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1、专题2 化学反应与能量转化第三单元 化学能与电能的转化一、选择题（本题包括21小题，每小题4分，共84分）1.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.硝酸为电解质溶液B.锌为原电池正极C.铁极质量不变D.铜为原电池正极2.将Zn片和Cu片用导线连接置于稀H2SO4溶液中，下列叙述中正确的是( )A.电子由正极流向负极B.溶液的pH逐渐增大C.Zn片的质量逐渐增大D.Zn片和Cu片上同时有气泡放出，说明Zn片不纯3.原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法不正确的是（ ）A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式：Al
2、-3e-=Al3+B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式：Al-3e-+4OH-=AlO-2+2H2OC.Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式：Cu-2e-=Cu2+D.Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式：Cu-2e-=Cu2+4.下列说法正确的是（ ）A.原电池中电流由负极流向正极B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C.原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应D.形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动5.如图1所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，
3、一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化）（ ）图1A.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低D.当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高6.下列各组电极材料和电解质溶液中，不能组成原电池的是（ ）A.铜片、石墨棒、稀硫酸B.铜片、石墨棒、硝酸银溶液C.锌片、铜片、稀盐酸D.铜片、铁片、FeCl3溶液7.根据下列事实：A+B2+=A2+B;D+2H2O=D(OH)2+H2;以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E2+2e-=E,
4、B-2e-=B2+,由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是（ ）A.D2+A2+B2+E2+B.A2+B2+D2+E2+C.D2+E2+A2+B2+D.E2+B2+A2+D2+8.电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是（ ）A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B.氢氧燃料电池可将化学能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅9.某实验兴趣小组用如图2所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中正确的是（ ）图2卡片：No:28Date:20
5、11.1.12实验后的记录：Zn为正极，Cu为负极H+向负极移动电子流动方向为Zn导线Cu Cu极有H2产生若有1 mol电子流过导线，则产生0.5 mol H2正极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+A.B.C.D.10.某原电池的总反应方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+,能实现该反应的原电池为（ ）A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液C.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液11.锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为Zn+2MnO
6、2+2NH+4=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O。在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（ ）A.MnO2和NH+4B.Zn2+和NH+4C.ZnD.碳棒12.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ）A.正极附近的SO2-4浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极上有O2逸出D.铜片上有H2逸出13.（2011安徽高考）研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（
7、 ）A.正极反应式：Ag+Cl-e-=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物14.（福建高考）控制合适的条件，将反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成如图3所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）图3A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极15.（安徽高考）某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见图4，电池总反应可表示为：2H2+O2
