化学必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能课后作业题

化学反应与电能巩固练习

一、单选题

1．关于原电池及其电极名称的下列叙述中正确的是(　　)

A．原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的金属      B．正极上发生还原反应，一定产生气体

C．电子流出的一极为负极                             D．阴离子在电解质溶液中向正极移动

【答案】C

2．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是（    ）

A．①②④ B．③④⑤ C．④⑥⑧ D．④⑦

【答案】D

3．用A、B、C、D四块金属片进行如下实验：

①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；

②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；

③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；

④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。

据此，判断四种金属的活动性顺序是( 　)

A．A＞B＞C＞D B．C＞A＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A

【答案】C

4．最近报道的一种处理酸性垃圾渗滤液并用其发电的示意图如图(注：盐桥可使原电池两极形成导电回路)。装置工作时，下列说法错误的是(    )

A．微生物细菌对氮的硝化起氧化作用

B．盐桥中K+向Y极移动

C．电子由Y极沿导线流向X极

D．Y极发生的反应为：

【答案】C

5．如图所示装置，电流表指针发生偏转，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

A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸

B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸

C．A是Fe，B是Ag，C为稀溶液

D．A是Ag，B是Fe，C为稀溶液

【答案】D

6．原电池的正负极不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，则下列说法正确的是（    ）

A．、、浓硝酸组成的原电池，刚开始时负极的电极反应式为

B．、、溶液组成的原电池，负极的电极反应式为

C．由、、浓硝酸组成的原电池，刚开始时负极的电极反应式为

D．由、、溶液组成的原电池，负极的电极反应式为

【答案】B

7．分析如图所示的四个原电池装置，下列结论正确的是（    ）

A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极

B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑

C．③中Fe作负极

D．④中Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑

【答案】B

8．下列关于如图所示原电池的说法正确的是

A．当a为Cu，b为含有碳杂质的 Al，c 为稀硫酸时，b 极上观察不到气泡产生

B．当a为石墨，b为 Fe，c为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流

C．当a为Mg，b为 Al，c为NaOH 溶液时，根据现象可推知 Al 的活动性强Mg的

D．当a为石墨，b为 Cu，c为FeCl3 溶液时，a、b之间没有电流通过

【答案】B

9．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，其中NH3被氧化为常见无毒物质。下列说法错误的是（    ）

A．溶液中OH－向电极a移动

B．电极b上发生还原反应

C．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O

D．理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4

【答案】D

10．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，指针指向M，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的组合是(    )

A．A B．B C．C D．D

【答案】A

11．有关电化学知识的描述正确的是

A．反应可设计成原电池

B．利用，可设计如图所示原电池装置，盐桥内向溶液移动

C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为

D．由与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为

【答案】B

12．下图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法不正确的是（  ）

A．铜片表面有气泡生成，且溶液中SO42-向该电极移动

B．装置中存在“化学能→ 电能→ 光能”的转换

C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中仍有电子流动

D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变

【答案】A

13．锌铜原电池(如图所示)工作时，下列叙述正确的是

A．电池总反应为   B．该电池中电子由正极流向负极

C．正极反应为         D．盐桥中的移向溶液

【答案】A

14．结合下图判断下列叙述正确的是(   )

A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护

B．Ⅰ和Ⅱ中Cl-均向Fe电极移动

C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-Fe2+

D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+4e-+2H2O4OH-

【答案】A

15．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为，。有关此电池的推断正确的是（    ）

A．电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小

B．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2：7

C．通入乙烷的电极为正极

D．电解质溶液中的向正极移动

【答案】A

16．如图所示是一个燃料电池的示意图，当此燃料电池工作时，下列分析正确的是（    ）

A．如果a极通入，b极通入，溶液作电解质溶液，则通的电极上的电极反应为

B．如果a极通入，b极通入，溶液作电解质溶液，则通的电极上的电极反应为

C．如果a极通入，b极通入，溶液作电解质溶液，则通的电极上的电极反应为

D．如果a极通入，b极通入，溶液作电解质溶液，则溶液中的OH向b极移动

【答案】C

17．下列装置中，能构成原电池的是(    )

