1、第 2 节 化学能与电能一、选择题(本题包括 6 小题,每小题 5 分,共 30 分)1.下列有关电池的叙述不正确的是 ( )A.水果电池是方便实用的家用电池B.铅蓄电池是一种常用的二次电池C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄2.下图为番茄电池,下列说法正确的是 ( )A.一段时间后,锌片质量会变小B.铜电极附近会出现蓝色C.番茄中的阴离子移向铜D.锌电极是该电池的正极3.下列有关原电池的说法正确的是 ( )A.铝片和镁片用导线连接后插入 NaOH 溶液中,Mg 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.锌片和铜片用导线
2、连接后插入 CuSO4溶液中,铜片作负极D.只有两种活泼性不同的金属才能构成原电池的两极4.(双选)人们利用原电池原理制造了多种电池,如电子计算器所用的纽扣电池就是其中一种。它的两极材料分别为锌和氧化银,电解质溶液为 KOH 溶液,其电极反应是 Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,下列判断中正确的是( )A.锌为正极,Ag 2O 为负极B.Ag2O 为正极,锌为负极C.原电池工作时,负极区溶液 pH 减小D.原电池工作时,正极区溶液 pH 减小5.过量铁与少量稀硫酸反应,为了加快反应速率,但是又不影响生成氢气的总量,可以采取的措施是 ( )A.加入
3、适量 NaCl 溶液 B.加入适量的水C.加入几滴硫酸铜溶液 D.再加入少量稀硫酸6.Mg-AgCl 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:2AgCl+Mg=Mg2+2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是 ( )A.Mg 为电池的正极B.负极反应为 AgCl+e-=Ag+Cl-C.不能被 KCl 溶液激活D.可用于海上应急照明供电二、非选择题(本题包括 2 小题,共 20 分)7.(8 分)依据 2Ag+Cu=Cu2+2Ag 设计的原电池如图所示。请回答下列问题:(1)电极 X 的材料是 ;电解质溶液 Y 是 。(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;X 电极上发
4、生的电极反应为 。(3)外电路中的电子是从 电极流向 电极。8.(12 分)(能力挑战题)氢气是未来最理想的能源之一,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO 2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术:2H 2O 2H2+O 2。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题:(1)海水分解生成的氢气用于燃料电池时,实现 能转变为_能。水分解时,断裂的化学键为 键,分解海水的反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为A 极:2H 2+2O2-4e-=2H2O;B 极:O 2+4e-=2O2-,则 A 极是电池
5、的 极;电子从该极 (填“流入”或“流出”)。(3)有人以化学反应:2Zn+O 2+4H+=2Zn2+2H2O 为基础设计出一种原电池,移入人体内作为心脏起搏器的能源,它靠人体内血液中溶有一定浓度的 O2、H +进行工作。则原电池的负极材料是 ,正极上发生反应的电极反应式为_。答案解析1.【解析】选 A。水果电池产生的电流非常微弱且不能连续长时间放电,不能作为家用电池;铅蓄电池是一种常用的二次电池,氢氧燃料电池产物为水,无污染;锌锰干电池工作时,Zn 放电被消耗,故工作一段时间后锌外壳会逐渐变薄,B、C、D 正确,A 错误。2.【解析】选 A。该装置构成原电池,其中 Zn 为负极,发生氧化反应
6、 Zn-2e-=Zn2+,故一段时间后,锌片质量变小,A 正确,D 错;Cu 为正极,Cu 不参与反应,不会生成 Cu2+,故铜电极附近不会出现蓝色,B 错;番茄中阴离子移向负极锌,阳离子移向正极铜,C 错。3.【解析】选 B。判断原电池的正负极,一方面要看电极材料,另一方面要看电解质溶液。A中铝与 NaOH 溶液会自发反应,铝作负极。B 中尽管铝比铜活泼,但只有铜片与浓硝酸自发反应,铜作负极。金属与碳棒也可以构成原电池的两极,因此 D 不正确。【解题误区】原电池中正、负极的判断误区活泼金属在原电池中不一定作负极,如本题中活泼性 AlCu,在此原电池中 Al 作正极,Cu 作负极,原因是 Al
7、 被钝化后相当于惰性电极。再如本题 A 项 Mg-Al-NaOH 溶液原电池,活泼性 MgAl,在此原电池中 Al 作负极,Mg 作正极。负极反应式:Al+4OH -3e-=Al +2H2O,正极反应式:2H +2e-=H2,总反应式:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。故判断一个原电池中的正负极,最根本的方法是:失电子的一极是负极,得电子的一极为正极。4.【解析】选 B、C。原电池中失去电子的一极为负极,所以锌为负极,Ag 2O 为正极,B 项正确。因为 Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O,负极区溶液中 OH-不断减少,故 pH 减小,所以 C 项也正确。5.【解析】选
8、C。若加入 NaCl 溶液或水,会将稀硫酸稀释,c(H +)减小,反应速率减慢;若加入几滴 CuSO4溶液,则发生反应 Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,析出的 Cu 与 Fe、稀硫酸形成原电池,反应速率加快且不影响生成 H2的总量;若再加入少量稀硫酸,因 Fe 过量,则生成 H2的总量增大,且反应速率不会改变。6.【解析】选 D。Mg 失去电子发生氧化反应,是电池的负极,A 项错误;负极反应为 Mg-2e-=Mg2+,B 项错误;Mg-AgCl 电池能够被海水激活,改用 KCl 作电解质溶液也能够激活该电池,C 项错误;Mg-AgCl 电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电,D 项正确。
9、7.【解析】根据总反应 2Ag+Cu=Cu2+2Ag 可知,Cu 置换出 Ag,Cu 比 Ag 活泼,故 Cu 为负极,负极反应为 Cu-2e-=Cu2+,外电路中电子从负极 Cu 流入正极,Y 溶液中的 Ag+得到电子生成Ag,发生还原反应,则 Y 为 AgNO3溶液。答案:(1)铜 AgNO 3(2)正 2Ag +2e-=2Ag Cu-2e -=Cu2+(3)铜 银8.【解析】(1)海水分解生成的氢气用于燃料电池时,实现了化学能转变为电能。水分解时,断裂的化学键为共价键,分解海水的反应属于吸热反应。(2)根据电极反应可知,A 极发生氧化反应,应该是电池的负极,电子从该极流出。(3)负极发生氧化反应,所以该原电池的负极材料是 Zn,电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+,则正极上发生反应的电极反应式为 O2+4H+4e-=2H2O。答案:(1)化学 电 共价 吸热(2)负 流出(3)Zn O 2+4H+4e-=2H2O
