高一化学下册同步检测考试题10.docx

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高一化学下册同步检测考试题10

2.2化学能与电能

【典例导悟】

【典例1】用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。

以下有关该原电池的叙述正确的是

①在外电路中，电流由铜电极流向银电极

②正极反应为：

Ag++e-====Ag

③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

A.①②　　　B.②③　　　C.②④　　　D.③④

【思路点拨】解答此题要注意以下两点：

（1）明确原电池的构成条件及判断正、负极的方法。

（2）会书写简单的电极方程式。

【自主解答】选C。

该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu-2e-====Cu2+，正极反应式为Ag++e-====Ag，因此

②对；在外电路中，电子由铜电极流向银电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错。

无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对。

【变式训练】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn（OH）2　

　Ag2O+Zn+H2O。

在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（　）

A.Ag　　　B.Zn（OH）2　　　C.Ag2O　　　D.Zn

【解析】选D。

从化合价变化情况来看，放电时Zn从0价变为+2价，发生氧化反应，所以放电时Zn作负极。

【典例2】写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式。

（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：

_________。

【规范解答】

（1）铁做负极失2e-变成Fe2+，H+得e-变成H2；

（2）Cu失2e-变成Cu2+，Ag+得e-变成Ag；（3）Fe失2e-变成Fe2+，得电子的是空气中的O2，因为NaCl为中性溶液，所以O2得电子后变为O2-，立即结合H2O分子生成OH-。

答案：

（1）Fe-2e-====Fe2+　　　2H++2e-====H2↑

Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑

（2）Cu-2e-====Cu2+　　　Ag++e-====Ag

Cu+2AgNO3====2Ag+Cu（NO3）2

（3）Fe-2e-====Fe2+　　　2H2O+O2+4e-====4OH-

2Fe+2H2O+O2====2Fe（OH）2

【互动探究】如果

（2）中硝酸银溶液换成FeCl3溶液，则电极反应式和总反应方程式分别是什么？

提示：

负极：

Cu-2e-====Cu2+，正极：

2Fe3++2e-====2Fe2+，总反应方程式：

Cu+2Fe3+====Cu2++2Fe2+。

【典例3】如图所示装置中，可观察到

电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。

下表所列M、N、P物质中，可以组合成

该装置的是

【规范解答】选C。

M棒变粗

，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。

M棒变粗说明M棒上有金属析出。

【变式训练】（多选）某原电池的电池反应为

Fe+2Fe3+====3Fe2+，与此电池反应不符合的原电池是（　）

A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池

B.石墨、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池

C.铁片、锌片、Fe2（SO4）3溶液组成的原电池

D.银片、铁片、Fe（NO3）2溶液组成的原电池

【解析】选C、D。

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。

【学业达标训练】

1.下列叙述不正确的是（　）

A.根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源

B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源

C.火电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程

D.在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化还原反应发生的过程，伴随着能量的变化

【解析】选C。

氢气

不能从自然界中直接取得，是二次能源。

电能也是二次能源，且使用方便、污染最小，A、B都正确。

以煤为原料，火电的能量转化过程为：

（煤）化学

2.（2010·桂林高一检测）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，关于此装置的下列叙述中，不

