江苏省徐州市2015-2016学年高中化学第3单元化学能与电能的转化题组训练

1、第三单元化学能与电能的转化第1课时化学能转化为电能化学电源 经典基础题题组1原电池的构成及其工作原理1下图装置能够组成原电池的是()2右图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()A锌片逐渐溶解B烧杯中溶液逐渐呈蓝色C电子由铜片通过导线流向锌片DZn为正极，Cu为负极3如图所示装置，电流计指针发生偏转，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()选项ABCAZnCu稀硫酸BCuFe稀盐酸CFeAgFe(NO3)3溶液DAgFeAgNO3溶液题组2原电池原理的应用4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：实验装置 部分实验现象a极质量减小

2、，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()Aa>b>c>d Bb>c>d>aCd>a>b>c Da>b>d>c5某原电池反应的离子方程式为Fe2H=Fe2H2，则下列说法正确的是()AHNO3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6钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe24OH。以下说法正确的是()A负极发生的反应为Fe2e=Fe2B正极发生的反应为2H2OO22e=4OHC钢铁被腐蚀最

3、后生成的铁锈为Fe(OH)2D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀7钢铁生锈过程发生如下反应：2FeO22H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。下列说法正确的是()A反应、中电子转移数目相等B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接的钢质水管不易发生腐蚀D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀8某原电池的总反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池是()选项正极负极电解质溶液ACuFeFeCl3溶液BCFeFe(NO3)3溶液CFeZnFe2(SO4)3溶液DAgFeFe2(SO4)3溶液题组3

4、化学电源的开发与利用9已知空气锌电池的电极反应式。锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O；碳棒：O22H2O4e=4OH，据此判断，锌片是()A正极，被还原 B正极，被氧化C负极，被还原 D负极，被氧化10汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是()APbO2是电池的负极B负极的电极反应式为PbSO2e=PbSO4CPbO2得电子，被氧化D电池放电时，溶液酸性增强能力提升题11原电池原理应用广泛，试回答下列问题：(1)100 mL浓度为2 mol·L1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响

5、生成氢气的量，可采用的方法是_。a加入适量6 mol·L1的盐酸b滴入数滴CuCl2溶液c加入适量蒸馏水d加入适量NaCl溶液e加入NaHSO4固体(2)银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它作为原电池工作时发生反应Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2。此原电池放电时负极上发生反应的物质是_。已知空气锌电池的两个电极发生的反应为锌片：2Zn4OH4e=2ZnO2H2O，石墨棒：O22H2O4e=4OH，据此判断石墨是_(填“正极”、“负极”)，发生_反应(填“氧化”、“还原”)。(3)根据原电池原理可设计成化学电源，下列关于原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

6、电池b甲醇燃料电池可将化学能转化为电能c锌锰干电池中，锌电极为负极d所有释放能量的反应都能通过原电池实现(4)目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是X极：O22H2O4e=4OH，Y极：H22OH2e=2H2O。X是_极，发生_反应(填“氧化”或“还原”)，总反应方程式为_。若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为_。12市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完毕后，会发现有大量铁锈存在。据此回答：(1)热敷袋使用时，放出热量的原因是_。(2)碳粉的主要作用是

7、_。(3)氯化钠的作用是_。(4)有关的电极反应为_。(5)总的化学方程式：_。13某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：_；负极反应式：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方

8、案、不能雷同)：_，用离子方程式表示其反应原理：_。14. (1)如图所示，将Mg、Al和电解质溶液组成一种原电池。试回答下列问题：若电解质溶液为稀硫酸，则正极为_(填“Mg”或“ Al”)，电极反应式为_。负极是_，电极反应式为_。若电解质溶液为NaOH溶液，则能否构成原电池？_(填“能”或“不能”)，若能，则正极为_，电极反应式为_，负极是_，电极反应式为_ ，电池总反应方程式为_。(2)若将铝片与铜片用导线连接后，插入稀硝酸的烧杯中，负极为_，若将铝片与铜片用导线连接后，插入浓硝酸的烧杯中。下列叙述正确的是_。(填字母)AAl比Cu活泼，Al为负极，Cu极上析出NO2BCu为负极，Al为

