搜索
第1课时化学能转化为电能化学电源课后达标检测[基础巩固]1．对化学电源的叙述正确的是()A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C．化学电源均是安全、无污染的D．化学电源即为可充电电池解析：选A。由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中转环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电的(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。2．“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能，如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是()A．③⑤⑦B．③④⑤C．④⑤⑦D．②⑤⑥解析：选A。本题考查原电池的构成条件及工作原理。具体情况分析如下：3.在如图所示的装置中，金属a的活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述中不正确的是（）A.碳棒上有气体放出，溶液pH变大B.a是正极，b是负极C.导线中有电子流动，电子从a极到b极D.a极上发生了氧化反应解析：选B。显然，电极a、b与电解质溶液（稀H2SO4）组成原电池。因活泼性ab（碳棒），所以a为原电池的负极，失电子，发生氧化反应，b为正极，H＋在其表面得电子，发生还原反应。由于正极消耗H＋，溶液中c（H＋）减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流向b极。4.将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的等体积等物质的量浓度的稀H2SO4，同时向a中加少量CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积V（单位：L）与时间t（单位：min）的关系，其中正确的是（）解析：选A。向等质量的两份锌粉中加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，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的量比b中产生的H2少。b中只发生如下反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。符合这些条件的图像是A。5.①②③④四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：选B。①②相连时，外电路电流从②流向①，则金属性①＞②；①③相连时，③为正极，则金属性①＞③；②④相连时，②上有气泡逸出，则金属性④＞②；③④相连时，③的质量减少，则金属性③＞④。6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe（OH）2。以下说法正确的是（）A.负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋B.正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－C.原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀解析：选A。由原电池工作原理可知，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－；原电池是将化学能转化为电能的装置；钢柱在空气与水交界处易发生原电池反应，所以比水下部分更易被腐蚀。7.某同学制作一个原电池，电池总反应离子方程式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，它的组成是（）A.Cu为正极，Zn为负极，CuCl2为电解质溶液B.Cu为正极，Zn为负极，ZnCl2为电解质溶液C.Zn为正极，Cu为负极，CuCl2为电解质溶液D.Zn为正极，Cu为负极，CuSO4为电解质溶液解析：选A。活泼金属锌为负极，发生氧化反应，而铜为正极，发生还原反应；电解质溶液为含Cu2＋的可溶性盐溶液。8.某同学利用家中废旧材料制作一个可使玩具扬声器发出声音的电池，装置如图所示。下列说法正确的是（）A.电流方向为铝质易拉罐→导线→扬声器→导线→碳棒B.铝质易拉罐将逐渐被腐蚀C.电池总反应为4Al＋3O2===2Al2O3D.碳棒上发生的主要反应为2H＋＋2e－===H2↑解析：选B。原电池中电流的方向与电子的流动方向相反，应为碳棒→导线→扬声器→导线→铝质易拉罐，A选项错误；负极反应为Al－3e－===Al3＋，则铝质易拉罐逐渐被腐蚀，B选项正确；正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则总反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3，C、D选项错误。9.将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液里，当电池中有0.2mol电子通过时，负极质量的变化是（）A.增加5.6gB.减少0.1gC.减少6.5gD.增加6.4g解析：选C。依据电极反应式计算。负极：Zn－2e－===Zn2＋65g2molm（Zn）0.2molm（Zn）＝65g×0.2mol2mol＝6.5g。10.医学专家提出人体中细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成了融型的生物原电池。下列有关该原电池的说法中，正确的是（）A.正极的电极反应可能是O2＋4e－===2O2－，且正极附近溶液的pH升高B.正极的电极反应可能是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，且正极附近溶液的pH降低C.负极反应主要是C6H12O6－12e－===6CO＋12H＋，且负极附近溶液的pH降低D.负极反应主要是C6H12O6＋24OH－－24e－===6CO2＋18H2O，且负极附近溶液的pH降低解析：选D。该生物原电池由细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成，把葡萄糖被富氧空气氧化得到的化学能转变成电能，葡萄糖发生氧化反应，参与原电池的负极反应，富氧空气发生还原反应，参与原电池的正极反应。