8、=2H2O，下列有关说法正确的是（ ）图4A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-4OH-C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极16.（2012安徽高考）某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。图5下列有关描述正确的是（ ）A.断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H+2Cl-Cl2+H2B.断开K2,闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C.断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2+2e-=2
9、Cl-D.断开K1,闭合K2时，石墨电极作正极17.下列说法中正确的是（ ）A.Pt电极电解NaOH溶液，实质就是电解水，溶液的pH升高B.电解精炼铜时，精铜与外电源的正极相连C.铜、锌、稀硫酸形成的原电池放电时，溶液中阳离子向锌电极移动D.钢铁发生吸氧腐蚀时，正极的反应式是Fe-2e-=Fe2+18.可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（ ）A.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极B.以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al+3OH-3e-=Al(OH)3C.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反
10、应都为O2+2H2O+4e-=4OH-D.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变19. 500 mL KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中 c（NO-3）为6.0 mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体（标准状况）。下列说法正确的是（ ）A.原混合溶液中c（K+）为2 mol/LB.上述电解过程中共转移2 mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD.电解后溶液中c（H+）为4 mol/L20.（2010浙江高考）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2Li+FeS+2e-=L
11、i2S+Fe。有关该电池的下列说法中，正确的是（ ）A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价B.该电池的电池反应式为2Li+FeS=Li2S+FeC.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+D.充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S+Fe-2e-=2Li+FeS21.（2011福建高考）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ）A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2
12、二、填空及简答题（本题包括2小题，共16分）22.（6分）由铜片、锌片和250 mL稀硫酸组成的原电池，当在铜片上放出6.72 L（标准状况下）的气体时，H2SO4恰好反应完全。（1）该原电池的负极反应式为_。（2）原稀硫酸的物质的量浓度为_molL-1。（3）锌片减少的质量为_g。23.（10分）（2012成都模拟）熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO-3）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为：2C4H10+26CO2-3-52e-=34CO2+10H2
13、O。请回答下列问题：（1）该燃料电池的化学反应方程式为_。（2）正极电极反应式为_。（3）为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是_，它来自_。（4）某学生想用该燃料电池和如图6所示装置来电解饱和食盐水：写出反应的离子方程式_。图6将湿润的淀粉-KI试纸放在该装置附近，发现试纸变蓝，待一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为51，且生成两种酸。该反应的化学方程式为_。若电解后得到200 mL 3.25 mol/L NaOH溶液，则消耗C4H10的体积在标准状况下为_
14、mL。专题2 化学反应与能量转化第三单元 化学能与电能的转化参考答案1.D 解析：由原电池反应的离子方程式知，电池的负极为铁，则正极应是比铁不活泼的金属或导电的非金属，B错；在反应中负极不断被消耗，C错；由于反应中放出了氢气并生成Fe2+,故知电解质溶液不能是硝酸,A错；由以上分析可知正确选项为D。2.BD 解析：Zn与稀H2SO4反应产生氢气，使溶液中的c(H+)变小，pH会变大。纯Zn片和Cu片构成原电池，只有Cu片上有气泡放出，Zn片也有气泡放出则说明Zn片不纯。3.C 解析：本题考查原电池中的电极反应。铝比铜活泼，且可与稀硫酸反应，所以铝作负极，A对；Mg和Al在NaOH溶液中，只有A
15、l与其反应，故Al为负极，B对；Fe比Cu活泼，故Fe先于Cu与Fe3+反应而作负极，C错；Al虽比Cu活泼，但由于其遇硝酸钝化，故Cu作负极，D对。4.D 解析：原电池中电流由正极流向负极，电子流出的一极是负极，负极发生氧化反应，电解质溶液中的阴离子向负极移动；电子流进的一极是正极，正极发生还原反应，电解质溶液中的阳离子向正极移动。5.D 解析：根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，Fe部分溶解，A端下沉。6.A 解析：A选项中，两个电极材料都不跟电解质溶液反应，就不会有
16、电子转移，不能构成原电池。7.D 解析：由题意可判断金属的活动性顺序是DABE，而金属单质的还原性越弱，其阳离子的氧化性越强，故D正确。8.BC 解析：锌锰干电池中碳棒作正极，工作一段时间不会变细，A错；氢氧燃料电池将化学能直接转化为电能，B对；氢氧燃料电池工作时氢气失去电子，在负极被氧化，C对；太阳能电池的主要材料是高纯度的单质硅，而不是二氧化硅，D错。9.B 解析：本题考查了原电池的组成及反应原理。在铜锌原电池中，锌为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+。Cu为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应为2H+2e-=H2。所以H+向正极移动，电子由锌流出，经过导线流