9、正极，Al极上析出CuCCu为负极，电极反应为Cu2e=Cu2DAl为正极，电极反应为2H2e=H2(3)如下图所示，各容器中盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。中反应的离子方程式为_。中Cu极的电极反应式为_。中被腐蚀的金属是_，总反应的化学方程式为_。铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是_。第2课时电能转化为化学能 经典基础题题组1电解池的工作原理1下列关于电解池形成的闭合回路的叙述中，不正确的是()A电解池中的闭合电路是由电子的定向运动形成的B金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极C在电解质溶液中，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动D相同时间内，阳离子在阴极上得

10、到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等2以下能用电解原理说明的是()电解是把电能转化成化学能电解是把化学能转化成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A BC D3下列关于电解池的叙述中不正确的是()A与电源正极相连的是电解池的阴极B与电源负极相连的是电解池的阴极C在电解池的阳极上发生氧化反应D电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极4若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu2H=Cu2H2，则下列关于该装置的有关说法正确的是()A该装置可能是原电池，也可

11、能是电解池B该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸5如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。下列说法正确的是()选项电极材料通电后的变化阴极阳极A石墨石墨阴极质量增加，溶液的酸性减弱B铜铜阳极质量减小，阴极质量增加C铁铁两极的质量不发生变化D铂铁阴极质量不变题组2电解规律的应用6下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是()电解质溶液阳极阴极加入的物质ANaCl溶液石墨铁盐酸BNaOH溶液石墨石墨水C硫酸铜溶液石墨石墨硫酸铜D硫酸铁石墨H2O7.用Pt作电极电解下列某

12、种溶液，当阳极生成112 mL气体时，阴极上析出0.64 g金属，则该电解池中溶质可能是()ACuSO4 BMgSO4CAl2(SO4)3 DNa2SO4题组3电解原理在工业中的应用8下列描述中，不符合生产实际的是()A电解熔融的Al2O3制取铝，用石墨作阳极B电解法精炼铜，用纯铜作阴极C工业上电解饱和食盐水，可制得烧碱、氢气和氯气D电解氯化镁溶液，可制得镁和氯气9. 以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是()A电能全部转化为化学能B粗铜接电源正极，发生还原反应C溶液中Cu2向阳极移动D利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属10

13、Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念，设计制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成能力提升题11如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。(1)正极为_(填“a”或“b”)，阳极为_(填“c”或“d”)。(2)阳极反应式为_，检验该阳极产物的方法是_。(3)电解一段时间后发现阴极增重6.4 g，则外电路中通过的电子的物质的量是_ mol，若该电解反应所需的电子全部由氢氧燃料电池提供，则至少需要消耗_L氢

14、气(标准状况下)才能满足需要。12电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：电解池中X极上的电极反应式为_。在X极附近观察到的实验现象是_。Y电极上的电极反应式为_。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_，电极反应式为_。Y电极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)13()某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到

15、电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲装置的名称是_ (填“原电池”或“电解池”)，Zn为_极，Pt为_极。(2)写出电极反应式： Pt极_，Cu极_。当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出铜的质量应为_。(3)若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色_(填“变深”、“变浅”或“不变”)。()由Cu2、Cl 、Na、SO四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极进行电解实验。(1)要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而该稀溶液的浓度增大，又无浑浊，应以_为阳极电解_溶液，阳极电极反应式为_。(2)以铂作阳极电解_溶液时，溶液的碱

16、性有明显增强，且溶液保持澄清，电解的总反应式为_。14燃料电池是一种将化学反应产生的能量直接转换成电能的装置。某研究性学习小组在一次活动中，参照下图组装实验装置，以外面缠绕棉花的碳棒为电极，电解质溶液用0.5 mol·L1 Na2SO4溶液，电源用36 V直流电源，发光二极管起辉电压为1.7 V，电流为0.6 mA。 (1)在碳棒电极外面缠绕棉花的作用是_。(2)按下开关S1，半分钟后两碳棒上产生明显的气泡，此时碳棒C1为_极，装置中发生的总反应的化学方程式为_。(3)断开开关S1，按下开关S2，可观察到的明显现象为_；碳棒C2为_极，其电极反应式为_。(4)该小组把0.5 mol&