A．只有甲 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙之外均可以

【答案】C

18．如图为发光二极管连接柠檬电池装置，下列说法正确的是（   ）

A．铁环作为柠檬电池的正极

B．电子由发光二极管经导线流向Fe环

C．负极的电极反应为：Fe－2e-=Fe2+

D．可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置

【答案】C

19．燃料电池是目前电池研究的热点之一、现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，、均为惰性电极。下列叙述不正确的是(    )

A．极是负极，该电极上发生氧化反应

B．电池总反应为

C．极电极反应式为

D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源

【答案】C

20．日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为Zn-2e-=Zn2+，2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑ (NH3与Zn2+能反应生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是(    )

①锌为负极，石墨为正极；

②干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化；

③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极；

④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出而腐蚀用电器

A．①③ B．②③ C．③④ D．①④

【答案】D

21．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6 ＋7O2＋8KOH=4K2CO3＋10H2O，有关此电池的推断正确的是(　　)

A．放电一段时间后，负极周围的pH升高

B．正极反应为14H2O＋7O2＋28e－=28OH－

C．每消耗1 mol C2H6 ，则电路上转移的电子为12 mol

D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变

【答案】B

22．我国首创的海洋电池以铝板、铂网做电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为，下列判断错误的是(    )

A．该电池中电子由负极流出经导线到正极，再由正极经电解质溶液回到负极

B．铂电极做成网状，可加快反应速率

C．海洋电池中铝板充当负极，发生氧化反应

D．正极反应式为

【答案】A

23．将用导线连接的电极X、Y插入装有硫酸铜溶液的烧杯中(外电路中电子流向如图所示)。据此判断下列说法正确的是(     )。

A．外电路中电流方向为X→Y

B．若电极材料分别为锌片和铜片，则Y为锌片

C．X极上发生还原反应

D．若电极材料都是金属，则金属活动性：X>Y

【答案】D

二、填空题

24．化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)下图是某锌锰干电池的基本构造图。

①该碱性锌锰干电池的总反应式为，该电池的负极是______，工作时正极的电极反应式是______。

②关于该电池的使用和性能，下列说法正确的是______。(填字母，下同)

A．该电池属于蓄电池

B．电池工作时向负极移动

C．该电池的电解质溶液是溶液

D．该电池用完后可随意丢弃，不需要回收处理

(2)目前常用的镍()镉()电池，其电池总反应可表示为，已知和均难于溶水但能溶于酸，以下说法正确的是______。

A．该废弃电池在中性土壤中的污染尤为严重

B．电池充电时是将化学能转化为电能

C．电池放电时作负极

D．电池放电时正极附近碱性增强

(3)另一种常用的电池——锂电池由于比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛用于心脏起搏器，它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因：                                                    。

(4)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一氢氧燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则氧气应通入______(填“a”或“b”)极。

【答案】        B    CD        a    

25．某兴趣小组为了提高电池的效率，设计了如下图所示的原电池。

请回答下列问题：

(1)若X是AlCl3溶液，Y是稀硫酸，请你写出电极名称及电极反应：

Al片：___________、___________；Cu片：___________、___________。

(2)若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，请你写出电极名称及电极反应：

Al片：___________、___________；Cu片：___________、___________。

【答案】负极    Al-3e-=Al3+    正极    2H++2e-=H2↑    正极    2NO+4H++2e-=2NO2↑+2H2O    负极    Cu-2e-=Cu2+   

26．氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料，负极通入___________，正极通入___________，总反应为___________；电极反应特别要注意电解质，有下列两种情况：

(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)

①负极发生的反应为：H2-2e-=2H+，2H++2OH-=2H2O，所以：负极的电极反应式为：___________。

②正极是O2得到电子，即：O2+4e-=2O2-，O2-在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2-+2H2O=4OH-，因此，正极的电极反应式为___________。

(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)

①负极的电极反应式为___________。

②正极是O2得到电子，即：O2+4e-=2O2-，O2-在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2-+2H+=H2O，因此正极的电极反应式为___________。

