1、学业分层测评(十一)化学能转化为电能化学电源(建议用时：45分钟)学业达标1如图所示的装置，能够组成原电池产生电流的是()【答案】D2将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度同体积的稀硫酸中一段时间，下列叙述中正确的是()A两烧杯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两烧杯的溶液中H浓度均减小D乙装置中化学能转化为电能【解析】根据原电池的形成条件，甲是原电池，总反应为Zn2H=Zn2H2；乙没用导线将两金属片相连，不能形成原电池，只能在Zn片上发生置换反应：Zn2H=Zn2H2；分析可知，甲中铜片上有气泡产生，乙中锌片上有气泡产生。【答案】C3将等质量的两份锌粉a，b分别加入过量
2、的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是() 【导学号：31792058】 A B C D【解析】a中加入CuSO4溶液，被置换出的铜覆盖在Zn的表面，形成原电池，产生H2的速率加快，反应所需时间缩短，但置换铜时消耗了一部分锌，故与稀硫酸反应的锌的质量减少，完全反应后生成的H2的量比b少，答案为A。【答案】A4如下图所示，将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成闭合回路，该装置在工作时，下列叙述中正确的是()A镁比铝活泼，镁失去电子被氧化成Mg2B铝是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成C该装置的
3、内、外电路中，均是电子的定向移动形成电流D该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理【解析】A项，在Mg、Al与一定浓度的NaOH溶液形成的原电池中，由于Al能够与NaOH发生反应，所以Al作负极，发生氧化反应失去电子被氧化成Al3，错误；B项，铝是电池的负极，开始工作时溶液中产生的Al3会与溶液中过量的OH发生反应产生容易溶解的AlO，因此溶液中不会立即有白色沉淀生成，错误；C项，该装置的外电路中，电子的定向移动形成电流，而在内电路中则是离子定向移动形成电流，错误；D项，由于Al2O3能够与NaOH发生反应而溶解，所以该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理，正确。【答案】D5李明在学
4、完了原电池的知识之后，设计了如图所示的柠檬水果电池，观察到外电路上的电流从电极X流向电极Y。已知他选择了铁为X极，则Y极应该是()A锌B石墨C银 D铜【解析】电流的方向与电子的流动方向相反，则电子由电极Y经导线流向电极X，因此Y电极的活泼性强于铁，故Y电极只能为锌。【答案】A6有如图装置，下列有关该装置反应开始时的叙述正确的是()A锌极附近滴入酚酞，溶液呈红色B铁极发生的电极反应为2H2OO24e=4OHC铁极发生吸氧腐蚀生成铁锈D溶液中的OH向铁极移动【解析】装置相当于中性溶液中较活泼金属锌发生吸氧腐蚀，锌极发生反应Zn2e2OH=Zn(OH)2，滴入酚酞，溶液不呈红色，A错误；铁极发生还原
5、反应，而铁的腐蚀是氧化反应，B正确，C错误；溶液中阴离子向锌极(负极)移动，D错误。【答案】B7由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池，A是正极，则下列推断正确的是 ()AA的金属性强于BBA电极上发生的电极反应是还原反应C电子不断由A电极经外电路流向B电极DA在金属活动性顺序表中一定排在氢前面【解析】原电池中，负极金属的活动性比正极金属的活动性强，电子从负极流向正极，正极金属的活动性比负极金属的活动性弱，但不一定排在氢的前面。【答案】B8以前所用锌锰干电池的电极分别为锌筒和石墨棒，以糊状NH4Cl作电解质，电极反应为Zn2e=Zn2，2MnO22NH2e=Mn2O32NH3H2O。下列有关锌锰
6、干电池的叙述中，正确的是()A干电池中锌筒为正极，石墨棒为负极B干电池长时间连续工作后，糊状物可能流出，腐蚀用电器C干电池工作时，电流方向是由锌筒经外电路流向石墨棒D干电池可实现化学能向电能和电能向化学能的相互转化【解析】锌锰干电池中，较活泼的金属锌筒为负极，石墨棒为正极，A错误；长时间使用后，锌筒上出现空洞，糊状电解质流出，容易腐蚀用电器，B正确；原电池中电子流动方向由负极经外电路流向正极，而电流方向相反，C错误；干电池中只有化学能转化为电能，D错误。【答案】B9某原电池总反应离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2能实现该反应的原电池是()A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B正极为
7、铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液【解析】根据总反应中Fe发生氧化反应，作负极，Fe3发生还原反应，电解质溶液中含Fe3，正极是比Fe不活泼的材料。【答案】A10氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题： 【导学号：31792059】(1)负极反应式为_，溶液pH_(填“增大”“不变”或“减小”)。(2)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全
