1、1课时作业 8 化学能与电能一、选择题1有关原电池的下列说法中正确的是( )A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中负极发生还原反应C原电池工作时，阳离子向正极方向移动D原电池中正极一定是不活泼金属【答案】 C2对化学电源的叙述正确的是( )A化学电源比火力发电对化学能的利用率高B化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C化学电源均是安全、无污染的D化学电源即为可充电电池【解析】 由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染
2、；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。【答案】 A3下列说法中正确的是( )燃料电池的反应物可不储存在电池的内部 锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池 锂电池是新一代可充电电池 燃料电池作为汽车驱动能源已研制成功A BC D【解析】 燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别就在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。【答案】 B4如右图所示装置，电流表指针发生偏转，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( )2AA 是 Zn，B 是 Cu，C 为稀硫酸BA 是 Cu，B 是 Zn，C 为稀硫
3、酸CA 是 Fe，B 是 Ag，C 为稀 AgNO3溶液DA 是 Ag，B 是 Fe，C 为稀 AgNO3溶液【解析】 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 和 B 中的反应为 ZnH 2SO4=ZnSO4H 2，则 A 中 A 极变细，B 中 A 极不变。C 和D 两项中的反应为 Fe2AgNO 3=2AgFe(NO 3)2，其中 C 中 A 极变细，D 中 A 极变粗。【答案】 D5将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
4、A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的 pH 均增大D产生气泡的速度甲比乙慢【解析】 由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件。铜的活泼性比锌弱，故铜作正极，发生电极反应为 2H 2e =H2；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn2H =Zn2 H 2，由于两者都消耗 H ，故溶液的 pH 都增大。由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙的快。【答案】 C6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：3由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )Aabcd BbcdaCdabc Dabdc【解析
5、】 装置一是原电池，a 极质量减小，说明 a 极金属易失去电子形成离子，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；装置三和四均形成原电池，易知 d 比 c 活泼，d 比 a 活泼。因此四种金属的活动性顺序为 dabc，故选 C。【答案】 C7按下图装置进行实验，若 x 轴表示流入正极的电子的物质的量，则 y 轴可以表示( ) c(Ag ) c(NO ) a 棒的质量 b 棒的质量 溶液的质量 3A BC D【解析】 根据图中装置可判断，Fe、Ag、AgNO 3构成的原电池中，活泼金属 Fe 为负极，Ag 为正极，Fe
6、和硝酸银之间发生氧化还原反应，所以银离子浓度减小，硝酸根浓度不变，正确、错误；在负极上金属铁本身失电子，即 a 棒质量减轻，正确；正极 b 棒上析出金属银，即 b 棒质量增加，错误；负极上金属铁本身失电子，正极 Ag 上析出金属银，所以溶液的质量是增加了 Fe，但是析出了 Ag，在转移电子数相等情况下，析出的金属质量多，所以溶液质量减轻，但不能为零，错误。A 正确。4【答案】 A8已知空气锌电池的电极反应为锌片：Zn2OH 2e =ZnOH 2O；碳棒： O2H 2O2e =2OH ，12据此判断，锌片是( )A正极并被还原B正极并被氧化C负极并被还原D负极并被氧化【解析】 Zn 失电子作负极
7、，被氧化。【答案】 D9燃料电池是燃料(如 CO、H 2、CH 4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )A负极反应式：O 22H 2O4e =4OHB负极反应式：CH 48OH 8e =CO26H 2OC随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变D放电时溶液中的阴离子向负极移动【解析】 O 22H 2O4e =4OH 应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为CH410OH 8e =CO 7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的 c(OH )将23减小
8、。【答案】 D10废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是( )A把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B碳棒取出洗净用作电极C把铜帽取下洗净回收利用D电池内部填有 NH4Cl 等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用【解析】 虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。【答案】 D二、非选择题11由 A、B、C、D 四种金属按下表中装置进行实验。5装置现象二价金属 A不断溶解 C 的质量增加 A 上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲
9、中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的 pH_(填“变大” “变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。【答案】 (1)A2e =A2(2)Cu2 2e =Cu(3)变大(4)DABC12利用反应 Cu2FeCl 3=CuCl22FeCl 2，设计一个原电池。(1)选用_为负极，_为正极，电解质溶液为_。(2)写出电极反应式：负极_，正极_。(3)在方框中画出装置图：【解析】 题给反应中 Fe3 得到电子生成 Fe2 (Fe3 e =Fe2 )，是氧化剂，所以电解质溶液为 FeCl3溶液；在此反应中 Cu 失去电子生成 Cu2 (Cu
10、2e =Cu2 )，是还原剂，铜作负极，再选择比 Cu 不活泼的金属或石墨棒作正极。画原电池的装置图时，要标出电解质溶液、电极材料，还要形成闭合回路。【答案】 (1)铜 石墨(或铂等) FeCl 3溶液6(2)Cu2e =Cu2 2Fe 3 2e =2Fe2(3)13ZnMnO 2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH 4Cl 混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若 ZnCl2NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2 ，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去 Cu2 ，最好选用下列试剂中的_(填字母)。ANaOH BZnCFe
11、DNH 3H2O【解析】 (1)负极是失电子的一极，Zn 失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选 Zn 将 Cu2 置换为单质而除去。【答案】 (1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 B14如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式当电解质溶液为 NaOH(aq)或 KOH(aq)时两种。试回答下列问题：(1)酸式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应：_；电解质溶液 pH 的变化_(填“变大” 、 “变小”或“不变”)。(
12、2)碱式电池的电极反应：负极_，正极_；电池总反应：_；电解质溶液 pH 的变化_(填“变大” 、 “变小”或“不变”)。【解析】 (1)正极上，O 2得电子变为 O2 ，溶液中 O2 不能单独存在；酸性条件下与H 结合生成 H2O；负极上，H 2失电子变为 H ，H 进入电解质溶液。电池总反应为 H2和 O2生成 H2O 的反应，由于有 H2O 生成，溶液将逐渐变稀，故 pH 增大。(2)正极上，O 2得电子变为 O2 ，溶液中 O2 不能单独存在，碱性条件下与 H2O 分子结7合生成 OH ；负极上，H 2失去电子变为 H ，碱性条件下 H 不能大量存在，与 OH 结合生成水。电池总反应也
13、是 H2和 O2生成水的反应。同样，由于有水生成， c(OH )变小，pH 变小。【答案】 (1)2H 24e =4HO24e 4H =2H2O2H2O 2=2H2O 变大(2)2H24e 4OH =4H2OO24e 2H 2O=4OH2H2O 2=2H2O 变小15氢气是未来最理想的能源。科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO 2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H 2O 2H2O 2，制得= = = = =TiO2 激 光的氢气可用于制作燃料电池。试回答下列问题：(1)分解海水时，实现了光能转化为_能。生成的氢气用于制作燃料电池时，实现了化学能转化为_能。分解海水的
14、反应属于_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质， A 极上发生的电极反应为2H22O 2 4e =2H2O，则 A 极是电池的_极，电子从该极_(填“流入”或“流出”)。B 极电极反应式为_。【解析】 (1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置，分解海水的反应属于吸热反应。(2)燃料电池中，负极发生燃料失电子的氧化反应，即 2H22O 2 4e =2H2O，正极发生氧气得电子的还原反应，即 O24e =2O2 ，所以 B 极是正极，A 极是负极，电子从负极流向正极，即从 A 极流出。【答案】 (1)化学 电 吸热(2)负 流出 O 24e =2O28
