江苏省徐州市2015-2016学年高中化学 第3单元 化学能与电能的转化题组训练

第三单元 化学能与电能的转化

第1课时 化学能转化为电能化学电源

[经典基础题]

题组1 原电池的构成及其工作原理 1．下图装置能够组成原电池的是( )

2．右图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是( ) A．锌片逐渐溶解 B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色 C．电子由铜片通过导线流向锌片 D．Zn为正极，Cu为负极

3．如图所示装置，电流计指针发生偏转，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( )

选项 A B C D A Zn Cu Fe Ag B Cu Fe Ag Fe C 稀硫酸 稀盐酸 Fe(NO3)3溶液 AgNO3溶液

题组2 原电池原理的应用

4．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：

1

实验 装置 部分 实验 现象 a极质量减小，b极质量增大 电流从a极流向d极 b极有气体产生，d极溶解 ，c极c极无变化 有气体产生 由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) A．a>b>c>d C．d>a>b>c

B．b>c>d>a D．a>b>d>c

＋

2＋

5．某原电池反应的离子方程式为Fe＋2H===Fe＋H2↑，则下列说法正确的是( ) A．HNO3为电解质溶液 C．铁极质量不变

B．锌为原电池正极 D．铜为原电池正极

2＋

－

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＋4OH。以下说法正确的是( )

A．负极发生的反应为Fe－2e===Fe B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e===4OH C．钢铁被腐蚀最后生成的铁锈为Fe(OH)2

D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

7．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是( ) A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水

C．与铜质水龙头连接的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

8．某原电池的总反应的离子方程式为2Fe＋Fe===3Fe，不能实现该反应的原电池是( )

选项 A

3＋

2＋

－

－

－

2＋

正极 Cu 负极 Fe 电解质溶液 FeCl3溶液 2

B C D 题组3 化学电源的开发与利用

C Fe Ag Fe Zn Fe Fe(NO3)3溶液 Fe2(SO4)3溶液 Fe2(SO4)3溶液 9．已知空气—锌电池的电极反应式。锌片：Zn＋2OH－2e===ZnO＋H2O；碳棒：O2＋2H2O＋4e===4OH，据此判断，锌片是( ) A．正极，被还原 C．负极，被还原

B．正极，被氧化 D．负极，被氧化

－

－

－－

10．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是( ) A．PbO2是电池的负极

B．负极的电极反应式为Pb＋SO4－2e===PbSO4 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 [能力提升题]

11．原电池原理应用广泛，试回答下列问题：

(1)100 mL浓度为2 mol·L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是___________。 a．加入适量6 mol·L的盐酸 b．滴入数滴CuCl2溶液 c．加入适量蒸馏水 d．加入适量NaCl溶液 e．加入NaHSO4固体

(2)银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它作为原电池工作时发生反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。此原电池放电时负极上发生反应的物质是________。已知空气—锌电池的两个电极发生的反应为锌片：2Zn＋4OH－4e===2ZnO＋2H2O，石墨棒：O2＋2H2O＋4e===4OH

－

－

－

－

－1

－1

2－

－

，据此判断石墨是________(填“正极”、“负极”)，发生__________反应(填“氧化”、

“还原”)。

3

(3)根据原电池原理可设计成化学电源，下列关于原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．甲醇燃料电池可将化学能转化为电能 c．锌锰干电池中，锌电极为负极

d．所有释放能量的反应都能通过原电池实现

(4)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：H2＋2OH

－

－

－

－2e===2H2O。

－

①X是________极，发生________反应(填“氧化”或“还原”)，总反应方程式为______________________。

②若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为__________。

12．市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完毕后，会发现有大量铁锈存在。据此回答：

(1)热敷袋使用时，放出热量的原因是________________________________________________ ________________________。

(2)碳粉的主要作用是___________________________________________________________。 (3)氯化钠的作用是_____________________________________________________________。 (4)有关的电极反应为___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)总的化学方程式：__________________________________________________________。 13．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：

方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为

________________________________________________________________________。 方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。

4

正极反应式：_____________________________________________________________； 负极反应式：_____________________________________________________________。 方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：______________________________________________________，用离子方程式表示其反应原理：