17、#183;L1 Na2SO4溶液换成0.5 mol·L1 NaCl溶液；当断开开关S2，按下开关S1，则检验C1极产生气体的实验方法：_；一段时间后，当断开开关S1，按下开关S2时，电极C1反应式为_。答案精析第1课时化学能转化为电能化学电源1B2A在该原电池中，Zn作负极，Zn溶解并失e，在外电路中e由ZnCu，在Cu电极表面，H得e生成H2，故Cu并没有参加任何反应，故A选项正确，B、C项错误；锌的活动性大于铜，Zn为负极，Cu为正极，D选项错误。3DA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

18、成离子进入溶液中。A选项中的原电池反应为ZnH2SO4=ZnSO4H2，A极为原电池负极，变细，B极不变；B选项中的原电池反应为Fe2HCl=FeCl2H2，A极为原电池正极，不变，B极变细；C选项中的原电池反应为Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，则A极为原电池负极，电极反应为Fe2e=Fe2，A极变细，B极电极反应为2Fe32e=2Fe2，B极不变；D选项中的原电池反应为Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2, A极为正极，电极反应为2Ag2e=2Ag，A极变粗，B极为原电池负极，电极反应为Fe2e=Fe2，B极变细。4C装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失电子形成离子，

19、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d>a>b>c。5D由原电池反应可知，负极应为铁，正极为比铁活动性差的电极，电解质溶液应为非氧化性酸。A项中，HNO3为电解质溶液， 被还原的不是H而是NO，还原产物是NO而不是H2，A错；B项中，锌比铁活泼，正极不能是锌，B错；C项中，铁为负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，铁极质量减小，C错；D项中，铜不如铁活泼，可以作正极，D正确。6A由原电池工

20、作原理可知，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2OO24e=4OH；钢铁被腐蚀最后生成铁锈，主要成分是Fe2O3·xH2O；钢柱在空气与水交界处易发生电化学腐蚀，所以比在水下部分更易被腐蚀。7A反应中消耗O2的量相等，两个反应都是仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确；中H2O的H、O两元素的化合价都没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢质水管中的铁构成原电池，使钢质水管的腐蚀速率加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，D项错。8C根据原电池的电池反应为Fe2Fe3=3Fe2可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导

21、体作正极，含Fe3的溶液为电解质溶液。9D10B铅蓄电池放电时，Pb为负极，电极反应式为Pb2eSO=PbSO4，PbO2为正极，得电子发生还原反应，因消耗H，故酸性减弱，B正确。11(1)b(2)Zn正极还原(3)d(4)正还原2H2O2=2H2O0.6NA解析(1) a项和e项，c(H)增大，n(H)增大，生成氢气的速率增大，同时产生氢气的总量增多； b项，锌置换出铜，形成原电池，n(H)不变，生成氢气的速率增大，但产生氢气的总量不变；c项和d项，c(H)减小，n(H)不变，生成氢气的速率减小，产生氢气的总量不变。(2) 原电池负极上的物质失电子，发生氧化反应，由方程式知锌发生氧化反应；在

22、反应中锌化合价升高，被氧化，作负极。正极为石墨，正极发生还原反应。(4)X极：O2得电子发生还原反应，所以为正极。X极、Y极得失电子应相同，故X极电极方程式与Y极电极方程式相加得总反应方程式，2H2O2=2H2O。2 mol eH2O，n(e) 2× 0.6 mol。12(1)铁屑发生电化腐蚀被氧化，铁屑被氧化时放热(2)和铁粉、氯化钠溶液一起组成原电池，加速铁屑的氧化(3)氯化钠溶于水形成了电解质溶液(4)负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O24e2H2O=4OH(5)4Fe3O26H2O=4Fe(OH)313方案：Fe2H=Fe2H2方案： 如下图所示 2H2e=H2Fe2e=F

23、e2方案：将铁片置于CuSO4溶液中，一段时间后观察Fe表面是否有金属铜析出FeCu2=Fe2Cu14. (1)Al2H2e=H2MgMg2e=Mg2能Mg2H2O2e= 2OHH2AlAl4OH3e=AlO2H2O2Al2OH2H2O=2AlO3H2(2)AlC(3)Fe2H=Fe2H22H2e=H2ZnZnH2SO4=ZnSO4H2>>解析(1)电解质溶液为稀硫酸时，镁、铝都能与稀硫酸反应，但由于镁的金属活动性比铝强，所以镁为原电池的负极，负极电极反应为Mg2e=Mg2，铝为正极，电极反应为2H2e=H2。当电解质溶液为NaOH溶液时，由于铝能与NaOH溶液反应，而镁不与NaO

