人教版高中化学必修2第2章第2节化学能和电能 能力提升训练有答案word.docx

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第2章第2节化学能与电能能力提升训练

一、选择题（每题4分，共48分）

1．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是（铝条均已除去了氧化膜）（　　）

2.将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线连接成闭合回路，如图所示。

该装置在工作时，下列叙述正确的是（　　）

A．镁比铝活泼，镁失去电子被氧化成Mg2＋

B．铝是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成

C．该装置的内、外电路中，均是电子的定向移动形成电流

D．该装置开始工作时，铝片表面的氧化膜可不必处理

3．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，经过一段时间后，下列各项叙述正确的是（　　）

A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出

B．负极附近Cl－的浓度减小

C．正极附近Cl－的浓度逐渐增大

D．溶液中Cl－的浓度基本不变

4．将等质量的两份锌粉a、b分别加入两份相同体积、相同物质的量浓度且过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图为产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系，其中正确的是（　　）

5．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

6．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↑

7.镁燃料电池具有能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于储运等特点。

如图为镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是（　　）

A．放电过程中OH－移向正极

B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg（OH）2↓＋Cl－

C．镁电池中镁均为负极，发生氧化反应

D．正极反应式：

ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－

8．如图所示，杠杆A、B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，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）（　　）

A．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

9．将两极质量相同的铜棒和锌棒，用导线相连接后插入CuSO4溶液中，经过一段时间后，取出洗净后干燥并称重，两棒质量相差6.45g，导线中通过的电子的物质的量为（　　）

A．0.1molB．0.2mol

C．0.3molD．0.4mol

10.原电池装置如图所示,下列有关叙述正确的是（已知:

阳离子交换膜只允许阳离子通过）（　　）

A.锌电极上发生还原反应

B.电池工作一段时间后,甲池的c（S

）不变

C.电池工作一段时间后,甲池溶液的总质量增加

D.该装置将化学能转化为电能,一段时间后,装置内的电子总量减少

11.锂硫电池放电时反应为2Li+S

Li2S,其装置如图所示。

下列关于该电池的说法正确的是（　　）

A.Li作正极

B.电池工作时Li被还原

C.电子由S经导线流向Li

D.实现了化学能向电能的转化

12.LED产品的使用为城市增添色彩。

如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．电路中的电子从负极经外电路到正极，再经过KOH溶液回到负极，形成闭合回路

B．a处通入氢气，b处通入氧气，该装置将化学能最终转化为电能

C．电池放电后，OH－的物质的量浓度减小

D．通入O2的电极发生反应：

O2＋4e－===2O2－

二、填空题（52分）

13．（12分）锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转移到MnO2晶格中生成LiMnO2。

请回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由____极流向____极（填字母）。

（2）负极的电极反应式为　　。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？

____（填“是”或“否”）；原因是____。

14．（18分）完成原电池问题。

Ⅰ.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性，两人均使用相同镁片与铝片作电极，甲同学将电极放入2mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入2mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。

请回答：

（1）写出甲池中正极的电极反应式：

____________。

（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。

负极：

_______________________________________________；

总反应：

____________________________________________。

（3）如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强（填写元素符号）。

（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论？

________（填写字母）。

a．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质

b．镁的金属性不一定比铝的金属性强

c．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值

d．上述实验反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”的做法是不可靠的

Ⅱ.市场上出售的热敷袋，其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。

热敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。

使用完后，会发现有大量铁锈存在。

热敷袋放出热量的原理是________。

15．（21分）

（1）有一种燃料电池，总反应式为2H2＋O2

2H2O，则负极的电极反应式为　　；正极是____。

（2）如将

（1）中的电解质由KOH改为稀硫酸，则电极反应式为　负极：

　，　正极：

　。

两者的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH变化是____。

（3）如把H2改为CO，KOH作导电物质，则电极反应式为　负极：

　，　正极：

　。

（4）．CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料。

①甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气、KOH（电解质溶液）构成，则下列说法正确的有____。

