1、1第二节 化学能与电能1化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 ( )A天然气、石油、流水、风力、氢气为一次能源B无论是风力发电还是火力发电，都是将化学能转化为电能CPM2.5 含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素D发展低碳经济、循环经济，推广可利用太阳能、风能的城市照明系统 解析：A 中氢气不是一次能源，B 中风力发电不是化学能转化为电能，C 中砷不是金属元素。答案：D2X、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 BXZY
2、CYXZ DYZX解析：根据原电池原理，负极金属比较活泼，可知 YX，根据活泼金属置换不活泼金属，可知 XZ，故 YXZ。答案：C3研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( )Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd 为石墨，石墨上电极反应为：O 22H 2O4e =4OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀Dd 为锌块，铁片上电极反应为：2H 2e =H2解析：由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电子被氧化变为 Fe2 进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧
3、腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O 22H 2O4e =4OH ，正确。C.若d 为锌块，则由于金属活动性 ZnFe，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d 为锌块，由于电解质为中性环境发生的是吸氧腐蚀，在铁片上发生的电极反应为：O 22H 2O4e =4OH ，错误。2答案：D4下列有关原电池的说法中，正确的是( )A铝片和镁片用导线连接后插入 NaOH 溶液中，镁片较活泼，作负极B铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极C镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者铁较易被腐蚀D利用反应 2Fe3 Fe= =3Fe2 设
4、计原电池，可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl 3溶液作电解质溶液解析：A 项，该原电池工作时，Al 失去电子，为原电池负极；B 项，Al 在浓硝酸中钝化，Cu 失去电子，为原电池负极；C 项，Zn 的活泼性强于 Fe，镀锌铁镀层破损后，Zn 失去电子被腐蚀，铁不易被腐蚀；D 项，负极应该为铁片，正极可以是石墨电极。答案：B5等质量的两份锌粉 a、b 中分别加入过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4溶液，下列各图表示的是产生 H2的体积 V 与时间 t 的关系，其中正确的是( )解析：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
5、，则 a 中发生的反应有：ZnCu 2 =Zn2 Cu，Zn 2H =Zn2 H 2，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 =Zn2 H 2。答案：A6现有如下两个反应：(A)NaOHHCl= =NaClH 2O(B)Cu2Ag =2AgCu 2(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_。(2)如果不能，说明其原因_。(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”
6、)：负极：_，_，_。正极：_，_，_。解析：(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发3进行。(3)根据电池反应式：Cu2Ag =2AgCu 2 可知，Cu 失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或能导电的非金属；Ag 得电子，所以此电解质溶液只能为 AgNO3溶液。答案：(1)(A)不能，(B)可以 (2)(A)不是氧化还原反应，没有电子转移 (3)Cu Cu2e =Cu2 氧化反应 碳棒或(Ag、铂、金等其他答案合理即可) 2Ag 2e =2Ag 还原反应(时间：40 分钟)A 级 基础巩固1100 mL 2 molL1 的盐酸与过量的
7、锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，下列方法可采用的是( )A加入适量的 6 molL1 的盐酸B加入数滴氯化铜溶液C加入适量的蒸馏水D加入适量的氯化钠溶液解析：A 中能加快反应速度，但增加了产生氢气的总量，A 错误；C、D 中不影响 H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速度，C、D 错误；B 中发生反应：Cu 2 Zn= =Zn2 Cu，形成 CuZn 原电池，加快了反应速度，B 正确。答案：B2锌、稀硫酸和铜组成的原电池装置中，当导线中有 1 mol 电子通过时，理论上两极的变化是( )锌片溶解 32.5 g；锌片增重 32.5 g；铜片上析出 1 g H2；铜片上析出 1 mol
8、H2A BC D解析：由电池总反应 Zn2H =Zn2 H 2、正极反应 2H 2e =H2、负极反应Zn2e =Zn2 可知，每当 1 mol 电子通过铜片时，会有 0.5 mol(即 32.5 g)锌溶解，铜片上析出 0.5 mol(即 1 g)H2。答案：A3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：4实验装置装置一 装置二 装置三 装置四部分实验现象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( )Aabcd BbcdaCdabc Dabdc解析：装置一是原电
