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课时3化学能转化为电能——电池(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共12个小题，每题5分，共60分，每个小题只有一个选项符合题意。)1．下列有关电池的说法不正确的是()。A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极解析锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜流向锌，而电子是沿外电路由锌流向铜，B项错；电池的实质即是将化学能转化成电能，C正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确。答案B2．(2013·试题调研)埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法正确的是()。A．金属棒X的材料可能为铜B．金属棒X的材料可能为钠C．钢管附近土壤的pH可能会上升D．这种方法称为外加电流的阴极保护法解析图中没有外加电源，为牺牲阳极的阴极保护法，X的活泼性应大于铁的活泼性，但金属钠活泼性太强，能与土壤中的H2O直接反应，故A、B、D项说法错误；O2在钢管处得电子，发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C项说法正确。答案C3．下列化学反应常温下在理论上可设计成原电池的是()。A．2Al(s)＋2NaOH(aq)＋2H2O(l)===2Na[Al(OH)4](aq)＋3H2(g)ΔH0B．HNO3(aq)＋KOH(aq)===KNO3(aq)＋H2O(l)ΔH0C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)＋2NH3·H2O(aq)＋8H2O(l)ΔH0D．C(s)＋CO2(g)===2CO(g)ΔH0解析原电池反应都是自发的氧化还原反应，B、C都不是氧化还原反应，D项反应是氧化还原反应，但常温下不能自发进行，故选A。答案A4．(2012·全国，11)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()。A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④解析①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极，②为正极，金属活动性：①＞②；①③相连时，③为正极，①为负极，金属活动性：①＞③；②④相连时，②上有气泡逸出，说明④为负极，②为正极，金属活动性：④＞②；③④相连时，③的质量减小，说明③为负极，④为正极，金属活动性：③＞④。由此可知，金属活动性：①＞③＞④＞②，B项正确。答案B5．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()。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，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A错，C错。②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2[AlCO4]－＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确。④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。答案B6．(2014·济南名校高三第四次诊断性测试，12)钢铁生锈过程发生反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是()。A．钢铁在碱性条件下腐蚀生成铁锈，而在酸性条件下不生成铁锈B．反应①中的氧化剂是氧气和水C．上述反应表示钢铁发生的是吸氧腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析A项，酸性条件下发生析氢腐蚀，错误；B项，反应①中的氧化剂是氧气，错误；D项，潮湿的空气中更易发生电化学腐蚀，错误。答案C7．(2012·福建理综，9)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()。A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c(SO2－4)增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色解析将装置中K闭合，该装置构成原电池，其中Zn电极上发生氧化反应，Cu电极上发生还原反应，故A正确；电子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到电子，在b上溶液中的OH－失去电子，失去的电子流向铜，但电子不能直接由a→b，故B错误；该装置工作过程中，甲乙两烧杯中的SO2－4的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl－和K＋分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；在b处溶液中的OH－失去电子，c(OH－)减小，c(H＋)增大，b处滤纸不可能变红色，故D错误。答案A8．科研人员设想用右图所示装置生产硫酸，下列说法正确的是()。A．a为正极，b为负极B．负极反应式为2H2O＋SO2－2e－===SO2－4＋4H＋C．电子从b极向a极移动D．生产过程中H＋向a电极区域运动解析电池反应中SO2被氧化生成H2SO4，故a为负极，b为正极，A错。外电路中电子由负极出发流向正极，C错。原电池工作时溶液中阳离子移向正极，D错。答案B9．(2014·日照模拟)右图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式如下。负极：LixC6－xe－===C6＋xLi＋(LixC6表示锂原子嵌入石墨中形成的复合材料)；正极：Li1－xMnO2＋xLi＋＋xe－===LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)。下列有关说法中正确的是()。①该电池的反应式为Li1－xMnO2＋LixC6充电放电LiMnO2＋C6②K与M相接时，A是阳极，发生氧化反应③K与N相接时，Li＋由A极区迁移到B极区④在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化A．①③B．②③C．①④D．②④解析将负极反应式和正极反应式相加即得放电时的总反应式，①中所给电池反应式放电和充电方向正好相反，①错。K与M相接时，即对电池进行充电，A与外电源的正极相连作阳极，发生氧化反应，②正确。根据充电时的连接方式可判断，在放电时A为正极，B为负极，因此当K与N相接时，Li＋由B极区迁移到A极区，③错。在整个充、放电过程中存在着化学能向电能转化，电能转化为光能、化学能等能量转化，④正确。答案D10．某兴趣小组设计如图所示微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()。A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－=====通电Cl2↑＋H2↑B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－===2Cl－D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极解析断开K2、闭合K1时为电解池，两极均有气泡产生，则反应为2Cl－＋2H2O=====通电H2↑＋2OH－＋Cl2↑，石墨为阳极，该电极处产生Cl2，铜为阴极产生H2和OH－，溶液变红，故A、B两项均错误；断开K1、闭合K2时为原电池，铜极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，为负极，而石墨电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，为正极，故C项错误，D项正确。答案D11．(2014·临沂一模)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是()。A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。答案D12．实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()。A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋解析该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。答案B二、非选择题(本题共4个小题，共40分)13．(6分)某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果：实验序号AB烧杯中的液体灵敏电流计指针是否偏转1ZnZn乙醇无2ZnCu稀硫酸有3ZnZn稀硫酸无4ZnCu苯无5CuC氯化钠溶液有6MgAl氢氧化钠溶液有分析上述实验，回答下列问题：(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。(2)实验6中电子由B极流向A极，表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极。(3)实验5表明________。A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀B．铜的腐蚀是自发进行的(4)分析上表有关信息，下列说法不正确的是________。A．相对活泼的金属一定作负极B．失去电子的电极是负极C．烧杯中的液体必须是电解质溶液D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属导体)解析(1)电流是由正极流向负极，实验2中，Cu为正极，Zn为负极；(2)电子由负极流向正极，实验6中电子由B极流向A极，表明负极是B(Al)；(3)实验5是铜的吸氧腐蚀，说明铜的腐蚀是自发进行的；(4)判断原电池负极时，不能简单地比较金属的活动性，要看反应的具体情况，如Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；在原电池中负极失去电子，发生氧化反应；必须有电解质溶液形成闭合回路；活泼性不同的两种金属，或一种金属和一种能导电的非金属都可以作电极。答案(1)BA(2)铝(3)B(4)A14．(12分)原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是________________________。②a和b用导线连接，Cu极为原电池________极(填“正”或“负”)，电极反应式是________________________，Zn极发生________(填“氧化”或“还原”)反应，溶液中的H＋移向________(填“Cu”或“Zn”)极。③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2mol电子，则理论上Zn片质量减轻________g。(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：①电池的负极是________(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为：___________________________________________。②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。解析分析本题装置，若a和b不连接，不能构成原电池；若a和b连接，则符合构成原电池的条件。(1)①若a、b不连接则发生的是Zn与H2SO4的置换反应；②a、b连接后，构成原电池，Cu的活泼性弱于Zn，Cu为正极，Zn为负极，Zn极发生氧化反应；③若转移0.2mol电子，则消耗0.1molZn，其质量为6.5g。(2)CH4