学年高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能作业2新人教版必修2.docx
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学年高中化学第2章化学反应与能量第2节化学能与电能作业2新人教版必修2
第2节化学能与电能
1．铁片和碳棒用导线连接平行放入稀硫酸中，铁片（）
A.是正极B.是负极C.得到电子D.发生还原反应
【答案】B
2．下列关于原电池的叙述中，正确的是（）
A.电流从正极流出B.正极不断产生电子经导线流向负极
C.负极发生还原反应D.电极只能由两种不同的金属构成
【答案】A
【解析】A．原电池工作时，原电池中电流由正极经导线流向负极，故A正确；B．电子流出的为负极，故B错误；C．电子流出的为负极，负极发生氧化反应，故C错误；D．构成原电池的正极和负极可以有一极是非金属导体，故D错误；故选A。
3．对于下图所示的铜-锌原电池，下列说法不正确的是
A.铜为正极
B.锌片被还原
C.铜片上有气泡产生
D.外电路电子从锌片移向铜片
【答案】B
【解析】该原电池中，较活泼的金属锌作负极，铜作正极。
负极上发生氧化反应，锌失去电而溶解，电子经外电路流向正极；正极上发生还原反应，电解质中的氢离子在正极上得到电子被还原为氢气而产生气泡。
综上所述，B不正确，选B。
4．下列设备工作时，将化学能转化为电能的是
A
B
C
D
锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶
硅太阳能电池
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】A.电池在工作时化学能转化为电能，A正确；B.太阳能集热器工作时光能转化为热能；C.燃气灶工作时化学能主要转化为热能；D.太阳能电池工作时光能转化为电能。
所以选A。
5．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料,下列说法错误的是（）
A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH－向正极移动D.总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
【答案】C
6．下列说法中不正确的是（）
A.化学电池的反应本质是氧化还原反应
B.燃料电池是一种高效、对环境污染小的新型电池
C.锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
D.铅蓄电池放电时负极是Pb正极是PbO2
【答案】C
【解析】A．化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的转移，实质为氧化还原反应，故A正确；B．燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，故B正确；C.锂离子电池属于二次电池，碱性锌锰干电池属于一次电池，故C错误；D．铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极，PbO2被还原，为原电池的正极，故D正确；故选C。
7．LED产品的使用为城市增添色彩。
下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。
下列有关叙述正确的是
A.a处通入氧气，b处通氢气
B.通入H2的电极发生反应：
H2－2e-＝2H+
C.通入O2的电极发生反应：
O2+4e-+2H2O＝4OH－
D.该装置将化学能最终转化为电能
【答案】C
8．下列四组能形成原电池且放电后，正极有金属析出的是
A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu、稀硫酸
C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2（SO4）3溶液
【答案】AC
【解析】A．Cu、Ag、AgNO3溶液构成原电池，Cu为负极，银为正极，且有Ag析出，故A正确；B．Zn、Cu、稀H2SO4构成原电池，Zn为负极，溶解锌，析出氢气，故B错误；C．Fe、Zn、CuSO4溶液，Zn为负极，Fe为正极，有Cu析出，故C正确；D．Fe、C、Fe2（SO4）3溶液构成原电池，Fe为负极，C为正极，正极上三价铁离子得电子生成二价铁离子，正极上没有单质生成，故D错误；故选AC。
9．某实验兴趣小组按如图装置实验后，所记录内容合理的是
实验
记录
①Zn质量减少，Cu质量不变；
②外电路电流方向是：
由Cu→Zn；
③SO42﹣向Cu极移动；
④Zn电极发生氧化反应；
⑤正极反应式：
Cu2++2e﹣═Cu
A.①②④B.②③④C.②④⑤D.①③⑤
【答案】C
【解析】①铜为正极，发生Cu2++2e-=Cu，铜极质量增大，故①错误；②电流由正极流向负极，即由Cu电极流向Zn电极，故②正确；③原电池工作时，阴离子向负极移动，故③错误；④Zn电极发生氧化反应，故④正确；⑤正极发生还原反应，电极方程式为Cu2++2e-═Cu，故⑤正确；故选C。
10．下列说法中不正确的是
A.将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中，a的质量减少，说明a比b活泼
B.燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池
C.化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应
D.镍氢电池和锌锰干电池都是可充电电池
【答案】D
11．右图为原电池示意图，下列说法正确的是（）
A.该装置能够将化学能转化成电能
B.锌是负极，发生还原反应
C.电子由铜片通过导线流向锌片
D.铜是负极，发生氧化反应
【答案】A
【解析】A.该装置是原电池，能够将化学能转化成电能，A正确；B.锌是负极，发生氧化反应，B错误；C.电子由锌片通过导线流向铜片，C错误；D.铜是正极，溶液中氢离子放电，发生还原反应，D错误，答案选A。
12．有a、b、c、d四个金属电极，有关的化学装置、部分反应现象如下：
实验装置
实验现象
a极质量减小，
b极质量增加
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（）
A.d>a>b>cB.a>b>c>dC.b>c>d>aD.a>b>d>c
【答案】A