O2得到电子变成的O2－与H2O结合生成OH－，正极附近溶液pH升高；葡萄糖失去电子变成CO2和H2O，负极附近溶液的pH降低。11.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2CO2－3＋12H2O，7H2O＋7/2O2＋14e－===14OH－，有关此电池的推断正确的是（）A.通氧气的电极为负极B.参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2C.放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变D.电解质溶液中，CO2－3向正极移动解析：选B。燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，A不正确；电池的总反应式为C2H6＋7/2O2＋4KOH===2K2CO3＋5H2O，由于KOH参与电极反应，且该反应有H2O生成，所以KOH的物质的量浓度减小，C不正确；电解质溶液中，阴离子向负极移动，D不正确。12.化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。（1）目前常用的镍镉（NiCd）电池，其电池总反应可以表示为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。废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明，一节废镍镉电池可以使1m2的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为____________________________________________________。（2）另一种常用的电池锂电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的电能）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年，它的负极由金属锂制成，电池总反应可表示为Li＋MnO2===LiMnO2。试回答：锂电池比容量特别大的原因是__________________________________________________________________________________________________________________。锂电池中的电解质溶液需用非水溶液配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因：_________________________________________________。解析：（1）因为Ni（OH）2和Cd（OH）2溶于酸，产生大量的重金属离子，对土壤污染更严重。（2）锂的摩尔质量为7g·mol－1，较小，单位质量转移电子的物质的量多，放电量大。答案：（1）Cd（OH）2和Ni（OH）2能溶于酸性溶液生成有毒的重金属离子等（2）锂的摩尔质量小，单位质量转移电子的物质的量多2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑13.燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是X极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；Y极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O。回答下列问题：（1）X极是极，发生（填“氧化”或“还原”）反应；Y极是极，发生（填“氧化”或“还原”）反应；总反应方程式为__________________________。（2）若反应得到3.6g液态水，此时氢氧燃料电池转移电子的物质的量为。解析：Y极H2失去电子发生氧化反应，是原电池的负极；X极O2得到电子发生还原反应，是原电池的正极；将两式相加得总反应方程式：2H2＋O2===2H2O。每有1mol水生成转移2mol电子，故反应生成3.6g液态水时，转移电子的物质的量为3.6g18g·mol－1×2＝0.4mol。答案：（1）正还原负氧化2H2＋O2===2H2O（2）0.4mol[能力提升]14.（1）设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入液化石油气（用C4H10表示），电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。①已知该电池的负极反应式为C4H10＋13O2－－26e－===4CO2＋5H2O，则该电池的正极反应式为____________________________________________________，电池工作时，固体电解质里的O2－向极移动。②液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全而产生的（填写物质的名称）堵塞电极的气体通道。（2）能源的紧缺在很大程度上制约了经济的发展，请你提出解决能源紧缺问题的两点建议：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：O2在正极应该得到电子，结合题意可知生成O2－，或结合电子守恒由总反应式减去负极反应式可得正极反应式，正极生成O2－，负极消耗O2－，故O2－向负极移动。答案：（1）①O2＋4e－===2O2－负②固体碳（或炭粒）（2）寻找新能源，提高燃料的燃烧效率等（答案合理即可）15.为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如下图：回答下列问题：（1）根据原电池原理填写下表：装置序号正极负极反应式阳离子移动方向甲乙丙丁戊（2）电极类型除与电极材料的性质有关外，还与有关。（3）根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？（填“是”“否”或“不一定”），请举例说明：_____________________________________________________。（4）指出下列电池的放电过程中，电解质溶液酸碱性的变化：甲，丙，戊。解析：（1）甲电池：在稀硫酸中，镁比铝活泼，镁为负极，发生氧化反应，铝为正极，H＋在铝极上发生还原反应；乙电池：铁比铂活泼，铁为负极；丙电池：在氢氧化钠溶液中，铝与氢氧化钠溶液反应，铝失去电子，发生氧化反应，铝离子与氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子和水；丁电池：常