2019_2020学年高中化学第二章化学反应与能量2化学能与电能课后达标检测含解析新人教版必修2.doc

化学能与电能
[基础巩固]
1．(2019·海淀高一期中)下列设备工作时，将化学能转化为电能的是(　　)
A
B
C
D

锂离子电池
太阳能集热器
燃气灶
硅太阳能电池

解析：选A。A项，锂离子电池是把化学能转化为电能，故正确；B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；C项，燃烧是放热反应，是把化学能转化为热能，故错误；D项，硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，故错误。
2．(2019·青岛高一测试)下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流的是(　　)

解析：选B。A、D项，两极的材料相同，不能形成原电池；C项，酒精是非电解质，不能形成原电池。
3．根据国外媒体报道，某公司将推出一种全新的银锌电池，这种银锌电池的续航能力要比锂离子电池强，有望取代锂离子电池。其放电过程可表示为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag，此电池放电时，有关说法正确的是(　　)
A．电能转化为化学能
B．电解质溶液是稀硫酸
C．电子通过外电路从Ag2O极流向Zn极
D．Zn做负极被氧化
解析：选D。原电池是将化学能转化为电能的装置，A选项错误；从总反应式可以看出，电池放电后生成了ZnO，ZnO在酸性溶液中不能存在，所以电解质溶液为碱性溶液，B选项错误；原电池中，电子通过外电路从负极(Zn)流向正极(Ag2O)，C选项错误；负极发生氧化反应，D选项正确。
4．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(　　)

选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液

解析：选C。M棒变粗，N棒变细，说明M棒是正极，电解质溶液中的阳离子在此极析出；N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。综合以上分析可确定C项符合要求。
5．等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系，其中正确的是(　　)

解析：选A。等质量的两份锌粉中，加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
6．(2019·郑州高一测试)将纯锌片和纯铜片按如图方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　)

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中SO均向铜片移动
D．产生气泡的速率甲比乙快
解析：选D。甲中锌与铜用导线连接后浸入稀H2SO4中，形成原电池，乙中仅发生锌与稀H2SO4的反应，不构成原电池。所以甲中铜片表面有气泡产生，且气泡产生速率比乙快。乙中铜片、锌片都不是电极。甲中SO移向负极(即锌片)。只有D项正确。
7．(2019·宿州高一检测)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6.45 g，导线中通过的电子的物质的量为(　　)
A．0.1 mol　　 B．0.2 mol
C．0.3 mol D．0.4 mol
解析：选A。负极：Zn－2e－===Zn2＋，Zn失去2 mol电子减重65 g；正极：Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋得到2 mol电子增重64 g。此时两极质量相差：65 g＋64 g＝129 g，若两棒质量相差6.45 g，则参加反应的锌及生成的铜均为0.05 mol，应转移0.1 mol电子。
8．将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即产生电流，称为甲烷燃料电池。已知甲烷燃料电池两个电极上的反应分别为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。下列有关说法中错误的是(　　)
A．CH4在负极上反应，O2在正极上反应
B．放电过程中电解质溶液的碱性减弱
C．此电池属于环境友好型电池
D．此电池中化学能100%转化为电能
解析：选D。A项，CH4燃料电池中，燃料失电子发生氧化反应，所以CH4在负极上反应，O2得电子发生还原反应，所以O2在正极上反应，正确；B项，根据电池总反应CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O知，OH－参加反应，所以溶液中OH－浓度降低，溶液的碱性减弱，正确；C项，该电池放电时不产生对环境有污染的物质，所以属于环境友好型电池，正确；D项，此电池中化学能转化为电能和少量热能，错误。
9．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

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)四种金属的活动性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。
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A>B；乙中C的质量增加，即析出Cu，则B为负极、C为正极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则D为负极、A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。
答案：(1)A－2e－===A2＋　(2)Cu2＋＋2e－===Cu
(3)变大　(4)D>A>B>C
10．目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题：

铅蓄电池的负极是__________，负极反应式是__________________________________，铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，则正极反应式为__________________。放电过程中电解液的密度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：正极反应式等于总反应式减去负极反应式，放电过程中消耗了硫酸，故电解液的密度减小。
答案：铅　Pb－2e－＋SO===PbSO4　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　减小
[能力提升]
11．甲烷燃料电池的总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，其中一个电极反应式为2O2＋8H＋＋8e－===4H2O，下列叙述不正确的是(　　)
A．CH4通入负极
B．O2通入正极
C．正极发生氧化反应
D．负极的电极反应式为CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋
解析：选C。甲烷燃料电池中O2通入正极，发生还原反应，电极反应式是2O2＋8H＋＋8e－===4H2O；CH4通入负极，发生氧化反应，利用总反应式减去正极反应式即得到负极反应式是CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋，故选C。
12．锂电池是一种新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，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(　　)
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
解析：选B。由总反应L＋O2===O2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li失电子被氧化，在电池中做负极，电极反应式为Li－e－===Li＋；MnO2得电子被还原，电极反应式为MnO2＋e－===MnO。
13．某原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则该反应的原电池组成正确的是(　　)

选项
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Ag
Cu
负极
Cu
Zn
Cu
Fe
电解质溶液
CuCl2
CuSO4
H2SO4
ZnCl2

解析：选B。根据原电池中发生的化学反应可知，负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。故选项B符合题意。
14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应式为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。根据反应式回答问题：
(1)Zn是________极，Ag2O发生______反应。
(2)电子由________极流向________极(填“Zn”或“Ag2O”)，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗物质的质量是________g。
(3)在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)根据电极反应式可知，Zn失电子被氧化，Ag2O得电子被还原，发生还原反应。(2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。(3)电池中KOH只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。
答案：(1)负　还原　　(2)Zn　Ag2O　32.5　(3)不变
15．某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。

(1)打开K，观察到的现象为________________________________________________________________________。
(2)关闭K，观察到的现象为________________________________________________________________________。
此电池的负极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)关闭K，溶液中阳离子向________(填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电子流动方向是________。
解析：(1)打开K，锌与硫酸铜接触，置换出铜，所以可以看到锌棒上附着有红色固体。(2)关闭K，形成原电池，电流表指针偏转，锌做负极，碳做正极，溶液中的铜离子在碳棒上得到电子生成铜，看到碳棒上附着有红色固体；负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。(3)关闭K，溶液中的阳离子向正极移动，即向碳棒移动，电子从锌出来经导线流向碳。
答案：(1)锌棒上附着有红色固体　(2)电流表指针偏转，碳棒上附着有红色固体　Zn－2e－===Zn2＋
(3)C　Zn→C(或负极→正极)

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