1、课时达标训练(五)化学能与电能一、选择题1如图所示各装置中，溶液均为稀硫酸，不能构成原电池的是()2下列关于铜锌稀硫酸构成的原电池的叙述，错误的是()A锌为负极，锌发生氧化反应B铜为正极，铜不易失去电子而受到保护C负极发生还原反应，正极发生氧化反应D外电路电子流入的一极为正极，电子流出的一极为负极3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是()A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2B2H2O22H2OCZnCuSO4=CuZnSO4DNa2CO32HCl=2NaClH2OCO24某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌作负极，则该金属可能为()A铝B
2、铜C锡D硅5双选下列叙述是某同学做完铜锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是()A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B由铜、锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中，锌是负极C电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气D铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有0.4 mol电子通过6下列叙述中，正确的是()原电池是把化学能转变成电能的一种装置原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应不能自发进行的氧化还原反应通过原电池的装置可以实现碳棒能用作原电池的正极反应Cu2Ag=Cu22Ag可以设计成原电池A BC D7原电池电极的确定不仅与电极材料的性质有关，也与
3、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=Cu28X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()AXYZ BXZYCYXZ DYZX9等质量的两份锌粉a、b，分别加入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫
4、酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图像表示如下，其中正确的是()10由质量均为100 g的铁片、铜片和足量的CuSO4溶液组成原电池装置，经过一段时间后，两电极的质量差变为12 g，则下列说法正确的是()A铁片溶解了12 gB导线中通过了0.2 mol电子C铜片上析出了6 g CuD铜片溶解了6.4 g11.如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中不正确的是()AN上有气体放出BM为负极，N为正极C是化学能转变为电能的装置D导线中有电流通过，电流方向是由M到N12如图为氢氧燃料电池原理示意图，根据此图的提
5、示，下列叙述不正确的是()Aa电极是负极Bb电极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部贮存在电池内的新型发电装置二、非选择题13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：_。14某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转
6、方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg回答下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极(指正极或负极)_(填“相同”或“不同”)。(2)对实验3完成下列填空：铝为_极，电极反应式为_。石墨为_极，电极反应式为_。电池总反应式为_。(3)实验4中铝作_极(填“负”或“正”)，理由是_，此反应的离子方程式为_。(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为_。15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
7、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。(1)下列有关氢氧燃料电池的叙述中正确的是()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。现欲制得常温下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 mol16实验目的利用所学知识设计电池装置。实验用品电极：镁条、铜片、铁片等。电解质溶液果汁(橙汁、
8、苹果汁、柠檬汁等)。其他导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。实验方案CuMg原电池，电解质溶液为橙汁；CuFe原电池，电解质溶液为苹果汁；FeMg原电池，电解质溶液为柠檬汁。实验操作用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发光二极管两端分别接触三种方案中金属活动性不同的金属夹。观察现象，连接方式如图所示。实验现象三种方案中发光二极管均发光。实验结论原电池把化学能转变为电能。请回答下列问题：(1)连接装置时活泼金属接二极管的_极上，较不活泼金属接二极管的_极上。(2)在方案中铜作电极情况_。(3)在方案中镁作电极情况_。(
9、4)在方案中铁作电极情况_。(5)在方案中负极反应式为_，正极反应式为_，总反应式为_。课时达标训练(五)化学能与电能 答案1解析：选D由构成原电池的条件知，D项不能形成闭合回路，不能构成原电池。2解析：选C在铜锌稀硫酸构成的原电池中，锌是负极，铜是正极，所以锌极发生氧化反应；铜电极上是溶液中的阳离子H得电子，发生还原反应；外电路电子的流向应该是由负极流向正极。3解析：选DD项中的反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。4解析：选C该金属与锌组成原电池时，锌作负极，说明其金属活动性比锌弱，该金属能与盐酸反应生成氢气，符合条件的为锡。5解析：选B、D构成原电池电极的材料不一定都是金属，例如锌和
10、石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池，A错误； 在原电池中，活泼金属中的电子流向不活泼的金属，因此活泼金属是负极，B正确；电子不能通过电解质溶液，应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子，C错误；铜锌电池工作时，锌为负极失电子，电极反应为Zn2e=Zn2，1 mol锌失去2 mol电子，0.2 mol锌(质量为13 g)被溶解，电路中有0.4 mol电子通过，D正确。6解析：选B原电池是把化学能转化为电能的一种装置，它以自发的氧化还原反应为基础，所以Cu2Ag=Cu22Ag可以设计成原电池，但原电池把氧化和还原反应分在两极上进行，在负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，原电池形成时需
11、要两个活动性不同的电极，可以都是金属，也可以是金属和可导电的非金属，如碳棒可以用作原电池的正极。7解析：选C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。8解析：选C根据原电池原理，负极金属比正极活泼，可知金属活动性YX；根据金属活动性顺序和置换反应原理可知活动性XZ，故YXZ。9解析：选D等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有：ZnCu2=Zn2Cu，Z
12、n2H=Zn2H2，由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以，a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但Cu2消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生如下反应：Zn2H=Zn2H2。符合这些条件的图像就是D。10解析：选B设铁片溶解的质量为x g，铜片上析出Cu的质量为y g。则(100y)(100x)12，即xy12。由得失电子守恒可得：22，即8x7y。解、联立方程组得x5.6 g，y6.4 g。导线中通过电子的物质的量为20.2 mol。11解析：选DMN稀硫酸形成原电池时，M电极失电子，电子沿导线移至N极，故电流方向是由N到M。12解析
13、：选B氢氧燃料电池的总反应式为2H2O2=2H2O，因此a电极上发生反应2H24e=4H，a电极是负极；b电极上发生反应O22H2O4e=4OH，b电极是正极，以上电极反应式，适用电解质溶液为Na2SO4溶液等；氢氧燃料电池的能量转化率较高，且产物是H2O，无污染，是一种具有应用前景的绿色电源；氢氧燃料电池通入H2、O2就能工作，无需将H2、O2贮存在电池内部。13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
14、为Age=Ag。(3)氢氧燃料电池中，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=2H2O14解析：根据实验记录，不难看出实验1中Mg作负极，Al作正极；实验2中Al作负极，Cu作正极；实验3中，Al作负极，C作正极，总反应式是2Al6H=2Al33H2；实验4中，由于Al与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应：2Al2OH2H2
15、O=2AlO3H2，而Mg与NaOH溶液不反应，故Al作负极，Mg作正极，通过以上的实验可以看出：一般是活泼的金属作负极，但也有特殊情况，也要考虑电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应。答案：(1)不同(2)负2Al6e=2Al3正6H6e=3H22Al6H=2Al33H2(3)负铝与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应2Al2OH2H2O=2AlO3H2(4)另一电极材料的活动性和电解质溶液的氧化性15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，总反应式为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。答案：化学电热(1)D(2)C16解析：在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性：MgFeCu，故方案中Cu均作正极，中Mg均作负极，方案中铁作负极，方案中铁作正极。在方案中负极反应式为Mg2e=Mg2，正极反应式为2H2e=H2，总电池方程式为Mg2H=Mg2H2。答案：(1)负正(2)Cu均作正极(3)镁均作负极(4)方案中铁作负极，方案中铁作正极(5)Mg2e=Mg22H2e=H2Mg2H=Mg2H2
