2017-2018 学年高一化学人教版必修二课下能力提升1课下能力提升(七) 化学能与电能 一、选择题 1下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( ) A2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2B2H2O22H2O= = = = =点燃CZnCuSO4=CuZnSO4 DNa2CO32HCl=2NaClH2OCO2 2(2016山东潍坊高一检测)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 3双选如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极 X、Y，外电路中电子 流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( )A外电路的电流方向为：Y外电路X B若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为 Fe CX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应 D若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为 XY 4燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能， 氢氧燃料电池的基本反应是：X 极： O2(g)H2O(l)2e=2OH12 Y 极：H2(g)2OH2e=2H2O(l) 下列说法正确的是( ) AX 是负极 BY 是正极 CY 极上发生还原反应 DY 极上发生氧化反应 5如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M 棒变粗，N 棒变细，由此判断下表 中所列 M、N、P 物质，其中可以成立的是( )选项MNP A锌铜稀硫酸溶液 B铜铁稀盐酸 C银锌硝酸银溶液 D锌铁硝酸铁溶液 6茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科 技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe 合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中 铝合金是负极 海水是电解质溶液 铝合金电极发生还原反应( ) A B C D2017-2018 学年高一化学人教版必修二课下能力提升27(广东高考改编)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是( )Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出 Ba 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=Cu C无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解 Da 和 b 用导线连接后，Fe 片上发生还原反应，溶液中的 Cu2向铜电极移动 8观察如图所示两个实验装置，若两烧杯中硫酸的浓度相同，铜片和锌片都是纯净单 质，判断下列叙述正确的是( )A两个装置均是原电池装置 B乙中电子由铜片经过电流计流向锌片 C过一段时间两烧杯中溶液的酸性均减弱 D因都是锌与硫酸的反应，所以两装置中产生气泡的速率相同 9(2016南京高一检测)用如图装置进行实验，若 x 轴表示流入正极的电子的物质的量， 则 y 轴应表示( ) c(Ag) c(NO) a 棒的质量 b 棒的质量 溶液的质量 3A B C D 10镍氢电池的总反应式是 H22NiO(OH)=2Ni(OH)2，根据此反应式判断，此电池 放电时，负极上发生反应的物质是( ) AH2 BNi(OH)2 CNiO(OH) DH2和 NiO(OH) 11(2016山东滨州高一检测)燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。 此种电池的能量利用率可高达 80%，产物污染也少。下列有关燃料电池说法错误的是( ) A氢氧燃料电池的电解质用 KOH 溶液时，其负极电极反应为 2H24e4OH=4H2O B碱性甲烷燃料电池的正极反应为 O22H2O4e=4OH C燃料电池负极燃料失电子，发生还原反应 D除纯氧外，空气中的氧气也可以作氧化剂 12由质量均为 100 g 的铁片、铜片和足量的 CuSO4溶液组成原电池装置，经过一段 时间后，两电极的质量差变为 12 g，则下列说法正确的是( ) A铁片溶解了 12 g B导线中通过了 0.2 mol 电子 C铜片上析出了 6 g Cu2017-2018 学年高一化学人教版必修二课下能力提升3D铜片溶解了 6.4 g 二、非选择题 13电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)利用电池可将_能转化为_能。 (2)下列电池中，不易造成环境污染的是( ) A锂离子电池 B锌锰电池 C镍镉电池 D氢氧燃料电池 (3)已知甲醇燃料电池每生成 1 mol 的液态水放出 286 kJ 的热量，又知该电池每发 1 kWh 电能生成 360 g 水，则该电池的能量转化率为_。(1 kWh3.6106 J) 14由 A、B、C、D 四种金属按表中装置进行实验。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_。 15(2016广州高一检测)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。 总反应为 2Li2H2O=2LiOHH2 (1)该电池的负极是_，负极反应是_。 (2)正极现象是_。 (3)放电时 OH向_移动(填“正极”或“负极”)。 16理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu 2Ag=2AgCu2”设计一个化学电池(正极材料用石墨棒)回答下列问题： (1)该电池的负极材料是_，发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电解 质溶液是_。 (2)正极上出现的现象是_。 (3)若导线上转移电子 1 mol，则生成银_g。 17为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如图：回答下列问题： (1)根据原电池原理填写下表： 装置序号正极负极反应式阳离子移动方向 甲 乙2017-2018 学年高一化学人教版必修二课下能力提升4丙 丁 戊 (2)电极类型除与电极材料的性质有关外，还与_有关。 (3)根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？_(填“是”或“不一 定”)，请举例说明：_ (4)指出下列电池的放电过程中，电解质溶液酸碱性的变化：甲_，丙 _，戊_。(填“酸性或碱性增强或减弱”)课下能力提升(七) 化学能与电能 1解析：选 D D 项中的反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池。 2解析：选 C 在外电路中电子由负极流向正极；负极发生氧化反应；Mg-Al 原电池， 稀硫酸作电解质溶液，铝作正极，属于活泼金属。 3解析：选 A、D 外电路的电子流向为 X外电路Y，电流方向与其相反，A 正 确；X 极失电子，作负极，Y 极上发生的是还原反应，X 极上发生的是氧化反应。若两电 极分别为 Fe 和碳棒，则 Y 为碳棒，X 为 Fe，B、C 错误，D 正确。 4解析：选 D 由电极反应式可知：X 极上发生得到电子的还原反应，是原电池的正 极，Y 极上发生失去电子的氧化反应，是原电池的负极。 5解析：选 C 该原电池中 M 棒变粗，N 棒变细，说明原电池反应时 N 棒作负极， M 棒作正极，A、B 选项中，电解质溶液分别为稀硫酸和稀盐酸，原电池工作时，不会有 金属析出且 A 中 M 棒变细。C 选项正极反应为 Age=Ag，符合题意。而 D 选项正 极反应为 Fe3e=Fe2，不会有金属析出，M 棒锌溶解变细。 6解析：选 A 活泼的一极为负极，即为铝合金，对。电极在海水中，故海水为电 解质溶液，对。铝合金为负极，发生氧化反应。 7解析：选 D 铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，A 正确。a 和 b 用导线连接后，构成原电池，其中 Fe 作负极，发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为 Cu22e=Cu，B 项正确、D 项错误。无论 a 和 b 是否连接，铁都被氧化生成 Fe2，C 项正确。 8解析：选 C 根据原电池的形成条件分析，甲中没有构成闭合回路，不属于原电池 装置，A 项错误；乙装置是原电池装置，活泼金属作负极，失去电子，电子应由锌片流向 铜片，B 项错误；两个装置中的锌片都和稀硫酸反应生成氢气，硫酸浓度减小，溶液酸性 减弱，C 项正确；乙装置中构成原电池反应，反应速率加快，故乙装置中产生气泡的速率 快，D 项错误。 9解析：选 D 该原电池中负极为 Fe，电极反应：Fe2e=Fe2，故 a 棒质量减 小；正极为 Ag，电极反应：Age=Ag，故 b 棒质量增大，c(Ag)减小；总电极反应 为 Fe2Ag=2AgFe2，溶液质量减小，整个过程中 c(NO)未变。 310解析：选 A 由方程式可知，H2中 H 元素化合价升高，被氧化，在原电池负极发 生氧化反应，则 H2为原电池的负极。 11解析：选 C 氢氧燃料电池的电解质用 KOH 溶液时，在负极 H2失电子生成 H 能与 OH继续反应，故负极电极反应为 2H24e4OH=4H2O，A 正确；碱性甲烷燃 料电池的正极反应为 O22H2O4e=4OH，B 正确；燃料电池负极燃料失电子，发生 氧化反应，C 错误；燃料电池的正极是氧气得电子，可以是纯氧，也可以是空气中的氧气， D 正确。 12解析：选 B 设铁片溶解的质量为 x g，铜片上析出 Cu 的质量为 y g。则 (100y)(100x)12， 即 xy12。由得失电子守恒可得：22，x56y64 即 8x7y。 解、联立方程组得 x5.6 g，y6.4 g。2017-2018 学年高一化学人教版必修二课下能力提升5导线中通过电子的物质的量为20.2 mol。5.6 g56 g/mol 13解析：(1)原电池是将化学能转化成电能的装置。 (2)氢氧燃料电池工作时的产物是水，不会造成环境污染，故氢氧燃料电池又称为绿色 电池。(3)生成 360 g 液态水放出的热量为286 kJ/mol5720 kJ，电池的能量转化率3 60 g18 g/mol为 100%62.9%。3 600 kJ5 720 kJ 答案：(1)化学 电 (2)D (3)62.9% 14解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中 A 不断溶解，则 A 为 负极、B 为正极，活动性 AB；乙中 C 极增重，即析出 Cu，则 B 为负极，活动性 BC； 丙中 A 上有气体即 H2产生，则 A 为正极，活动性 DA，随着 H的消耗，pH 变大。 答案：(1)A2e=A2 (2)Cu22e=Cu (3)变大 (4)DABC 15解析：金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为 Lie=Li。正极发 生还原反应，所以 H2在正极生成，正极反应是 2H2e=H2，正极产生无色气体； 在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