1、化学能与电能的转化专项训练一、原电池工作原理1为将反应2Al6H=2Al33H2的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)()答案B解析A项电解质溶液为NaOH，Al与之反应实质不是与H反应，生成产物是AlO而不是Al3；C项Al与稀HNO3反应产生的为NO；D项为电能转变为化学能。2日常所用的干电池，其电极分别为碳棒(上面有帽)和锌(皮)，以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质溶液(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn2e=Zn2，2NH2e=2NH3H2(NH3与Zn2结合)，根据上面叙述判断下列说法正确的是()AZn为正极，碳为负极B负极反应为2NH2
2、e=2NH3H2C工作时电子由碳极经外电路流向锌极D长时间连续使用时，内装的糊状物可能流出腐蚀电器答案D解析活动性：ZnC，由负极发生氧化反应可知，负极为Zn，正极为C；外电路中电子移动方向为负极正极，故C错；电池工作时MnO2吸收H2生成H2O，Zn溶解，糊状物变稀，故可能流出腐蚀电器。二、新型电池的结构与原理3据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为Zn2OH2e=ZnOH2OC正极发生氧化反应D电解液可以是强酸也可以是强碱答案
3、B解析2ZnO2=2ZnO，Zn失电子，O2得电子，即Zn为原电池负极，O2在正极上反应，故B正确；若电解液为强酸，ZnO则不能存在，故D不正确。4燃料电池的基本组成为电极、电解液、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是()A上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质B氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C乙醇燃料电池的电解液常用KOH溶液，该电池的负极反应为C2H5OH12e=2CO23H2OD甲烷碱性燃料电池的正极反应为O22H2O4e=4OH答案C解
4、析氢气、甲烷、乙醇等在燃料电池中，发生的反应为氧化反应，故作为电池的负极。电解液为强碱KOH溶液，因此电极反应中不可能生成二氧化碳，应该生成CO，即负极反应为C2H5OH12e16OH=2CO11H2O，故C错误。5LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为FePO4LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是()A可加入硫酸以提高电解液的导电性B放电时电池内部Li向负极移动C充电过程中，电池正极材料的质量增加D放电时电池正极反应为FePO4Lie=LiFePO4答案D
5、解析Li为活泼金属，在酸性介质中不能存在，选项A不正确；Li在正极参与反应，应向正极移动，选项B不正确；充电过程，电池的正极材料分解，质量减少，选项C不正确。三、电解原理及其应用6如图中，两电极上发生的电极反应为a极：Cu22e=Cub极：Fe2e=Fe2，下列说法中不正确的是()A该装置可能是电解池Ba极上一定发生还原反应Ca、b可能是同种电极材料D该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能答案D解析该装置可能为原电池，Fe作负极，将化学能转化为电能；也可能为电解池，Fe作阳极，将电能转化为化学能；a极上Cu2得到电子一定发生还原反应；若该装置为电解池，则a、b可能是同种电极材料铁。7下列图示
6、中关于铜电极的连接错误的是()答案C解析电镀铜时，Cu作阳极，镀件作阴极，故C错。8如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()APt为阴极，Cu为阳极Bb极的电极反应式是2H2e=H2C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大DPt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体答案B解析b极附近溶液显红色，所以b极上的电极反应为2H2e=H2；则Y为电源负极，X为正极，Pt为电解池阳极，Cu为阴极，a为阳极，b为阴极；C项，2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，所以电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐变小；D项，Pt极上发生氧化反应
7、，不会有Cu析出。9下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是()电解质溶液阳极阴极加入的物质ANaCl溶液碳铁盐酸BNaOH溶液碳碳水C硫酸铜溶液碳铜硫酸铜D硫酸铁碳H2O答案B解析电解过程中，损失什么物质，补充什么物质。但往往是阳极产物和阴极产物的化合物。对于A，在阳极产生Cl2，在阴极产生H2，应补充H、Cl元素，但加入H2、Cl2显然不行，应加HCl气体，本题中加盐酸则多引入了水；对于B，只电解了水，补充水是正确的；对于C，阳极放出O2，阴极析出Cu，应补充CuO；对于D，因阳极材料是铁，所以电极反应式是阳极：Fe2e=Fe2，阴极：2H2e=H2，按理应补H去F
8、e，其实这种变化加一种物质无法恢复。四、金属的腐蚀与防护10有关金属腐蚀的论述，正确的是()A金属的腐蚀一定伴有电流产生BFe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀C发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀D发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子答案D解析金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应，电子直接转移给氧化剂，无电流产生；而电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀，其原理与原电池原理一致。11下列叙述不正确的是()A铁表面镀锌，铁作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O22H2O4e=4OHD工业上
