1、第二节 化学能与电能5分钟训练(预习类训练，可用于课前)1.根据Zn+Cu2+=Zn2+Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是( )A.镁 B.石墨 C.铝 D.铅根据原电池形成条件，要使Zn作负极，与它相连的金属必须要比Zn的活泼性差，石墨为非金属，故答案为D。答案：D2.X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出，X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为( )A.XYZ B.XZY C.YXZ D.YZX解析：X能把Z从其硝酸盐溶液中置换出来，说明X的活泼性强于Z；X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，说明Y
2、的活泼性强于X，故正确答案为C。答案：C3.市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。试完成下列问题：(1)热敷袋产生热量的来源是_。(2)炭粉的主要作用是_。(3)加入NaCl的作用是_。(4)木屑的作用是_。解析：本题主要考查学生对原电池原理的掌握和应用的题目，是一道理论联系实际的好题。答案：(1)铁被氧化放出的热量(2)与铁屑、NaCl溶液构成原电池，加速铁屑的氧化(3)NaCl溶于水，形成电解质溶液(4)使用“热敷袋”时受热均匀4.1 mol氢气燃烧时约放热286 kJ，而每千克汽油燃烧时约
3、放热4 600 kJ。氢气被认为是本世纪替代矿物燃料的理想能源。试述氢气作为能源的三个主要优点：_；_；_。可从H2和汽油的燃烧产物的异同点对比得出结论：产物：H2生成H2O，汽油生成H2O、CO2，还有少量CO、SO2等污染物；放热：每千克汽油燃烧时约放出4 600 kJ，每千克H2放出286=143 000 kJ，是汽油的3.1倍。来源：H2可来自水，汽油要由石油分馏或裂化产生。答案：来源丰富 单位质量的氢气燃烧时放出热量多 燃烧后不产生污染物10分钟训练(强化类训练，可用于课中)1.自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( )生物能 核能 电能 太阳能 化学能A. B. C.
4、D.解析：人骑自行车是将生物能转化为机械能；电动自行车是将蓄电池的电能转化为机械能；普通汽车是将汽油的化学能转化为机械能，所以B选项正确。答案：B2.如图所示的装置中，能够组成原电池，产生电流的是( )解析：根据构成原电池的条件必须同时满足：(1)要有活动性不同的两个电极。如金属与金属，金属与非金属(如石墨)等。(2)要有电解质溶液，如酸、碱或盐溶液都可以。(3)要有导线，能形成闭合回路。由此条件进行判断：A项中两个电极的金属性相同，不符合条件(1)。C项中没有构成闭合回路，不符合条件(3)。D项中没有电解质溶液，酒精是非电解质。所以只有B项符合条件。答案：B3.氢氧燃料电池是将H2和O2分别
5、通入电池，穿过浸入20%40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为：H2+2OH-2e-=2H2O和O2+H2O+2e-=2OH-则下列叙述正确的是( )A.通H2的一极是正极，通入O2的一极是负极B.通O2的一极是正极，通入H2的一极是负极C.工作一段时间后电解质溶液pH增大D.工作时负极区附近pH减小解析：H2失去电子为负极，负极产生水稀释，且消耗OH-，碱性减弱，pH减小。O2得到电子为正极。故A、C项错误，B、D项正确。答案：BD4.废电池污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是( )A.锌、铁、铜 B.汞、镉、铅 C.石墨 D.二氧化锰解析：电池中的汞、镉、铅等
6、重金属离子对土壤和水源造成污染。故选B项。答案：B5.下列反应属于放热反应的是( )A.铝和盐酸反应 B.碳和CO2加热C.石灰石的分解 D.天然气燃烧解析：B、C项为吸热反应。答案：AD 能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。H2是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)2H2(g)+O2(g)。根据以上叙述，完成67题。6.下列叙述正确的是( )A.电能是二级能源 B.水力是二级能源C.天然气是一级能源 D.水煤气是一级能源7.关于用水制取二级能源H2，以下研究方向不正确的
7、是( )A.构成水的氢和氧是可以燃烧的物质，因此，可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源B.设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生H2C.寻找高效催化剂，使水分解产生H2，同时释放能量D.寻找特殊的化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取H2解析：根据“自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源”，可知6题中的水力、天然气属于一级能源；根据“需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源”，可知电能、水煤气属于二级能源。7题中的A项，水是一种物质，但组成它的元素氢、氧不能称为物质，只有将氢转化为单质氢气时才可以燃烧，故A项不正确；使水分解的条件有电解、高温、合适的催化剂等，B项充分利用自然资源(