9、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 dabc。答案：C4(2016全国卷)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A负极反应式为 Mg2e =Mg2B正极反应式为 Ag e =AgC电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)
10、2H 2解析：MgAgCl 电池的电极反应：负极 Mg2e =Mg2 ，正极AgCle =AgCl ，A 项正确，B 项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C 项正确。Mg 是活泼金属，能和 H2O 发生反应生成 Mg(OH)2和 H2，D 项正确。答案：B5一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )A反应 CH4H 2O 3H2CO，每消耗 1 mol CH4转移 12 mol 电子= = = = =催 化 剂 5B电极 A 上 H2参与的电极反应为：H 22OH 2e =2H2OC电池工作时，CO 向电极 B 移动23D电极 B 上发
11、生的电极反应为：O 22CO 24e =2CO23解析：A 选项，甲烷中的 C 为4 价，一氧化碳中的 C 为2 价，每个碳原子失去 6 个电子，因此每消耗 1 mol 甲烷失去 6 mol 电子，所以错误；B 选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H22CO 4e CO= =3CO2H 2O，所以错误；C 选项，碳酸根离子应向负极移动，即向23电极 A 移动，所以错误；D 选项，电极 B 上氧气得电子和二氧化碳生成碳酸根离子，所以正确。答案：D6一种既能提供电能又能固氮的新型氢氮燃料电池的工作原理如图所示，其中电解质溶液为溶有化合物 A 的稀盐酸。下列有
12、关表述错误的是 ( )A通入 N2的电极发生的电极反应式为 N26e 8H =2NH 4B该装置能将化学能转化为电能，化合物 A 为 NH4ClC电子从通入 N2的电极流出，经过用电器流向通入 H2的电极D反应过程中电解质溶液的 pH 会变大，故需要通入氯化氢气体解析：该电池的本质是合成氨反应，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N26e 8H =2NH ，A 项正确；通入氢气的电极为负极，生成的铵根离子与氯化氢结 4合生成氯化铵，所以 A 是 NH4Cl，B 项正确；该装置是原电池装置，电子由负极通过外电路流向正极，即由通入氢气的电极沿外电路流向通入氮气的电极，C 项错误；反应过程中，H
13、 不断消耗导致 pH 值变大，需要通入氯化氢气体，D 项正确。答案：CB 级 能力提升7(1)下列装置属于原电池的是_。(2)在选出的原电池中，_是负极，发生_反应，_是正极，该极6的现象是_。(3)此原电池反应的化学方程式为_。解析：(1)依据构成原电池的基本条件，只有符合。(2)在装置中，较为活泼的金属铁作负极，发生氧化反应：Fe2e =Fe2 ；不活泼的金属铜作正极，正极上发生还原反应：2H 2e =H2，所以看到的现象是正极产生气泡。(3)由上述分析，可确定此原电池的总反应式是：FeH 2SO4=FeSO4H 2。答案：(1) (2)Fe 氧化 Cu 电极上产生气泡(3)FeH 2SO
14、4=FeSO4H 28微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是 Ag2O 和Zn，电解质溶液为 KOH 溶液，电极反应为Zn2OH 2e =ZnOH 2O， Ag2OH 2O2e =2Ag2OH ，总反应为Ag2OZn= =ZnO2Ag。根据反应式回答问题：(1)Zn 是_极，Ag 2O 发生_反应。(2)电子由_极流向_极(填“Zn”或“Ag 2O”)，当通过电路 1 mol 电子时，负极消耗物质的质量是_g。(3)在使用过程中，电解质溶液中 KOH 的物质的量_(填“增大” “减小”或“不变”)。解析：(1)根据电极反应可知 Zn 失电子被氧化而溶解，Ag 2O 得
15、电子被还原发生还原反应。(2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从 Zn 极经外电路到 Ag2O极，当通过电路 1 mol 电子时，负极消耗 Zn 的质量是 32.5 g。(3)电池中 KOH 只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中 KOH 的量不变。答案：(1)负 还原 (2)Zn Ag 2O 32.5 (3)不变9化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是_，负极发生的电极反应式为_。若反应消耗 1625 g 负极材料，则电池中转移电子的物质的量为_mol。(2)目前常用的镍(Ni)
16、镉(Cd)电池的电池总反应式可以表示为 Cd2NiO(OH)2H 2O2Ni(OH)2Cd(OH) 2，已知 Ni(OH)2和 Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中放 电 充 电7正确的是_(填序号)。ANiO(OH)作负极 BCd 作负极C此电池是一次电池 D放电时化学能转变为电能(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，X 极为电池的_(填“正”或“负”)极，Y 极的电极反应式为_。解析：(1)锌锰干电池中的负极是 Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式为 Zn2e =Zn2 ；16.25 g Zn 的物质的量是 0.25 mol，1 mol Zn16.25 g65 gmol 1失去 2 mol 电子，所以电池中转移电子的物质的量是 0.5 mol。(2)由电池反应可知，Cd 元素化合价由 0 价2 价，化合价升高被氧化，Cd 作电池负极，A 错误，B 正确；电池可以充放电，因此是二次电池，C 错误；放电时化学能转变为电能，D 正确。(3)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X 是电子流出的一极，X 是负极，Y 是正极，发生还原反应，电解质溶液是 KOH 溶液，氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为O22H 2O4e =4OH 。答案：(1)锌 Zn2e =Zn2 0.5 (2)BD(3)负 O 22H 2O4e =4OH