9、电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl2答案A解析本题考查电化学知识的应用。选项A，在铁表面镀锌时，应该锌作阳极，含Zn2的溶液作电解液；选项B，Zn的活动性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体；选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子；选项D，Cl失电子能力大于OH，电解饱和食盐水时，Cl在阳极失去电子变为Cl2。12下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()金属表面涂抹油漆改变金属内部结构保持金属表面清洁干燥金属表面进行电镀使金属表面形成致密的氧化物薄膜A BC D全部答案D解析金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；中
10、如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。13下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀D可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀答案B解析银器在空气中久置会生成硫化物而变黑，为化学腐蚀，A正确；当镀层破损时，Sn、Fe可形成原电池，Fe为负极，不再起到保护作用，B错；Fe与Zn块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，C正确；外加电流的阴极保护法应使被保护对象与直流电源的负极相连，故D正确。五、电化学基础知识
11、综合应用14图中的A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：(1)电源A中a点为_极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为_。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应式为_，电极f上发生的反应式为_，槽中盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。答案(1)正(2)2NaCl2H2OH2Cl22NaOH(3)Zn2e=Zn2Zn22e=ZnZnSO4溶液ZnCl2溶液15铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。(1)某原电池装置如下图所示，右侧烧杯中
12、的电极反应式为_，左侧烧杯中的c(Cl)_(填“增大”、“减小”或“不变”)。已知下图甲、乙两池的总反应式均为FeH2SO4=FeSO4H2，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。(2)上图装置丙中，易生锈的是_点(填“a”或“b”)。装置丁中可观察到的实验现象是_。答案(1)2H2e=H2增大甲池中：左Fe，右C乙池中：左Fe，右C(2)a铁屑表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升解析(1)电池反应中Fe作负极，石墨棒作正极，右侧电极反应式为2H2e=H2。由于平衡电荷的需要，盐桥中的Cl向负极迁移，故NaCl溶液中c(Cl)增大。装
13、置乙是电解装置，阴极(右侧)产生H2，同时根据总反应式可知Fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，Fe作原电池的负极，在左侧，C作原电池的正极，在右侧。(2)装置丙中由于a点既与电解液接触，又与空气接触，故易生锈。装置丁中铁屑发生吸氧腐蚀，负极：Fe2e=Fe2，正极：O24e2H2O=4OH，生成的离子继续反应：Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O(3n)H2O，由整个反应来看，最终铁屑表面会生成红棕色的铁锈，由于反应消耗氧气，因此试管内液面上升。16下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100
14、g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：(1)电源的N端为_极；(2)电极b上发生的电极反应式为_；(3)列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_；(4)电极c的质量变化是_g。答案(1)正(2)4OH4e=2H2OO2(3)水减少的质量：100 g4.5 g，生成O2的体积：22.4 Lmol12.8 L(4)16解析由题中信息c的电极质量增加知：c极上析出铜，故c为阴极，d为阳极，e为阴极，f为阳极。(1)N为正极，M为负极，a为阴极，b为阳极。(2)甲烧杯中b极上发生反应为4OH4e=2H2OO2。(3)电解K2SO4溶液实际上是电解水，设电解水的质量为m，则100 g10.00%(100 gm)10.47%，解得m4.5 g，即0.25 mol H2O，每电解2 mol H2O转移4 mol电子，故整个装置发生电极反应转移0.5 mol电子，产生O2的体积为VnVm22.4 Lmol12.8 L。(4)c极上析出铜的质量为64 gmol116 g。