17、向铜，每流过1 mol电子，生成0.5 mol H2，正确选项为。10.AC 解析：根据反应方程式可知，该原电池的电解质溶液含Fe3+，且Fe为负极，正极材料应是比铁不活泼的金属或导电非金属，A、C项均符合。11.A 解析：由锌锰干电池的总反应知，Zn为负极，MnO2为正极上发生反应的物质，NH+4为正极上的辅助反应物。12.D 解析：用导线连接锌片和铜片放入稀H2SO4溶液中后构成原电池，则正极发生2H+2e-=H2，负极发生Zn-2e-=Zn2+，电子由Zn片（负极）经导线流入铜片（正极），在铜片上有H2产生，故选D。13.B 解析：由电池总反应式可知，Ag在负极失去电子，生成氧化产物Ag
18、Cl，每生成2 mol AgCl，即生成1 mol Na2Mn5O10时，转移 2 mol 电子，故A、D错误，B正确；Na+应向电池的正极移动，C错误。14.D 解析：反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为2I-2e-=I2，为氧化反应，A说法正确。甲中石墨电极上发生的反应为2Fe3+2e-=2Fe2+，Fe3+被还原，B正确。电流计读数为零时，电极上得到和失去的电子数相等，反应达到化学平衡状态，C正确。电流计读数为零（反应达到化学平衡状态）后，在甲中溶入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，I2被还原，乙中的石墨电极为正极，D错误。15.D 解析：在原电池中电子通过外电路从负极流向正极，
19、A错；b电极上发生的电极反应式应为:O2+4H+4e-=2H2O，B错；C选项中未说明在标准状况下是1.12 L；在原电池中阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动，故只有D正确。16.D 解析：解答本题时应特别注意，金属Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开K2，闭合K1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2Cl-2e-=Cl2，电池总反应的离子方程式为2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-，A、B都错；当断开K1，闭合K2时组成原电池，铜作负极而石墨作正极，铜电极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故C错而D正确。17.A
20、解析：电解NaOH溶液相当于电解了水，NaOH浓度增大，pH升高，故A项正确；电解精炼铜时，粗铜与电源正极相连，精铜与电源负极相连，故B项错；铜锌原电池中阳离子应向正极（Cu）移动，C项错；D项是负极反应式，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故D项错。18. C 解析：电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极，A项错。电解液为NaOH溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是Al（OH）3，B项错。电池工作时，正极上O2得到电子被还原，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C项正确。电池的总反应为4Al+3O2+4NaOH=4NaAlO2+2H2O，消耗NaOH，pH减小，
21、D项错。19.A 解析：溶液中含有K+、Cu2+、H+、NO-3、OH-，两极的电极反应式分别为：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O+O2 4 mol 4 mol 1 mol阴极：Cu2+ + 2e-=Cu 1 mol 2 mol 1 mol 2H+ + 2e-=H2 2 mol 2 mol 1 mol则电解过程中共转移4 mol电子，得到Cu的物质的量为1 mol， B、C错误；电解后溶液中剩余2 mol H+，但溶液体积小于500 mL，故c（H+）4 mol/L，D错误；根据溶液呈电中性有c（K+）+2c（Cu2+）=c（NO-3），代入求得c（K+）=2 mol/L，A正确。 2
22、0.B 解析：由Li-Al/FeS电池中正极的电极反应式可知，Li作负极，Al作正极，负极的电极反应式为Lie-=Li+，故A、C两项错误；该电池的总反应式为2Li+FeS=Li2S+Fe，B项正确；充电时，阴极得电子，发生还原反应，故D项错误。21. C 解析：根据题给信息知锂水电池的总反应为2Li2H2O=2LiOHH2，D正确；在反应中氢元素的化合价降低，因此H2O做氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A正确；放电时正极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2,B正确；正极周围聚集大量OH-，因此溶液中的阳离子Li+向正极移动，负极周围聚集大量Li+，因此溶液中的阴离子OH-向负极移动，C错误。
23、22.（1）Zn-2e-=Zn2+(2)1.2 (3)19.5解析：在该原电池中，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为2H+2e-=H2,因此总反应式为Zn+2H+=Zn2+H2。可依据该方程式进行计算，H2的物质的量为0.3 mol,H+的物质的量为0.6 mol，H2SO4的物质的量为0.3 mol，反应的Zn的物质的量为0.3 mol。23.（1）2C4H10+13O28CO2+10H2O（2）O2+2CO2+4e-=2CO2-3（3）CO2 负极反应产物（4）2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3 560解析：（1）燃料电池
24、的化学反应方程式即有机物的燃烧方程式；（2）用总化学方程式减去负极电极反应式即得正极电极反应式；（3）因为负极消耗CO2-3而生成CO2，所以要保持稳定，正极需要生成CO2-3，所需CO2可以由负极反应产物提供；（4）电解饱和食盐水即电解电解质和水，据此写出离子方程式；根据氧化还原反应中化合价升降总数相等，可以配平Cl2和I2的反应；根据串联电路中各电极得失电子总数相等，电解后得到NaOH 3.25 mol/L0.2 L=0.65 mol，即电解池阴极有0.65 mol H+得到了0.65 mol电子，所以燃料电池的负极消耗C4H10的体积为（0.65 mol26）22.4 L/mol=0.56 L=560 mL。
