1、第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）1下列关于原电池的叙述中正确的是()A正极和负极必须是两种不同的金属B原电池是把化学能转化成电能的装置C原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5 g锌溶解，正极上就有0.1 g氢气生成2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
2、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4下列四个化学反应中，你认为理论上不可用于设计原电池的是()A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2B2H2O2=2H2OCMg3N26H2O=3Mg(OH)23NH3DCH42O2CO22H2O5原电池的总反应的离子方程式是ZnCu2=Zn2Cu，该反应的原电池组成正确的是()ABCD正极ZnCuAgCu负极CuZnCuFe电解质溶液CuCl2CuSO4H2SO4ZnCl26下列事实不能用电化学理论解释的是()A轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C铝片不用特殊方法保存D锌跟稀硫酸反应时，滴入
3、少量硫酸铜溶液后，反应速率加快7如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是()Aa为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸Bb为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液Ca为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸Db为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液8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；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气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)(吸收能量)，下列叙述正确的是(双选)()A电能是二级能源B
4、水力是二级能源C天然气是一级能源 D焦炉气是一级能源9燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()Aa极是负极，该电极上发生氧化反应Bb极反应是O24OH4e=2H2OC总反应方程式为2H2O2=2H2OD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源10.国外一家公司制造出一种纸质电池，避免了传统电池所带来的金属及碱性化合物的泄漏问题，因而可作为一般的家庭废物加以处理。这种被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰，在纸内的带电离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总
5、反应为：Zn2MnO2H2O=2MnO(OH)ZnO。下列说法正确的是()A该电池的正极为锌B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.2041023D电池正极反应式为：2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH二、非选择题（本大题共4小题，共60分）11（12分）A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如下图所示：(1)A中反应的离子方程式为_。(2)B中Sn极的电极反应式为_，Sn极附近溶液的pH_(填“升高”“降低”或“不变”)。(3)C中被腐蚀的金属是_，总反应式为_。(4)比较A、B、C中铁腐蚀的速率，由快到慢的顺
6、序是_。12（12分）如下图所示，组成一种原电池，试回答下列问题(灯泡功率合适)：(1)电解质溶液为稀H2SO4时，灯泡_(填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为_；Al电极上发生的反应为_(正、负电极的电极反应式要保持得失电子相等)。(2)电解质溶液为NaOH(aq)时，灯泡_(填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮，则Mg电极上发生的反应为_；Al电极上发生的反应为_(正、负电极的电极反应式要保持得失电子相等)。13（16分）LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2=4LiClSS
7、O2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_；(2)电池正极发生的电极反应为_；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_；反应的化学方程式为_；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。14.（20分）上海世博会期间，在德国馆的汉堡之家展馆人们看到一个120飞机燃料电池的模型。燃料电池是一种通过氢氧结合来发电的电化学装置。某氢氧燃料电池的电池反应为2H2O2=2H2O，电解液为KOH溶液。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。(
8、1)有关氢氧燃料电池的下列叙述中，正确的是 ()A此电池能发出蓝色火焰B氢气为正极，氧气为负极C因为生成水，所以工作时溶液的碱性越来越强D负极上氢气失电子，发生氧化反应；正极上氧气得电子，发生还原反应(2)该电池所产生的水可以作为饮用水，今欲制得常温下1 L水，则电池内转移电子的物质的量为_。A8.9103 mol B4.5102 molC1.1102 mol D5.6103 mol第二节 化学能与电能参考答案1. B 解析：原电池是把化学能转化成电能的装置，它的正、负极可以是活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属，工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应。当锌片上有6.5 g锌溶解，根据两极
9、得失电子守恒，正极上析出0.2 g氢气。2. B 解析：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，故电流从铜流向锌，而电子由锌流向铜，B项错；电池的实质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。3. A 解析：因为番茄中含有酸(即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)。4. C 解析：在理论上能够用于设计原电池的化学反应，必须是反应前后有电子得失(即氧化还原反应)。5. B 解析：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。6. C 解析：铝片不用特殊方法保存主要是因为在铝片的表面会生成一层致密的氧化物薄膜，防止它被进一步氧化，与电化学理论无关。7. C 解析：由题给信息“电流表指针发生偏转”，可确定该装置构成了原电池。又因“a极有大量气泡生成”，可知：a为正极(碳棒)，则b为负极 (铁片)，即可确定烧杯中的溶液是稀硫酸。8. AC 解析：题设指出，只有自然界中以现成形式存在的能源才属于一级能源。据此，天然气应是一级能源。电能通常是由其他能源(如煤、石油等)产生的，属于二级能源。因此A和C两个选项正确。焦炉气是炼焦的产物，是从煤中间接制取的，属于二级能源。水
11、的情况则较为复杂。在直接利用水的动能和势能时，水力应属于一级能源；如果用水力发电，则发出的电能又应属于二级能源。这样，B、D不正确。9. B 解析：依据原电池原理，注意电解质溶液参与反应。A项：a极通H2为负极，电极反应为：2H24OH4e=4H2O发生氧化反应；B项：b极通O2为正极，电极反应为：O22H2O4e=4OH，B项不正确；C项：正负极电极反应式相加得总反应为2H2O2=2H2O；D项：氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源。10. D 解析：二氧化锰得电子，为该电池正极，A、B错；电子只能经外电路流动，而不能在电解液中流动，电解液内的电流为阴、
12、阳离子定向移动形成的，C错；电池负极反应式为：Zn2eH2O=ZnO2H，用总反应式减去负极反应式得正极反应式：2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH。11. (1)Fe2H=Fe2H2(2)2H2e=H2升高(3)ZnZnH2SO4=ZnSO4H2(4)BAC解析：本题考查原电池的综合应用。A烧杯不符合原电池条件，属于金属与酸的反应；B、C装置构成了原电池，金属活动性：ZnFeSn，所以B中Fe为负极，被腐蚀；C中Zn为负极，铁被保护。B烧杯中Fe失去电子，电子通过导线流向Sn极，Sn极上有气体产生，H浓度降低，pH升高；B烧杯中促进铁腐蚀，而A烧杯中属于化学腐蚀，C烧杯中消耗锌保护
13、铁。12. (1)亮Mg2e=Mg22H2e=H2(2)亮6H2O6e=3H26OH2Al6e8OH=2AlO4H2O或2Al6e6OH=2Al(OH)3解析：(1)、(2)两种情况都具备了形成原电池的条件，因而灯泡都亮。当电解质为酸溶液时，Mg比Al活泼，Mg是原电池的负极，失去电子变为Mg2；Al是原电池的正极，电子由Mg片流向Al片。正极上H得电子变为H2。当电解质为碱溶液时，Al与碱反应，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。而Mg与碱不反应，所以Al是原电池负极，负极上Al失去电子流向正极；Mg是正极，正极上H2O得电子变成H2。13. (1)LiLie=Li(2)2SOC
14、l24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，Lie=Li。(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成。(4)因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应。14化学电热(1)D(2)C解析：根据原电池的工作原理可知，负极上H2失电子被氧化，正极上O2得电子被还原，总反应：2H2O2=2H2O，因为总反应过程中生成了水，相当于KOH稀释了，碱性应减弱。根据2H2O2=2H2O4 mol e，可知生成1 L水转移的电子的物质的量为21.1102 mol。