13．A、B、C都是金属，把A浸入C的盐溶液中，A的表面有C析出，A与B和酸溶液组成原电池时，B为电池的负极。
A、B、C金属的活动性顺序为 （ ）
A.A>B>CB.A>C>BC.B>C>AD.B>A>C
【答案】D
【解析】把A浸入C的盐溶液中，A的表面有C析出；说明金属A可以把金属C从其盐中置换出来，所以活泼性A＞C，A、B和稀硫酸组成原电池时，B为电池的负极，所以活泼性B＞A，A、B、C三种金属的活动性顺序为B＞A＞C，故选D。
14．关于下图所示装置的叙述，正确的是（）
A.氢离子在铜片表面被还原
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.铜是负极，铜片上有气泡产生
【答案】A
【解析】A．正极发生还原反应，氢离子在铜片表面被还原生成氢气，故A正确；B．铜为正极，氢离子在正极得到电子被还原，则铜片质量不变，故B错误；C．铜为正极，锌为负极，则电流从铜片经导线流向锌片，故C错误；D．铜为正极，铜极上生成氢气，故D错误；故选A。
15．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化；盐桥用于连通两个溶液）（ ）
A.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低
B.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高
C.当杠杆为导体时，A端低B端高
D.当杠杆为导体时，A端高B端低
【答案】C
16．如图装置中，明显有电流产生的是（）
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A、酒精是非电解质，因此不能构成原电池，故A错误；B、Pb、Cu和硝酸钠不能发生氧化还原反应，因此不能构成原电池，故B错误；C、Cu比银活泼，发生Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag，因此能够构成原电池，故C正确；D、没有形成闭合回路，不能构成原电池，故D错误。
17．有A、B、C、D四种金属。
将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B为正极。
将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是
A.D>A>B>CB.B>A>D>CC.D>B>A>CD.D>A>C>B
【答案】A
【解析】两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀，较不活泼的金属作正极，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B为正极，所以A的活动性大于B。
金属和相同的酸反应时，活动性强的金属反应剧烈，将A、D分别投入等浓度盐酸溶液中，D比A反应剧烈，所以D的活动性大于A；金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，说明B的活动性大于铜。
如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明铜的活动性大于C，则活动性B＞Cu＞C；所以金属的活动性顺序为：
D＞A＞B＞C，答案选A。
18．下列说法正确的是
A.原电池是把电能转化为化学能的装置B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C.元素周期表中第ⅠA族全部是金属元素D.原电池中的阳离子向正极移动
【答案】D
【解析】A.原电池是把化学能转化为电能的装置，A错误；B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关系，B错误；C.元素周期表中第ⅠA族除氢元素外全部是金属元素，C错误；D.原电池中的阳离子向正极移动，D正确，答案选D。
19．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是（）
A.溶液中OH-向电极a移动
B.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4：
3
C.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
D.电子迁移方向：
电极a→导线→电极b→电解质溶液→电极a
【答案】D
20．下列关于能源的叙述错误的是（）
A.人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应产生的
B.氢氧燃料电池工作过程中，热能转变为电能
C.电解水制取H2过程中，电能转变为化学能
D.生物质能源是可再生能源
【答案】B
【解析】A.人类目前所直接利用的能量大部分是由化石燃料燃烧产生的，故A正确；B.氢氧燃料电池工作过程中，化学能转变为电能，故B错误；C.电解水制取H2过程中，电能转变为化学能，故C正确；D.生物质能源是可再生能源，故D正确。
故选B。
21．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，阳离子向正极方向移动D.原电池中正极一定是不活泼金属
【答案】C
点睛：
明确原电池原理是解题关键，原电池是把化学能转变为电能的装置，原电池放电时，负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此回答判断。
22．某电池总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，不能实现该反应的原电池是
A.电极材料Fe、Cu，电解质溶液FeCl3溶液
B.电极材料石墨、Cu，电解质溶液Fe2（SO4）3溶液
C.电极材料Pt、Cu，电解质溶液FeCl3溶液
D.电极材料Ag、Cu，电解质溶液Fe2（SO4）3溶液
【答案】A
【解析】电极材料Fe、Cu，电解质溶液FeCl3溶液，铁的活泼性大于铜，总反应2Fe3++Fe=3Fe2+；电极材料石墨、Cu，电解质溶液Fe2（SO4）3溶液，总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；电极材料Pt、Cu，电解质溶液FeCl3溶液，铜活泼性大于Pt，总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；电极材料Ag、Cu，电解质溶液Fe2（SO4）3溶液，铜活泼性大于Ag，总反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故选A。