正确的是（　）

A.N上有气体放出

B.M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N

【解析】选D。

原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为H2，则N为正极。

电流方向与电子

流向相反，应由正极（N）流向负极（M）。

3.原电池产生电流的本质原因是（　）

A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子

B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接

C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子

D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移

【解析】选D。

能设计成原电池的化学反应必须是氧化还原反应，通过把氧化反应和还原反应设计在两个电极上进行，从而实现电子在外电路中定向移动而形成电流。

4.如图所示能够组成原电池，并且产生明显的电流的是（　）

【解析】选B。

①构成原电池要有三个基本条件：

a.电解质溶液；b.两个电极，其中一个相对较活泼（一般与电解质溶液能自发发生氧化还原反应），另一个相对较不活泼。

两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；c.形成闭合电路。

②构成原电池的三个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地看待某一条件。

其中氧化还原反应是核心。

对于本题，首先按照构成原电池的条件，B、D可构成原电池，但D中的Zn与硫酸锌不反应，即不存在自发的氧化还原反应。

5.（2010·广东理基）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

【解析】选B。

可充电的电池称为二次电池，A正确；铜锌原电池中，锌为负极，失去电子，电子沿导线流向铜极，B项错误，D项正确；电池中的能量转化都是化学能转化为电能，C项正确。

7.（2010·广州高一检测）锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。

某种锂电池的总反应式为Li+MnO2====LiMnO2，

下列说法正确的是（　）

A.Li是正极，电极反应为Li-e-====Li+

B.Li是负极，电极反应为Li-e-====Li+

C.Li是负极，电极反应为MnO2+e-====

D.Li是负极，电极反应为Li-2e-====Li2+

【解析】选B。

本题根据总反应式判断Li被氧化，为负极材料，其失去电子成为Li+，正极放电的为MnO2，若已知电池总反应式而要写电极反应式，这类题的一般处理方法是：

根据“负失氧、正得还”的规律先判断出负极材料，负极材料若是金属，则失电子而变为相应阳离子（注意：

Fe失电子应变为Fe2+），负极材料若是其他被氧化的物质（如氢氧燃料电池中的H2、甲烷燃料电池中的CH4），则失电子变为相应氧化产物，然后再推断正极反应。

8.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。

若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生。

则四种金属活动性顺序由强到弱的正确顺序为（　）

A.a>b>c>d　　　B.a>c>d>b

C.c>a>b>d　　　D.b>d>c>a

【解析】选B。

根据原电池原理，作为负极的金属活动性比正极金属的活动性强。

外电路中电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可依次作出如下判断：

①活动性：

a>b;②c>d;③a>c;④d>b。

综合得出结论：

金属活动性a>c>d>b，故应选B。

9.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：

__________________________________________。

（2）若将

（1）中的反应设计成原电池，请在方框内画出

原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应____________________；

负极反应____________________。

【解析】首先分析Fe3+与Cu的反应中氧化剂、还原剂，然后依据原电池原理，再设计成原电池

。

依据反应：

2Fe3++Cu====2Fe2+

+Cu2+，Cu失电子，应为原电池的负极，正极材料选用比铜不活泼的碳棒或铂丝均可，电解质溶液选用FeCl3溶液。

答案：

（1）2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+

（2）装置图

Fe3++e-====Fe2+

（或2Fe3++2e-====2Fe2+）

Cu-2e-====Cu2+

10.Li-SOCl2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

LiAlCl4-SOCl2。

电池的总反应可表示为：

4Li+2SOCl2====4LiCl+S+SO2。

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________。

【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），L

i-e-====Li+。

（2）正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：

2SOCl2+4e-====4Cl-+S+SO2

（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。

答案：

（1）LiLi-e-====Li+

（2）2SOCl2+4e-====4Cl-+S+SO2

（3）出现白雾，有刺激性气味的气体生成

SOCl2+H2O====SO2↑+2HCl↑

（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

【素能综

合检测】

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）

1.（2010·连云港高一

检测）一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+====Zn2++Cu，该原电池的合理组成是（　）

【解析】选C。

该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：

Zn-2e-====Zn2+,正极：

Cu2++2e-====Cu，因此负极材料应是Zn，电解质溶液应是可溶性铜盐溶液，而正极材料为活动性比Zn弱的导体，如Cu、Fe、Pt、石墨等。

2.（2010·双鸭山高一检测）根据下列事实：

①X+Y2+====X2++Y；②Z+2H2O（冷）====Z（OH）2+H2↑;③Z2+氧化性比X2+弱；④由Y、W电极组成的电池，电极反应为W2++2e-====W、Y-2e-====Y2+,可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为（　）

A.X＞Z＞Y＞W

B.Z＞

W＞X＞Y

C.Z＞Y＞X＞W

D.Z＞X＞Y＞W

【解析】选D。

由①知还原性X＞Y;由②知Z为第ⅡA族活泼金属；由③知还原性Z＞X；由④知，W、Y组成原电池时，Y发生氧化反应做负极，所以还原性Y＞W。

综上可知还原性由强到弱的顺序为：

Z＞X＞Y＞W。

3.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电，电池负极反应为（　）

A.H2+2OH--2e-====2H2O

B.O2+4H++4e-====2H2O

C.H2-2e-====2H+

D.O2+2H2O+4

e-====4OH-

【解析】选C。

由题意知氢气作负极被氧化，由于电解质溶液为H3PO4，所以H2转变为H+。

4.可充电电池因其可以反复使用而深受广大消费者喜爱。

请你根据对可充电电池的理解，选出下列有

关说法正确的是（　）

A.放电时，把热能转化为电能

B.放电时，正极发生氧化反应

C.充电时，电池的负极发生还原反应

D.充电时，把化学能转化为电能

【解析】选C。

本题重点考查学生对可充电电池充、放电过程的了解。

充电和放电是两个相反的过程。

放电时，把化学能转化为电能，充电时把电能转化为化学能，A、D均错；放电时，负极发

生氧化反应，正极发生还原反应，充电时负极发生还原反应，而正极发生氧化反应，所以B错C对。

5.（思维拓展题）将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应式为：

CH4+10OH--8e-====

+7H2O；通入氧气的一极，其电极反应式为：

2O2+4H2O+8e-====8OH-,下列叙述正确的是（　）

A.通入甲烷的电极为正极

B.正极发生氧化反应

C

.该燃料电池总反应为：

CH4+2O2+2OH-====

+3H2O

D.在燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动

【解析】选C。

由题干可知，在反应中CH4失电子作还原剂，所以通入甲烷的电极是原电池的负极，而氧气在反应中得电子，所以通入氧气的电极是原电池的正极；将两个电极反应式按得失电子数相等加合可得电池总反应，在燃料电池工作时，OH-向负极移动与CH4失电子后的产物结合而得到