【答案】氢气    氧气    2H2+O2＝2H2O    H2-2e-+2OH-＝2H2O    O2+4e-+2H2O＝4OH-    H2-2e-＝2H+    O2+4e-+4H+＝2H2O。   

27．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+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 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）电池正极反应式为___________________________________。

（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________________________________________________________________。

（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_______________________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。

【答案】b    a    MnO2+e－+Li+=LiMnO2    否    电极Li是活泼金属，能与水反应    3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O    2∶1    

28．现有如下两个反应：

①

②

（1）根据上述两个反应的本质，判断它们能否设计成原电池：_________________________________。

（2）如果不能，说明原因：_________________________________________。

（3）如果能，则写出正、负极材料及其电极反应式。

①负极：_______________，_________________________________________。

②正极：_______________，_________________________________________。

【答案】①不能，②能    ①不是氧化还原反应，反应过程中没有发生电子的转移    铜        石墨（合理即可）       

29．如图所示，左侧石墨上通入，右侧石墨上通入，电解质溶液为溶液。完成下列问题：

(1)负极反应式为_________；正极反应式为___________；电池总反应为________________。

(2)放电时向_____(填“正”或“负”)极移动。

(3)当外电路通过电子的物质的量为时，负极通入的在标准状况下的体积为_______(假设能量全部转化为电能)。

【答案】            负       

30．由铜片、锌片和100 mL硫酸铜溶液组成的原电池工作一段时间后，铜片质量增加了12.8 g，且溶液恰好变为无色。假设锌片上没有铜析出，试计算：

（1）铜片是原电池的________（填“正极”或“负极”）。

（2）锌片质量减轻了___________ g

（3）流过外电路的电子的物质的量是___________ mol。

（4）原硫酸铜溶液的物质的量浓度是___________ mol·L－1。

【答案】正极    13    0.4    2   

三、实验题

31．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。

试根据上表中的实验现象回答下列问题：

(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？__(填“是”或“否”)。

(2)由实验3完成下列填空：

①铝为__极，电极反应式：__。

②石墨为__极，电极反应式：__。

③电池总反应式：__。

(3)实验4中铝作负极还是正极？__，理由是__。写出铝电极的电极反应式：__。

(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：__。

(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：__。

【答案】否    负    2Al-6e-=2Al3+    正    6H++6e-=3H2↑    2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑    负极    在NaOH溶液中，活动性Al>Mg    Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O    Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中，活动性Zn>Al，Al是原电池的正极    另一个电极材料的活动性；电解质溶液    

32．某同学设计实验探究构成原电池的条件，装置如图所示：

甲.   乙.

实验一：探究电极的构成。图甲中，①A、B两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转；②A、B两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转；③A极用锌片，B极用铜片，发现电流计指针向左偏转；④A极用锌片，B极用石墨，发现电流计指针向左偏转。

(1)结论一：________________________；

实验二：探究溶液的构成。图甲中，A极用锌片，B极用铜片，①液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；②改用硫酸溶液，发现电流计指针偏转，B极上有气体产生。

(2)结论二：________________________；

实验三：探究图乙装置能否构成原电池。将锌、铜两电极分别放入稀硫酸中，发现锌片上有气泡产生，铜片上无明显现象，电流计指针不发生偏转。

(3)结论三：________________________；

思考：对该同学的实验，有同学提出了如下疑问，请你帮助解决。

(4)在图甲装置中，若A为镁片，B为铝片，电解质溶液为溶液；负极为________(填“A”或“B”)；电流计的指针应向________(填“右”或“左”)偏转。

【答案】电极是两活泼性不同的电极    溶液是电解质溶液    构成闭合回路    B    右   

四、原理综合题

33．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。盐桥是为了让两个池形成闭合回路。

(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电极上发生的电极反应为______________________。

(3)外电路中的电子是从______电极流向______电极。

(4)X电极看到的现象是_________________，发生 ___________填氧化或还原反应。

(5)上述原电池每消耗64gCu同时转移电子数为______________________。

【答案】铜    AgNO3溶液    正    Ag++e-==Ag    Cu-2e-==Cu2+    Cu    Ag    X电极逐渐溶解    氧化    2NA