8、储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=LiOHH2反应中的还原剂是_，7 g Li可吸收标况下H2_L，此时转移电子_mol。【解析】(1)在氢氧燃料电池中，通入燃料的电极是负极，负极反应式为2H2 4e 4OH=4H2O；通入氧气的电极是正极，正极的电极反应式是：O2 4e 2H2O= 4OH ；由于不断消耗氢氧根离子，所以溶液的pH逐渐减小；(2)在反应中的还原剂是Li；7 g Li的物质的量是1 mol，根据反应方程式可知反应消耗0.5 mol的氢气，其在标况下的体积是11.2 L。由于Li是1价的金属，所以此时转移电子1
9、 mol。【答案】(1)2H2 4e 4OH=4H2O 减小(2)Li 11.2 111写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学(离子)方程式。负极正极电解质溶液(1)铁铜稀硫酸(2)铜银硝酸银溶液(3)H2O2KOH溶液(1)负极：_；正极：_；总反应式：_。(2)负极：_；正极：_；总反应式：_。(3)负极：_；正极：_；总反应式：_。【解析】(1)FeCuH2SO4构成的原电池中，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2；Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2。(2)CuAgAgNO3构成的原电池中，Cu作负极，电极反应式为Cu2e=Cu2；Ag作正极，电极反应式为Age=Ag。(3)氢
10、氧燃料电池中，通H2的一极为负极，电极反应式为H22OH2e=2H2O，通O2的一极为正极，电极反应式为2H2OO24e=4OH。【答案】(1)Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H=Fe2H2(2)Cu2e=Cu22Ag2e=2AgCu2Ag=Cu22Ag(3)2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O12如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。(1)B为原电池的_极，金属活泼性，A_B(填“”或“”)；若电极有：Zn、Fe、Cu、Ag四种金属棒，且已知B为Cu，则A为_。(2)若电解质溶液有稀H2SO4和AgNO3溶液，则C应
11、为_。【解析】据题意可知，B为原电池负极，A为正极，所以金属活泼性：AB，因此，若B为Cu，则A只能为Ag，且电解质溶液应为不活泼金属的盐溶液，故C应为AgNO3溶液。 【答案】(1)负Ag(2)AgNO3溶液能力提升13原电池电极的确定不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 ()A由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Al3e=Al3B由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu2D由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu
12、2【解析】由于在碱性条件下镁不与NaOH溶液反应，而铝可以与NaOH溶液发生氧化还原反应，所以B项正确；C项中铁的活泼性较强，故应为Fe2e=Fe2；D项中由于常温下铝遇浓硝酸易发生钝化，所以此时铜更容易失去电子而作负极。【答案】C14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不易腐蚀；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈；将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化；如果把Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()Ad、c、a、bBd、a、b、cCd、b、a、c Db、a、d、c【解析】将a与b用导线连接起来浸入电解质溶液中，b不
13、易腐蚀，说明b作正极，a比b活泼；将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈，说明d比a活泼；将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化，说明b比Cu活泼；如果把Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出，说明Cu比c活泼，因此选B。【答案】B15某同学为探究马口铁(镀锡铁的俗称)和白铁(镀锌铁的俗称)的抗蚀性，分别将剪下的一块马口铁片和一块白铁片放入锥形瓶，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按图示装置进行实验。请帮他完成该实验： 【导学号：31792060】(1)数分钟后观察，下列现象不可能出现的是_(填序号)。烧杯中导气管口产生气泡烧杯中导气管里形成一段水柱金属片剪口处变红(2)图1中被腐蚀的是_，图2中被腐蚀的是_，由此可见，镀层被破坏后，抗腐蚀性强的是_；(3)写出马口铁被腐蚀时的正极反应式_；(4)写出白铁被腐蚀时的负极反应式_。【解析】依据原电池原理，可知活泼金属作负极，先被腐蚀。该题考查的是典型的钢铁电化学腐蚀，马口铁被腐蚀时，铁作负极被腐蚀；白铁被腐蚀时，锌作负极被腐蚀。无论哪个装置，正极反应均为O22H2O4e=4OH，导致溶液显碱性。由于装置中氧气被消耗，气压减小，所以会在导气管口形成一段水柱。【答案】(1)(2)铁锌白铁(3)O22H2O4e=4OH(4)Zn2e=Zn2