。

二、非选择题（本题包括3小题，共30分）

6.（6分）

（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。

锌片上发生的电极反应：

_____；

银片上发生的电极反应：

_____。

（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，则：

产生氢气的体积（标准状况）为_____。

【解析】

（1）由锌片、银片和稀H2SO4组成的原电池中很显然锌片为负极，电极反应式为Zn-2e-====Zn2+；银片为正极，电极反应式为2H++2e-====H2↑。

（2）两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出洗净干燥称重为47g，说明锌片反应掉13g，根据总反应式可知消耗的Zn和产生的H2的物质的量之比为1∶1。

V（H2）=

×22.4L·mol-1=4.48L

答案：

（1）Zn-2e-====Zn2+

2H++2e-====H2↑

（2）4.48L

7.（10分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

如图为电池示意图，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：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形

式是_____，在导线中电子流动方向

为_____（用a、b表示）。

（2）负极反应式为_____。

（3）电极表面镀铂粉的原因为_____。

（4）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：

Ⅰ.2Li+H2====2LiH　　Ⅱ.LiH+H2O====LiOH+H2↑

①反应Ⅰ中的还原剂是_____，反应Ⅱ中的氧化剂是_____。

②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。

用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为____。

③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为__mol。

【解析】本题考查电化学知识。

（1）原电池的实质为化学能转化成电能。

总反应为2H2+O2====2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。

（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H+，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-。

（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。

（4）Ⅰ.Li从零价升至+1价，作还原剂。

Ⅱ.H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂。

由反应Ⅰ，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82×10-3（L）=192.68×10-3（L）。

V（LiH）/V（H2）=192.68×10-3L/224L=8.6×10-4。

20molLiH可生成20molH2，实际参加反应的H2为20×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O,转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子。

答案：

（1）由化学能转变为电能　　由a到b

（2）2H2+4OH--4e-====4H2O或H2+2OH--2e-====2H2O

（3）增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率　　（4）①Li　　H2O　　②8.6×10-4　　　③32

［实验·探究］

8.（14分）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：

试根据表中的实验现象回答下列问题：

（1）实验1、2中Al所作的电极（正极或负极）_____（填“相同”或“不相同”）。

（2）对实验3完成下列填空：

①铝为_____极，电极反应式：

_____；

②石墨为_____极，电极反应式：

_____；

③电池总反应式：

_____。

（3）实验4中铝作_____，理由是______________。

写出铝电极的电极反应式：

_____。

（4）解释实验5中电流计指针偏向铝的原因_______。

（5）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_____。

【解析】在稀盐酸中Mg比Al活泼，Mg作原电池的负极，Al作原电池的正极，电流计指针偏向Al;在稀盐酸中Al比Cu活泼，Al作原电池的负极，Cu作原电池的正极，电流计指针偏向Cu。

由此可知，在这里的原电池中电流计指针是偏向于正极。

在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，在该原电池中铝作负极，石墨作正极。

化学反应是铝失去电子被氧化为铝离子，盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。

在氢氧化钠溶液中Al能与NaOH发生氧化还原反应而Mg不能与NaOH反应，所以Al作原电池的负极，Mg作原电池的正极。

铝在浓硝酸中钝化，锌在浓硝酸中被氧

化，即在浓硝酸中Zn比Al活泼，Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以在实验5中电流计指针偏向铝。

该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。

实验1、2、3是电解质溶液相同，电极材料不同；实验1和4比较的是电极材料相同，电解质溶液不同；实验5与其他实验比较的是电极材料和电解质溶液都不同。

这些结果都是总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素。

答案：

（1）不相同　

（2）①　负　　2Al-6e-====2Al3+②正　　6H++6e-====3H2↑③2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑

（3）负极铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，而

镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应Al-3e-+4OH-====

+2H2O（4）铝在浓硝酸中钝化，锌在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中Zn比Al活泼，Zn作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以电流计指针偏向铝（5）①另一个电极材料的活泼性；②铝电极与电解质溶液

能否发生自发的氧化还原反应