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1、高一化学下册同步精练试题10 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运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在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：Ag+e-=Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入 AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.B.C.D.【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
2、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，所以错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以错。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)2Ag2O+Zn+H2O。在此电池放电时，负极上发生反应的物质是()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运A.Ag B.Zn(OH)2C
3、.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
4、-。答案：(1)Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2(2)Cu-2e-=Cu2+Ag+e-=Ag 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运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+。
5、【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（）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运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(
6、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
7、电的能量转化过程为：（煤）化学名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运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
8、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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运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。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
9、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。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，锌电极是负极名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运
10、【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()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运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
11、-=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
12、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.abcd B.acdb C.cabd D.bdca 【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：活动性：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运ab;cd;ac;db。综合得出结论：金属活动性acdb，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
13、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）装置图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 20 页 -精品文档你我共享
14、知识改变命运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 _。
15、【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），Li-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名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运（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）Li Li-e-=Li+（2）2SOCl2+4e-=4Cl-+S
16、+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，电解质溶名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运液
17、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：X+Y2+=X2+Y；Z+2H2O（冷）=Z(OH)2+H2;Z2+氧化性比 X2+弱；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.XZYW B.ZW XY C.ZYXW D.ZXYW 【解析】选 D。由知还原性XY;由知 Z为第A族活泼金属；由知还原性 ZX；由知，W、Y组成原电池时，Y发生氧化反应做负极，所以还原性YW。综上可知还原性由强到弱的顺序为：ZXYW。3.科学家近年来研
18、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+4e-=4OH-名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运【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
19、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
20、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 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运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
21、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60 g，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47 g，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60 g，工作一段时间后，取出洗净干燥称重为 47 g，说明锌片反应掉13 g，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11。V(H2)=22.4 L mol-1=4.48
22、 L 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运答案：（1）Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2（2）4.48 L 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
23、的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2Li+H2=2LiH.LiH+H2O=LiOH+H2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运反应中的还原剂是 _，反应中的氧化剂是_。已知 LiH 固体密度为 0.82 g/cm3。用锂吸收 224 L（标准状况）H2，生成的 LiH 体积与被吸收的H2体积比为 _。由生成的 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
24、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）.Li 从零价升至+1 价，作还原剂。.H2O的 H从+1 降至 H2中的零价，作氧化剂。由反应，当吸收 10 mol H2时，则生成 20 mol LiH，V=m/=207.9/0.82 10-3(L)=1 92.6810-3(L)。V(LiH)/V(H2)=192.68 10-3 L/224 L=8.610-4。20 mol LiH 可生成 20 mol H2，实际参加反应的H2为 20
25、80%=16 mol，1 mol H2转化成 1 mol H2O,转移 2 mol 电子，所以 16 mol H2可转移32 mol 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）LiH2O 8.610-4 32 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运实验探究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
26、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：铝为 _极，电极反应式：_；石墨为 _极，电极反应式：_；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_。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 20 页 -精品文档你我共享知识改变命运【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
27、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
28、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）负2Al-6e-=2Al3+正6H+6e-=3H22Al+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，所以电流名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 20 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 20 页 -