23．熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是
A.电池工作时，CO32-向电极B移动
B.电极A上H2参与的电极反应为：
H2+2OH--2e-=2H2O
C.电极B上发生的电极反应为：
O2+2CO2+4e-=2CO32-
D.反应CH4+H2O
3H2+CO，每消耗1molCH4转移12mol电子
【答案】C
24．氢氧燃料电池是一种化学电源，如图所示，以石墨为电极，两极分别通入氢气和氧气，KOH溶液为电解质溶液，下列说法不正确的是（）
A.在电池反应中每转移2mol电子，正极消耗O2的体积为11.2L
B.b极的电极反应式为：
O2+2H2O+4e-=4OH-
C.工作一段时间后，电解质溶液碱性减弱
D.该装置将化学能转化为电能
【答案】A
【解析】A．在电池反应中每转移2mol电子，正极消耗O2的体积在标准状况下为11.2L，故A错误；B．b极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：
O2+2H2O+4e-═4OH-，故B正确；C．该电池的总反应是氢气与氧气反应生成水，溶液的体积增大，氢氧根离子浓度减小，则电解质溶液碱性减弱，故C正确；D．原电池是将化学能转化为电能的装置，故D正确；答案为A。
25．已知反应Cu（s）＋2Ag＋（aq）===Cu2＋（aq）＋2Ag（s）为自发进行的氧化还原反应，将其设计成如右图所示的原电池，下列说法中正确的是（）
A.铜电极是正极，其电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
B.当铜电极质量减少0.64g时，电解质溶液中有0.02mol电子通过
C.装置盐桥中可装有含琼脂的KCl饱和溶液
D.银电极上发生还原反应，电极质量增加
【答案】D
26．某原电池总反应的离子方程式为：
2Fe3++Fe＝3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（）
A.正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2（SO4）3溶液
B.正极为C，负极为Fe，电解质为Fe（NO3）3溶液
C.正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液
D.正极为Ag，负极为Fe，电解质为Fe2（SO4）3溶液
【答案】A
【解析】原电池总反应离子方程式为：
2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe失去电子，为原电池的负极，正极为比Fe不活泼的金属或非金属，电解质为氯化铁或硫酸铁，而A中负极为Zn，该电极上会发生失电子的氧化反应，而不是铁发生失电子的氧化反应，所以A不能实现该反应，故选A。
27．下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并有因果关系的是
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
同主族元素的最外层电子数相同
同主族元素均有相似的化学性质
B
原电池可将化学能转化为电能
原电池需外接电源才能工作
C
S的非金属性比Si强
酸性：
H2SO4＞H4SiO4
D
Na在Cl2中燃烧的生成物含离子键
NaCl固体可导电
【答案】C
【解析】A．同一主族元素的最外层电子数相同，同主族元素有相似的化学性质，但不一定完全相似，如ⅦA氟无正价，而Cl的最高正价为+7价，故A错误；B．原电池将化学能转化为电能，不需要外接电源就能工作，故B错误；C．S的非金属性比Si强，则最高价氧化物水化物的酸性H2SO4＞H4SiO4，故C正确；D．NaCl是离子化合物，存在离子键，但固体NaCl不导电，故D错误；答案为C。
28．H2S是一种剧毒气体，对H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为：
2H2S（g） + O2（g） = S2（s） + 2H2O（l）∆H=－632kJ·mol-1。
下图为质子膜H2S燃料电池的示意图。
下列说法错误的是（）
A.电池工作时，电子从电极a经负载流向电极b
B.实际工作中当反应生成64gS2时，电池内部释放632kJ电能
C.电极a上发生的电极反应为：
2H2S-4e-= S2+4H+
D.当电路中通过4mol电子时，有4mol H+经质子膜进入正极区
【答案】B
29．用单质铁去除酸性水体中NO3-的原理如图所示，下列说法错误的是（）
A.能量转化形式主要为化学能转化为电能
B.电极材料分别为Fe和Fe3O4
C.正极反应为：
NO3-+8e-+l0H+==NH4++3H2O
D.该原理的总反应可表示为：
NO3-+4Fe+10H+=NH4++4Fe2++3H2O
【答案】D
【解析】A.能量转化形式主要为化学能转化为电能，故A正确；B.电极材料分别为Fe和Fe3O4，故B正确；C.正极反应为：
NO3-+8e-+l0H+==NH4++3H2O，故C正确；D.该原理的总反应可表示为：
NO3-+3Fe+H2O+2H+=NH4++Fe3O4，故D错误。
故选D。
30．a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置、部分实验现象如下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.a＞b＞c＞dB.d＞a＞b＞cC.b＞c＞d＞aD.a＞b＞d＞c
【答案】B
31．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图。
下列有关说法错误的是
A.a极为负极，电极上发生氧化反应
B.电池总反应可表示为：
2H2+O2=2H2O
C.外电路中电子由b电极通过导线流向a电极
D.该装置工作时把电能转化为化学能
【答案】CD
【解析】A、根据原电池工作原理，通氢气一极为负极，通氧气一极为正极，因此a极为负极，失去电子，发生氧化反应，故A说法正确；B、电解质传递H＋，因此a极电极反应式为H2－2e-2H＋，b极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，电池总反应是2H2＋O2=2H2O，故B说法正确；C、根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即从a极经外电路流向b极，故C说法错误；D、该装置为电池，是化学能转化成电能的装置，故D说法错误。
