江苏省徐州市学年高中化学第3单元 化学能与电能的转化题组训练.docx
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江苏省徐州市学年高中化学第3单元化学能与电能的转化题组训练
第三单元 化学能与电能的转化
第1课时 化学能转化为电能化学电源
[经典基础题]
题组1 原电池的构成及其工作原理
1．下图装置能够组成原电池的是（ ）
2．右图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是（ ）
A．锌片逐渐溶解
B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色
C．电子由铜片通过导线流向锌片
D．Zn为正极，Cu为负极
3．如图所示装置，电流计指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的（ ）
选项
A
B
C
A
Zn
Cu
稀硫酸
B
Cu
Fe
稀盐酸
C
Fe
Ag
Fe（NO3）3溶液
D
Ag
Fe
AgNO3溶液
题组2 原电池原理的应用
4．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验
装置
部分
实验
现象
a极质量减小，b极质量增大
b极有气体产生，c极无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是（ ）
A．a>b>c>dB．b>c>d>a
C．d>a>b>cD．a>b>d>c
5．某原电池反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是（ ）
A．HNO3为电解质溶液B．锌为原电池正极
C．铁极质量不变D．铜为原电池正极
6．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋4OH－。
以下说法正确的是（ ）
A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．钢铁被腐蚀最后生成的铁锈为Fe（OH）2
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
7．钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2；②4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3；③2Fe（OH）3===Fe2O3＋3H2O。
下列说法正确的是（ ）
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
8．某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（ ）
选项
正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Fe
FeCl3溶液
B
C
Fe
Fe（NO3）3溶液
C
Fe
Zn
Fe2（SO4）3溶液
D
Ag
Fe
Fe2（SO4）3溶液
题组3 化学电源的开发与利用
9．已知空气—锌电池的电极反应式。
锌片：
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；碳棒：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－，据此判断，锌片是（ ）
A．正极，被还原B．正极，被氧化
C．负极，被还原D．负极，被氧化
10．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：
PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是（ ）
A．PbO2是电池的负极
B．负极的电极反应式为Pb＋SO
－2e－===PbSO4
C．PbO2得电子，被氧化
D．电池放电时，溶液酸性增强
[能力提升题]
11．原电池原理应用广泛，试回答下列问题：
（1）100mL浓度为2mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是___________。
a．加入适量6mol·L－1的盐酸
b．滴入数滴CuCl2溶液
c．加入适量蒸馏水
d．加入适量NaCl溶液
e．加入NaHSO4固体
（2）银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它作为原电池工作时发生反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn（OH）2。
此原电池放电时负极上发生反应的物质是________。
已知空气—锌电池的两个电极发生的反应为锌片：
2Zn＋4OH－－4e－===2ZnO＋2H2O，石墨棒：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－，据此判断石墨是________（填“正极”、“负极”），发生__________反应（填“氧化”、“还原”）。
（3）根据原电池原理可设计成化学电源，下列关于原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．甲醇燃料电池可将化学能转化为电能
c．锌锰干电池中，锌电极为负极
d．所有释放能量的反应都能通过原电池实现
（4）目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是X极：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Y极：
H2＋2OH－－2e－===2H2O。
①X是________极，发生________反应（填“氧化”或“还原”），总反应方程式为______________________。
②若反应后得到5.4g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为__________。
12．市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。
热敷袋启用之前用塑料袋密封与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。
使用完毕后，会发现有大量铁锈存在。
据此回答：
（1）热敷袋使用时，放出热量的原因是________________________________________________
________________________。
（2）碳粉的主要作用是___________________________________________________________。
（3）氯化钠的作用是_____________________________________________________________。
（4）有关的电极反应为___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）总的化学方程式：
__________________________________________________________。
13．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。
请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：
有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸（或稀盐酸）中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。
该原理的离子方程式为
________________________________________________________________________。
方案Ⅱ：
有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。
试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：
_____________________________________________________________；
负极反应式：
_____________________________________________________________。
方案Ⅲ：
结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案（与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同）：
______________________________________________________，用离子方程式表示其反应原理：
________________________________________________________________________。
14.
