锌极上的电极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；氧化银电极上的反应式为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法不正确的是(　　)‎ A．锌是负极，氧化银是正极 B．锌发生氧化反应，氧化银发生还原反应 C．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动 D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的pH会增大 解析：选C　根据总反应以及原电池的工作原理，Zn的化合价升高，即Zn为负极，氧化银为正极，故A说法正确；根据A选项分析，Zn为负极，发生氧化反应，氧化银中Ag的化合价降低，氧化银发生还原反应，故B说法正确；根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，故C说法错误；‎ 7‎ 电解质溶液为碱性，根据总反应可知，该反应消耗水，KOH浓度增大，pH增大，故D说法正确。‎ ‎11．(2019·济南高一检测)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，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)‎ 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸溶液 B 铜 铁 稀盐酸溶液 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 解析：选C　锌是负极，锌失去电子，质量减少，溶液中的氢离子放电，故A错误；铜是正极，但溶液中的氢离子放电，电极质量不变，故B错误；银是正极，溶液中的银离子放电，电极质量增加，锌是负极，锌失去电子，质量减少，故C正确；锌是负极，铁是正极，溶质中的铁离子放电转化为亚铁离子，故D错误。‎ ‎12．(2019·聊城高一检测)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．甲：Fe棒为负极，电极反应为 Fe－3e－===Fe3＋‎ B．乙：正极的电极反应式为 O2＋4e－＋4H＋===2H2O C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后硫酸铅沉淀在电极板上，溶液酸性减弱，导电能力下降 解析：选A　在铁铜原电池中，Fe为负极，发生氧化反应，失去电子变为Fe2＋‎ 7‎ ‎，A错误；在氢氧燃料电池中，通入氧气的电极为正极，由于电解质溶液为酸性，因此正极的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B正确；在锌锰干电池中，由于活动性：Zn＞C，所以Zn为负极，失去电子，发生氧化反应变为Zn2＋，所以随着电池的使用，锌筒不断被消耗，而逐渐变薄，C正确；在铅蓄电池中，负极上Pb失去电子变为Pb2＋，与溶液中的SO结合形成PbSO4，在正极上发生反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，因此使用一段时间后，随着反应的不断进行，硫酸铅沉淀在电极板上，溶液中浓度降低，溶液的酸性减弱，导电能力下降，D正确。‎ ‎13.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：2H2O2H2↑＋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　原电池都是将化学能转化为电能的装置，故A正确；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；此循环过程中水是在光照和光分解催化剂的作用下分解为氢气和氧气，故C错误；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。‎ ‎14．(2019·德州高一检测)(1)下列装置属于原电池的是________。‎ ‎(2)在选出的原电池中，________是负极，发生________(填“氧化”或“还原”)反应，________是正极，该极的现象是__________________________。‎ ‎(3)在该原电池的内电路中，硫酸根离子移向________(填“正”或“负”)极。‎ ‎(4)此原电池反应的化学方程式为__________________________________________。‎ 解析：(1)①中没有两个活泼性不同的电极，所以不能构成原电池，错误；②没有构成闭合回路，所以不能构成原电池，错误；③酒精为非电解质溶液，所以不能构成原电池，错误；④电极材料相同，所以不能构成原电池，错误；⑤符合原电池的构 7‎ 成条件，所以能构成原电池，正确。(2)该装置中，铁易失电子而作负极，铜作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，所以有气泡生成。(3)原电池内电路中，硫酸根是阴离子，阴离子移向负极。(4)该原电池中，铁失电子生成亚铁离子，正极上氢离子得电子生成氢气，所以电池反应式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。‎ 答案：(1)⑤　(2)Fe　氧化　Cu　有气泡产生　(3)负 ‎(4)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑‎ ‎15．(2019·孝感高一检测)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式都为2H2＋O2===2H2O。‎ ‎(1)工作时，电解质溶液中阴离子移向________(填“正”或“负”)极。‎ ‎(2)酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸，其负极反应式为2H2－4e－===4H＋，则其正极反应式为_____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液，则其负极反应式为________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)工作时，电解质溶液中阴离子移向负极。(2)酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸，其负极反应式为2H2－4e－===4H＋，总反应式－负极反应式得正极反应式，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。(3)碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液，负极是氢气失电子发生氧化反应，负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。‎ 答案：(1)负　(2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O ‎(3)2H2＋4OH－－4e－===4H2O ‎16．(2019·北京西城区高一检测)电能是现代社会应用最广泛的能源之一。‎ ‎(1)某原电池装置如图所示。‎ 其中，Zn电极为原电池的______极(填“正”或“负”)，电极反应式是________________________。Cu电极上发生的反应属于________(填“氧化”或“还原”)反应，当铜表面析出‎4.48 L氢气(标准状况)时，导线中通过了________ mol电子。‎ ‎(2)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是________(填序号)。‎ ‎①CaO＋H2O===Ca(OH)2‎ ‎②2H2＋O2===2H2O ‎③2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2‎ 解析：(1)在原电池中，由于金属活动性：Zn>Cu，所以Zn电极为原电池的负极，负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋‎ 7‎ ‎；Cu电极为正极，正极上发生的反应为还原反应；当铜表面析出‎4.48 L氢气(标准状况)时，n(H2)＝＝0.2 mol，则电子转移n(e－)＝0.2 mol×2＝0.4 mol，所以导线中通过了0.4 mol电子。(2)可实现化学能直接转化为电能的装置的反应是氧化还原反应，①CaO＋H2O===Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能设计成原电池；②2H2＋O2===2H2O是氧化还原反应，可以设计为原电池；③2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2是氧化还原反应，可以设计为原电池，故合理选项是②③。‎ 答案：(1)负　Zn－2e－===Zn2＋　还原　0.4　(2)②③‎ ‎17．(1)如图是银锌原电池装置的示意图，以硫酸铜为电解质溶液。回答下列问题：‎ ‎①Zn电极是________(填“正极”或“负极”)，反应中质量会变________(填“大”“小”或“不变”)‎ ‎②银电极上发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_______________________________。‎ ‎(2)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。甲醇燃料电池能量转化率高，对环境无污染。该燃料电池的工作原理如图所示(质子交换膜可以通过H＋)：‎ 通入甲醇气体的电极为电池的______(填“正”或“负”)极，电解质溶液中H＋向______电极移动(填“a”或“b”)。‎ 解析：(1)①由图可知，Zn为负极，负极上电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，失去电子被氧化生成Zn2＋，质量减小。②Ag为正极，正极上Cu2＋得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。(2)该燃料电池中，通入甲醇的电极是负极、通入氧气的电极是正极，所以a为负极，b为正极，原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，所以H＋向b电极移动。‎ 答案： (1)负极　小　还原反应　Cu2＋＋2e－===Cu ‎(2)负　b 7‎