8、太阳能)以产生高温来分解水，是一种较理想的方案，则B项正确；C项即是寻找合适的催化剂，但并不能改变水的分解反应是吸热反应这一事实，即不可能释放能量，则C项不正确；若用电解法制取氢气，因消耗大量的电能而成本太高，D项是开发廉价能源，以分解水制取H2，也是可行的方案，则D项正确。答案：6.AC 7.AC30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)1.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，该反应的原电池的正确组成是( )ABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4CuCl2解析：由离子方程式：Zn+Cu2+=Zn2+Cu可知原电池中，Zn
9、应作负极，Cu或Fe可作正极，A项错误。电解质溶液应为可溶性铜盐溶液，所以B项错误。故C、D项正确。答案：CD2.已知空气锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O石墨：O2+H2O+2e-=2OH-据此判断，锌片是( )A.负极，并被氧化 B.负极，并被还原C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原解析：锌失去电子，被氧化，作原电池的负极。答案：A3.随着人们生活质量的提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是( )A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉、铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极解
10、析：电池中的重金属离子会对土壤和水源产生污染，故必须要集中回收处理。答案：B4.将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成。若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀，B未被腐蚀，关于A、B的叙述正确的是( )A.金属活动性ABB.还原性BAC.在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应D.金属B的表面有明显气泡产生，金属A表面无明显现象解析：金属A和金属B相连投入稀H2SO4中，形成原电池，A被腐蚀说明A失去电子，被氧化，作负极，则A比B的金属活动性强，还原性A强于B。故A项正确，B、C项错误。原电池中，H+在正极B上得到电子，生成H2，B的表面有明显气泡产生，A的
11、表面无明显现象，故D项正确。答案：AD5.一种新型燃料电池，是用两根金属铂作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入H2和O2，下列说法不正确的是( )A.通入H2的电极为负极B.通入O2的一极电极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-C.随着放电的进行，负极附近pH上升D.标准状况下通入5.6 L O2完全反应后有1 mol电子转移解析：电极反应为：正极：2H2O+O2+4e-=4OH-负极：2H2+4OH-4e-=4H2O所以通H2的一极为负极，并且负极pH下降。答案：C6.下列有关原电池的叙述正确的是( )A.把电能转变为化学能，使溶液发生氧化还原反应B.电子从活泼金属流向不活泼金属，
12、不活泼金属为负极C.外电路中电子从负极流向正极D.正极发生氧化反应解析：原电池是化学能转化为电能的装置，故A项错误。原电池中活泼金属作负极，失电子，电子沿导线流向正极；负极发生氧化反应，正极发生还原反应。故B、D项错误，C项正确。答案：C7.下列关于实验现象的描述不正确的是( )A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快解析：铜铁是两种活泼性不同的金属，稀硫酸是电解质溶液，三者共同形成原电池，铁片上发
13、生氧化反应：Fe-2e-=Fe2+；铜片上发生还原反应：2H+2e-=2H 2H=H2故A选项正确；B选项中Zn片上发生氧化反应Zn-2e-=Zn2+，铁片上发生还原反应，溶液中的 Zn2+2e-=Zn沉积在铁片上，故B选项正确；C选项发生的反应为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，故C错误；在D选项中由于发生Zn+Cu2+=Zn2+Cu，Cu沉积在Zn片上形成原电池，加快了氢气放出的速率，D选项也正确。答案：C8.对于原电池的组成条件，某同学列出了以下几点，其中正确的是( )A.有两种活动性不同的金属(或非金属单质)作电极B.电极材料均插入电解质溶液中C.电极必须是金属D.两极相
14、连形成闭合电路E.必须有一个自发的氧化还原反应解析：由形成原电池的条件是可知，组成原电池的条件是A、B、D、E。电极有两个，负极必须是较活泼的金属，而正极可以是较不活泼的金属，也可以是非金属，如碳棒。答案：ABDE9.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，下列叙述正确的是( )A.负极有Cl2逸出，正极有H2逸出B.负极附近Cl-的浓度减小C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大D.溶液中Cl-的浓度基本不变解析：Fe为负极：Fe-2e-=Fe2+；Ag为正极：2H+2e-=H2；Cl-的浓度基本不变。答案：D10.下图所示能够组成原电池，并且能产生明显的电流的是( )解析：首