A．电池放电时通入空气的电极为负极

B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH－6e－===CO2↑＋2H2O

C．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱

D．电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子

②写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的电极反应式：

　　。

16．（9分）化学电池在通迅、交通及日常生活中有着广泛的应用。

（1）

锌锰干电池是应用最普遍的电池之一（如图所示），锌锰干电池的负极材料是_负极发生的电极反应方程式为　　。

若反应消耗16.25g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为__。

（2）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池总反应式可以表示为Cd＋2NiO（OH）＋2H2O

2Ni（OH）2＋Cd（OH）2，已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是____（填序号）。

①以上反应是可逆反应

②以上反应不是可逆反应

③充电时化学能转变为电能

④放电时化学能转变为电能

第2章第2节化学能与电能能力提升训练答案解析

1.解析：

A项，发生的原电池反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑，错误；B项，发生的原电池反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，正确；C项，发生的原电池反应为Al＋4H＋＋NO

===Al3＋＋NO↑＋2H2O，错误；D项，电极材料相同，不能构成原电池，错误。

答案：

B

2.解析：

一般情况下，在原电池中较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极，但在该原电池中电解质是氢氧化钠溶液，由于镁和氢氧化钠不反应，铝可以和氢氧化钠反应生成氢气，所以此装置中铝是负极，电解反应为Al－3e－＋4OH－===[Al（OH）4]－。

镁是正极，电极反应为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，A、B项错误；在原电池的电解质溶液中没有电子通过，而是离子的定向移动产生电流，C项错误；铝表面的氧化膜Al2O3能溶于NaOH溶液，所以不必处理，D项正确。

3.解析：

铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中构成原电池，铁作负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，银作正极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，故A错误；溶液中Cl－移向负极，负极附近Cl－的浓度增大，正极附近Cl－的浓度逐渐减小，而溶液中Cl－的浓度基本不变，B、C错误，D正确。

答案：

D

4.解析：

等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，发生的反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，铜、锌、稀硫酸形成原电池，反应速率增大，反应用时少于b，但生成的氢气也少于b，图象应为A。

答案：

A

5.解析：

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，但铝在浓硝酸中钝化，只有铜片与浓硝酸自发反应，铜作负极。

C中锌片和铜片用导线连接后插入CuSO4溶液中，锌片作负极。

D中金属与碳棒也可以构成原电池的两极。

答案：

B

6.解析：

该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中OH－向负极移动，C项错误。

7.解析：

根据工作原理图判断反应过程，判断正、负极，正确书写电极反应式。

镁燃料电池，镁作负极失电子，碱性溶液中生成Mg（OH）2。

ClO－在正极反应，由图可知有Cl－和OH－生成，正极反应式：

ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－，OH－向负极移动，生成Mg（OH）2。

8.解析：

根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，在铁球表面析出Cu，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，铁球溶解且在铜球表面析出Cu，A端下沉。

答案：

D

9.解析：

负极：

Zn－2e－===Zn2＋，Zn失去2mol电子减重65g；正极：

Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋得到2mol电子增重64g。

两极质量相差：

65g＋64g＝129g，现在两棒质量相差6.45g，应转移0.1mol电子。

答案：

A

10.解析：

选B。

锌是负极,发生氧化反应,A错误;原电池工作时,阴离子由正极向负极运动,但阴离子不能通过阳离子交换膜,只出现锌离子由甲池移向乙池,甲池的c（S

）不变,B正确;根据B的分析电池工作一段时间后,甲池溶液仍是硫酸锌溶液,质量不变,C错误;该装置是原电池装置,将化学能转化为电能,电子的定向移动产生电流,但电子总量不变,D错误。

11.解析：

选D。

由锂硫电池放电时反应为2Li+S

Li2S可知,Li发生氧化反应,是原电池的负极反应,则Li作负极,故A、B错误;C.原电池工作时,电子经外电路由负极流向正极,故C错误;D.原电池是化学能转化为电能的装置,故D正确。