24、H溶液反应，所以铝为原电池的负极，电极反应式为Al4OH3e=AlO2H2O，镁作正极，电极反应式为2H2O2e= 2OHH2，原电池总反应为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。 (2)Al和Cu都与稀硝酸反应，但Al的金属活动性比Cu强，所以负极为Al。Al在浓硝酸中发生钝化，Cu在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中活动性CuAl，Cu是原电池的负极，电极反应式为Cu2e=Cu2，Al是原电池的正极，电极反应式为2HNOe=NO2H2O。(3)中铁与稀硫酸反应；中形成原电池，其中铁作负极，铜作正极，负极电极反应式为Fe2e=Fe2，正极电极反应式为2H2e=H2；中形成原电池，锌作负极

25、被腐蚀，总反应方程式为ZnH2SO4=ZnSO4H2。比较三种情况可知：中铁作负极，被腐蚀最快；中发生化学反应；中的铁作正极，被腐蚀得最慢。第2课时电能转化为化学能1A电解池中电解质溶液依靠阴、阳离子的定向移动而导电。2D3.A4C该反应不能自发进行，只有在外加电源的条件下发生，故该装置为电解池，且铜作阳极。5BA项，阳极反应式为4OH4e=O22H2O，溶液中有H2SO4生成，溶液酸性增强，阴极反应式为Cu22e=Cu，阴极质量增加；B项，阳极反应式为Cu2e=Cu2，阴极反应式为Cu22e=Cu，因此阳极质量减小，阴极质量增加；C项，阳极反应式为Fe2e=Fe2，阴极反应式为Cu22e=C

26、u，因此阳极质量减小，阴极质量增加；D项，阳极反应式为Fe2e=Fe2，阴极反应式为Cu22e=Cu，因此阴极质量增加。6B电解过程中，损耗什么物质，补充什么物质。但往往是两极损耗物质的化合物。对于A，在阳极产生Cl2，在阴极产生H2，应补充H、Cl元素，但加入H2、Cl2显然不行，应通入HCl，本例中加盐酸则多引入了水；对于B，只电解了水，补充水是正确的；对于C，阳极放出O2，阴极析出Cu，应补充CuO；对于D，因阳极材料是铁，所以电极反应式是阳极：Fe2e=Fe2，阴极：2H2e=H2。按理应补H去Fe，其实这种变化加一种物质无法恢复。7A因Mg2、Al3、Na的氧化性弱于H，故水溶液中三

27、种离子不放电，即不会析出金属，只有A能析出金属Cu，正确。8D电解氯化镁溶液阴极反应式为2H2e=H2，无金属镁生成。工业上通过电解熔融氯化镁制取镁与氯气。9D电解精炼铜过程中电能转变为化学能的同时，部分电能转化为热能，A错；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，B错误；电解过程中Cu2向阴极移动，C错；粗铜中Ag、Pt、Au放电能力比铜弱，形成阳极泥，可以回收，D对。10A根据方程式可知，铜失去1个电子，发生氧化反应，所以铜和电源的正极相连，作阳极，则石墨是阴极。溶液中的氢离子得到电子，产生氢气，A项正确、B项和C项不正确；当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，所以D项不正确。11(1)ac(2)2Cl2e=Cl2 用湿润的淀粉­碘化钾试纸放在该电极附近，试纸变蓝(3)0.22.2412(1)2H2e=H2放出气体，溶液变红2Cl2e=Cl2(2)纯铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu213()(1)原电池负阳(2)2Cl2e=Cl22H2e= H26.4 g(3)不变 ()(1)铂Na2SO4 4OH4e =2H2OO2 (2) NaCl2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2解析()(1)由图中的铜、锌两种电极和电解质稀硫酸构成闭合电路知：该装置为原电池，Zn活泼，则Zn作负极；乙为电解池，Pt作阳极。(2)