（1）如图所示，将Mg、Al和电解质溶液组成一种原电池。
试回答下列问题：
①若电解质溶液为稀硫酸，则正极为__________（填“Mg”或“Al”），电极反应式为________________________________。
负极是________________，电极反应式为__________________________________________。
②若电解质溶液为NaOH溶液，则能否构成原电池？
______（填“能”或“不能”），若能，则正极为________，电极反应式为______________，负极是__________，电极反应式为________________________，电池总反应方程式为___________________________________
_____________________________________。
（2）若将铝片与铜片用导线连接后，插入稀硝酸的烧杯中，负极为______________，若将铝片与铜片用导线连接后，插入浓硝酸的烧杯中。
下列叙述正确的是____________。
（填字母）
A．Al比Cu活泼，Al为负极，Cu极上析出NO2
B．Cu为负极，Al为正极，Al极上析出Cu
C．Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
D．Al为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
（3）如下图所示，各容器中盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①中反应的离子方程式为_____________________________________________________。
②中Cu极的电极反应式为____________________________________________________。
③中被腐蚀的金属是____________，总反应的化学方程式为_________________________
_______________________________________________。
铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是____________。
第2课时 电能转化为化学能
[经典基础题]
题组1 电解池的工作原理
1．下列关于电解池形成的闭合回路的叙述中，不正确的是（ ）
A．电解池中的闭合电路是由电子的定向运动形成的
B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极
C．在电解质溶液中，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动
D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等
2．以下能用电解原理说明的是（ ）
①电解是把电能转化成化学能 ②电解是把化学能转化成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生
A．①②③④B．②③⑤
C．③④D．①③④⑤
3．下列关于电解池的叙述中不正确的是（ ）
A．与电源正极相连的是电解池的阴极
B．与电源负极相连的是电解池的阴极
C．在电解池的阳极上发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极
4．若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法正确的是（ ）
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
5．如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。
下列说法正确的是（ ）
选项
电极材料
通电后的变化
阴极
阳极
A
石墨
石墨
阴极质量增加，溶液的酸性减弱
B
铜
铜
阳极质量减小，阴极质量增加
C
铁
铁
两极的质量不发生变化
D
铂
铁
阴极质量不变
题组2 电解规律的应用
6．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
A
NaCl溶液
石墨
铁
盐酸
B
NaOH溶液
石墨
石墨
水
C
硫酸铜溶液
擦亮shinedshined石墨
绞死hangedhanged石墨
learn学习learnt/learnedlearnt/learned硫酸铜
fall掉落fellfallenD
shake摇shookshaken硫酸
铁
withdraw撤退；收回withdrewwithdrawn石墨
H2O
7.用Pt作电极电解下列某种溶液，当阳极生成112mL气体时，阴极上析出0.64g金属，则该电解池中溶质可能是（ ）
5.含有双写字母的词，将双写改为单写，在词尾加t。
如：
keep—kept,sleep—slept,feel—felt,smell—smeltA．CuSO4B．MgSO4
C．Al2（SO4）3D．Na2SO4
题组3 电解原理在工业中的应用
8．下列描述中，不符合生产实际的是（ ）
withdraw撤退；收回withdrewwithdrawnA．电解熔融的Al2O3制取铝，用石墨作阳极
B．电解法精炼铜，用纯铜作阴极
C．工业上电解饱和食盐水，可制得烧碱、氢气和氯气
burn燃烧burnt/burnedburnt/burnedD．电解氯化镁溶液，可制得镁和氯气
9.以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是（ ）
A．电能全部转化为化学能
cut割cutcutB．粗铜接电源正极，发生还原反应
C．溶液中Cu2＋向阳极移动
D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
10．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念，设计制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：
2Cu＋H2O
Cu2O＋H2↑。
下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成
[能力提升题]
11．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。
（1）正极为________（填“a”或“b”），阳极为________（填“c”或“d”）。
（2）阳极反应式为____________________，检验该阳极产物的方法是______________________
__________________________________________________。
（3）电解一段时间后发现阴极增重6.4g，则外电路中通过的电子的物质的量是________mol，若该电解反应所需的电子全部由氢氧燃料电池提供，则至少需要消耗________L氢气（标准状况下）才能满足需要。
12．电解原理在化学工业中有广泛应用。
如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶
液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为______________。
在X极附近观察到的实验现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②Y电极上的电极反应式为_____________________________________________________。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是____________________，电极反应式为______________________________