12.解析：

电路中的电子从负极经外电路到正极，但是电子不经过KOH溶液，A不正确；由外电路中电子的运动方向可知，a是负极、b是正极，故a处通入氢气、b处通入氧气，该装置将化学能最终转化为光能，B不正确；电池放电后，电池反应产物是水，故OH－的物质的量浓度减小，C正确；通入O2的电极发生反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D不正确。

13.解析：

（1）该电池中Li失去电子生成Li+,所以Li作电池的负极,则a是负极,b是正极,所以外电路中的电流方向由正极流向负极,所以从b流向a。

（2）负极发生氧化反应,即Li失去电子生成Li+,电极反应式为Li-e-

Li+。

（3）不能用水代替电池中的混合有机溶剂,因为Li是活泼金属,与水反应,无法参与原电池反应,不能产生电流。

答案:

（1）b　a　

（2）Li-e-

Li+　（3）否　电极Li是活泼金属,能与水反应　

14解析：

Ⅰ.

（1）甲中镁易失电子作负极，Al作正极，负极上镁发生氧化反应，正极上氢离子发生还原反应，负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。

（2）乙池中铝易失电子作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO

＋2H2O，镁作正极，正极发生还原反应，总反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑。

（3）甲中镁作负极，乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强，乙中铝活动性强。

（4）a.根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，正确；b.镁的金属性强于铝，但失电子难易程度还与电解质溶液有关，错误；c.该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，错误；d.该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同，其反应条件不同导致其产物不同，应具体问题具体分析，正确。

Ⅱ.该装置符合原电池构成条件，所以能构成原电池。

其中炭粉作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，NaCl溶液起电解质溶液作用，加速Fe的氧化。

放电时将化学能转化为电能，所以热敷袋放出的热量来自于原电池中的氧化还原反应。

答案：

Ⅰ.

（1）2H＋＋2e－===H2↑

（2）Al＋4OH－－3e－===AlO

＋2H2O

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑

（3）Mg　Al　（4）ad

Ⅱ.铁屑、炭粉、空气（氧气）、NaCl溶液构成原电池，铁被氧化（合理即可）

15.解析：

（1）由该电池的总反应式及原电池的概念可知，H2在反应中被氧化，应在负极上反应；O2被还原，应在正极上反应，又因在碱性条件下不可能有H＋参加或生成，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

（2）若将碱性溶液换成酸性溶液，此时不可能有OH－参加或生成，负极反应式为2H2－4e－===4H＋；正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

由于前者在碱性条件下反应，KOH量不变，但原电池工作时，H2O增多，溶液变稀，pH将变小；而后者为酸性溶液，H2SO4量不变，H2O增多，溶液酸性减弱，故pH将变大。

（3）如把H2改为CO，用KOH作导电物质，CO生成的CO2与碱反应生成CO

，则负极反应式为2CO＋8OH－－4e－===2CO

＋4H2O；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

（4）根据甲醇燃烧过程中电子转移情况可知，通甲醇的电极为负极，通空气的电极为正极，A项错误；在碱性电解质溶液中负极的电极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO

↑＋6H2O，B项错误；在放电过程中，OH－参与电极反应，不断被消耗，导致电解质溶液碱性减弱，C项正确；电池放电时每消耗6.4gCH3OH，即0.2molCH3OH，转移电子数为6×0.2mol＝1.2mol，D项正确。

甲醇燃料电池中，在酸性条件下甲醇为负极失电子生成CO2，电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋。

16.解析：

（1）锌锰干电池中的负极是Zn，发生氧化反应，失去电子生成锌离子，电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋；16.25gZn的物质的量是

＝0.25mol，每个Zn失去2个电子，所以电池中转移电子的物质的量是0.5mol。

（2）该反应的反应条件不同，所以不是可逆反应，①错误，②正确；充电时是把电能转化为化学能，放电时是把化学能转化为电能，所以③错误，④正确。