32．电池与现代人的生活密切相关，某同学为了研究原电池原理设计了如图所示的装置。
下列说法错误的是
A.X、Y不用导线连接时，铜棒上会有银析出
B.X和Y用导线连接时，银棒上发生的电极反应为Ag++e-==Ag
C.X和Y用导线连接时，电子由银经导线移向铜，再经电解质溶液移向银
D.无论X和Y是否用导线连接，铜棒均会溶解，溶液都从无色逐渐变成蓝色
【答案】C
33．如右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：
银电极上发生_____反应（“氧化”或“还原”），电极反应式为_______________，
该原电池的总反应离子方程式为__________________________。
【答案】还原Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu
【解析】由图可知，Ag为正极，正极上发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，该原电池的总反应离子方程式为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。
34．现有如下两个反应：
（A）NaOH+HCl=NaCl+H2O
（B）2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池（填“能”或“不能”）
（A）___________________（B）___________________
（2）如果（A或B）不能，说明其原因________________________________________;
（3）如果（A或B）可以，指出正、负极的电极材料，并写出电极反应式
负极：
材料：
_____；电极反应式：
______________________________
正极：
材料_______；电极反应式_______________________________。
【答案】⑴不能能
⑵A的反应非氧化还原反应，没有电子转移
⑶铜Cu—2e—=Cu2+碳棒2Fe3++2e—=2Fe2+
【解析】考查构成原电池的条件以及原电池的工作原理，
（1）构成原电池，首先能够自发发生氧化还原反应，（A）没有化合价的变化，不属于氧化还原反应，不能构成氧化还原，故（A）不能构成原电池；（B）存在化合价变化，属于氧化还原反应，能构成原电池；
（2）根据原电池的工作原理，负极：
失电子，化合价升高，即Cu化合价升高，Cu作负极，即电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋；正极：
得到电子，化合价降低，正极材料是能够导电物质，因此正极材料是石墨或Pt，电极反应式为Fe3＋＋e－=Fe2＋。
35．
（1）某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：
A极：
2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B极：
O2＋4e－===2O2－
则A极是电池的________极。
（2）有人以化学反应：
2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2＋＋2H2O为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H＋、Zn2＋进行工作。
则原电池的负极材料是________，发生的电极反应为______________________。
【答案】⑴负⑵锌Zn-2e＋===Zn2＋
36．化学反应都伴随着能量的变化，阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电极反应为：
2H2+O2＝2H2O，电解液为KOH溶液。
（1）氢氧燃料电池的突出优点是把______能直接转化为______能，而不用经过________能这一中间形式。
（2）有关氢氧燃料电池的下列叙述正确的是________（填选项）：
A.此电池能发出蓝色火焰
B.氢气为正极，氧气为负极
C.工作时正极附近电解液的pH可能增大.
D.负极：
2H2+4OH--4e-＝4H2O，正极：
O2+2H2O+4e-＝4OH-
（3）电池所产生的水可以作为饮用水，今欲获得常温下水100ml，则电池内电子转移的物质的量
约为_____________________mol.（结果保留两位小数）
【答案】⑴化学电热⑵C、D⑶11.11mol
【解析】考查原电池的工作原理和计算，
（1）电池是化学能转化成电能，不经过热能这一中间形式；
（2）A、燃料电池不是燃烧，不能发出蓝色火焰，故A错误；B、根据原电池工作原理，正极上得到电子，负极上失去电子，即氢气为负极，氧气为正极，故B错误；C、正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，c（OH－）增大，pH增大，故C正确；D、电解质为碱，负极反应式为H2＋2OH－－2e－=2H2O或2H2＋4OH－－4e－=4H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故D正确；（3）得到水100ml，即得到水的质量100g，消耗氢气物质的量为200/18mol，即转移电子物质的量为100×2/18mol=11.11mol。
37．在铜锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为________极，电极上发生的是________（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式为___________。
锌片上观察到的现象为________；铜为________极，电极上发生的是________（填“氧化”或“还原”）反应，电极反应式是________；铜片上观察到的现象是________
【答案】负氧化Zn－2e－===Zn2＋锌片溶解正还原Cu2＋＋2e－===Cu铜极变粗
【解析】本题考查原电池的工作原
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