15、先按照构成原电池的条件，B、C、D项为原电池，但D项中的Zn与硫酸锌不反应，且溶液酸性弱，产生电流弱。答案：B、C11.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不易被腐蚀。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、C、A、B B.D、A、B、CC.D、B、A、C D.B、A、D、C解析：A、B形成原电池，B不易被腐蚀，则A为负极，B为正极，活泼性AB；A、D放入HCl中，D反应剧烈，则活泼性DA，Cu不能置换B而Cu能置换C，则活泼性BC
16、uC。所以活泼性为：DABC。答案：B12.下列事实不能用电化学理论解释的是( )A.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀B.轮船水线以下的船壳上，镶嵌一定量的锌块C.铝片不用特殊的方法保存D.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后反应速率加快解析：由于铝在空气中发生化学腐蚀生成一层氧化物薄膜,起到保护作用,所以与电化学理论无关。答案：C13.将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下：金属 电子流动方向 电压/VA ACu -0.78B CuB -0.15C CCu +1.35D DCu +0.30已知，构成两电
17、极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。请依据记录数据判断，下列有关说法正确的是( )A.在四种金属中C的还原性最强B.金属B能从硫酸铜溶液中置换出铜C.A、D若形成原电池时，A为正极D.A、B形成合金时，将该合金露置在空气中，A先被腐蚀解析：由题意中的电子流向可知金属性强弱为ACu，BCu，DCu，由此可推断B、C项错误，D项正确。再由电压数据的最大值为+1.35，可知C的金属性最强，所以A项正确。答案：AD14.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，且B的核外电子数比A多2个，C的质子数比B多4个，1 mol A的单质与酸反应，能置换出1 g H2，这时，A转化为具有与氖原子
18、相同的电子层结构的离子。请完成下列问题：(1)写出A、B、C的元素符号。(2)写出A的单质与水反应的离子方程式。(3)写出A与C单质化合的化学方程式，指出氧化剂和还原剂。解析：本题考查学生运用原子(或离子)结构结合化学方程式综合解题的能力。本题可以从判断单质A入手分析，因为1 mol A与酸反应置换出0.5 mol H2，所以1 mol A失去1 mol e-从而形成A+结构。A+与氖原子电子层结构相同，不难得出A是Na。其他原子的名称便迎刃而解。答案：(1)A：Na B：Al C：Cl(2)2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2(3)2Na+Cl2=2NaCl，其中Na是还原剂，Cl2是氧
19、化剂15.X、Y、Z均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如右图所示，已知X、Y、Z三元素的质子数之和为31，试完成下列问题：(1)X原子的电子式为_。(2)Y的最高价氧化物的电子式_。(3)Z的单质与盐酸反应的化学方程式。解析：若X质子数为n，则Y、Z质子数分别为n+8-2,n+8-1,得n+n+8-2+n+8-1=31,n=6,X为碳元素，Y为镁元素，Z为铝元素。答案：(1) (2) (3)2Al+6HCl=2AlCl3+3H216.目前常用的镍镉(NiCd)电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均
20、难溶于水但能溶于酸。(1)该电池放电时的负极材料是_。A.Cd(OH)2 B.Ni(OH)2 C.Cd D.NiO(OH)(2)以下说法正确的是_。以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能A. B. C. D.(3)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为_。(4)下图是废弃镍镉电池中的重金属渗入水体后，进入人体的一条途径：ABCD人生物体D中重金属浓度_(填“大于”“等于”或“小于”)生物体A中重金属浓度，这是通过食物链_作用所引起的。除上述途径外
21、，被污染水体中的重金属还可以直接通过_ (途径)进入人体。(5)另一种常用的电池是锂电池(锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7)，由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电荷量)特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为Li+MnO2=LiMnO2。试完成下列问题：锂电池比容量特别大的原因。锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因。解析：根据原电池原理及生物学知识综合分析解决。答案：(1)C (2)B(3)在酸性土壤中，Ni(OH)2、Cd(OH)2和酸反应生成Ni2+和Cd2+(4)大于 富集 饮水(5)Li的摩尔质量小 2Li+2H2O=2LiOH+H2