__________________________________________。
②Y电极的材料是________，电极反应式为________________________________________
______________________。
（说明：
杂质发生的电极反应不必写出）
13．（Ⅰ）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。
当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
（1）甲装置的名称是________（填“原电池”或“电解池”），Zn为________极，Pt为________极。
（2）写出电极反应式：
Pt极______________________________________________________，
Cu极________________________________________________________________________。
当甲中产生0.1mol气体时，乙中析出铜的质量应为____________________。
（3）若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色________（填“变深”、“变浅”或“不变”）。
（Ⅱ）由Cu2＋、Cl－、Na＋、SO
四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极进行电解实验。
（1）要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而该稀溶液的浓度增大，又无浑浊，应以__________为阳极电解________溶液，阳极电极反应式为______________________________
__________________________________________。
（2）以铂作阳极电解________溶液时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保持澄清，电解的总反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．燃料电池是一种将化学反应产生的能量直接转换成电能的装置。
某研究性学习小组在一次活动中，参照下图组装实验装置，以外面缠绕棉花的碳棒为电极，电解质溶液用0.5mol·L－1Na2SO4溶液，电源用3～6V直流电源，发光二极管起辉电压为1.7V，电流为0.6mA。
（1）在碳棒电极外面缠绕棉花的作用是_______________________________________________
______________________________________________________________________________。
（2）按下开关S1，半分钟后两碳棒上产生明显的气泡，此时碳棒C1为________极，装置中发生的总反应的化学方程式为____________________________________________________。
（3）断开开关S1，按下开关S2，可观察到的明显现象为______________________；碳棒C2为________极，其电极反应式为_________________________________________________。
（4）该小组把0.5mol·L－1Na2SO4溶液换成0.5mol·L－1NaCl溶液；当断开开关S2，按下开关S1，则检验C1极产生气体的实验方法：
___________________________________________
_________________________________________________________；一段时间后，当断开开关S1，按下开关S2时，电极C1反应式为________________。
答案精析
第1课时 化学能转化为电能 化学电源
1．B
2．A [在该原电池中，Zn作负极，Zn溶解并失e－，在外电路中e－由Zn→Cu，在Cu电极表面，H＋得e－生成H2，故Cu并没有参加任何反应，故A选项正确，B、C项错误；锌的活动性大于铜，Zn为负极，Cu为正极，D选项错误。
]
3．D [A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。
A选项中的原电池反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，A极为原电池负极，变细，B极不变；B选项中的原电池反应为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，A极为原电池正极，不变，B极变细；C选项中的原电池反应为Fe＋2Fe（NO3）3===3Fe（NO3）2，则A极为原电池负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，A极变细，B极电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，B极不变；D选项中的原电池反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe（NO3）2,A极为正极，电极反应为2Ag＋＋2e－===2Ag，A极变粗，B极为原电池负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，B极变细。
]
4．C [装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三形成原电池，易知d比c活泼；装置四中，电流从a极流向d极，则电子是从d极流向a极，知d比a活泼。
因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。
]
5．D [由原电池反应可知，负极应为铁，正极为比铁活动性差的电极，电解质溶液应为非氧化性酸。
A项中，HNO3为电解质溶液，被还原的不是H＋而是NO
，还原产物是NO而不是H2，A错；B项中，锌比铁活泼，正极不能是锌，B错；C项中，铁为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，铁极质量减小，C错；D项中，铜不如铁活泼，可以作正极，D正确。
]
6．A [由原电池工作原理可知，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；钢铁被腐蚀最后生成铁锈，主要成分是Fe2O3·xH2O；钢柱在空气与水交界处易发生电化学腐蚀，所以比在水下部分更易被腐蚀。
]
7．A [反应①②中消耗O2的量相等，两个反应都是仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确；①中H2O的H、O两元素的化合价都没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢质水管中的铁构成原电池，使钢质水管的腐蚀速率加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，D项错。
]
8．C [根据原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe3＋的溶液为电解质溶液。
]
9．D
10．B [铅蓄电池放电时，Pb为负极，电极反应式为Pb－2e－＋SO
===PbSO4，PbO2为正极，得电子发生还原反应，因消耗H＋，故酸性减弱，B正确。
]
11．
（1）b
（2）Zn 正极 还原 （3）d （4）①正 还原 2H2＋O2===2H2O ②0.6NA
解析 （1
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