________________________________________________________________________。 14. (1)如图所示，将Mg、Al和电解质溶液组成一种原电池。试回答下列问题：

①若电解质溶液为稀硫酸，则正极为__________(填“Mg”或“ Al”)，电极反应式为________________________________。负极是________________，电极反应式为__________________________________________。

②若电解质溶液为NaOH溶液，则能否构成原电池？______(填“能”或“不能”)，若能，则正极为________，电极反应式为______________，负极是__________，电极反应式为________________________ ，电池总反应方程式为___________________________________ _____________________________________。

(2)若将铝片与铜片用导线连接后，插入稀硝酸的烧杯中，负极为______________，若将铝片与铜片用导线连接后，插入浓硝酸的烧杯中。下列叙述正确的是____________。(填字母) A．Al比Cu活泼，Al为负极，Cu极上析出NO2 B．Cu为负极，Al为正极，Al极上析出Cu C．Cu为负极，电极反应为Cu－2e===Cu D．Al为正极，电极反应为2H＋2e===H2↑

＋

－－

2＋

5

(3)如下图所示，各容器中盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

①中反应的离子方程式为_____________________________________________________。 ②中Cu极的电极反应式为____________________________________________________。 ③中被腐蚀的金属是____________，总反应的化学方程式为_________________________ _______________________________________________。 铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是____________。

第2课时 电能转化为化学能

[经典基础题]

题组1 电解池的工作原理

1．下列关于电解池形成的闭合回路的叙述中，不正确的是( ) A．电解池中的闭合电路是由电子的定向运动形成的

B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极 C．在电解质溶液中，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动

D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等 2．以下能用电解原理说明的是( )

①电解是把电能转化成化学能 ②电解是把化学能转化成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生 A．①②③④ C．③④

B．②③⑤ D．①③④⑤

3．下列关于电解池的叙述中不正确的是( ) A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．与电源负极相连的是电解池的阴极 C．在电解池的阳极上发生氧化反应

D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极

6

4．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H

＋

===Cu＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法正确的是( )

2＋

A．该装置可能是原电池，也可能是电解池 B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸

5．如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。下列说法正确的是( )

电极材料 选项 阴极 A B C D 题组2 电解规律的应用

6．下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是( )

A B C D 电解质溶液 NaCl溶液 NaOH溶液 硫酸铜溶液 硫酸 阳极 石墨 石墨 石墨 铁 阴极 铁 石墨 石墨 石墨 加入的物质 盐酸 水 硫酸铜 H2O 石墨 铜 铁 铂 阳极 石墨 铜 铁 铁 阴极质量增加，溶液的酸性减弱 阳极质量减小，阴极质量增加 两极的质量不发生变化 阴极质量不变 通电后的变化 7.用Pt作电极电解下列某种溶液，当阳极生成112 mL气体时，阴极上析出0.64 g金属，则该电解池中溶质可能是( ) A．CuSO4 C．Al2(SO4)3

题组3 电解原理在工业中的应用

7

B．MgSO4 D．Na2SO4

8．下列描述中，不符合生产实际的是( ) A．电解熔融的Al2O3制取铝，用石墨作阳极 B．电解法精炼铜，用纯铜作阴极

C．工业上电解饱和食盐水，可制得烧碱、氢气和氯气 D．电解氯化镁溶液，可制得镁和氯气

9. 以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是( ) A．电能全部转化为化学能 B．粗铜接电源正极，发生还原反应 C．溶液中Cu向阳极移动

D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

10．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念，设计制取Cu2O的电解池示意图如下，电解通电

总反应：2Cu＋H2O=====Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是( )

2＋

A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极

D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成 [能力提升题]

11．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。

(1)正极为________(填“a”或“b”)，阳极为________(填“c”或“d”)。

(2)阳极反应式为____________________，检验该阳极产物的方法是______________________ __________________________________________________。

(3)电解一段时间后发现阴极增重6.4 g，则外电路中通过的电子的物质的量是________ mol，若该电解反应所需的电子全部由氢氧燃料电池提供，则至少需要消耗________L氢气(标准状况下)才能满足需要。

8

12．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶 液，则：

①电解池中X极上的电极反应式为______________。在X极附近观察到的实验现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②Y电极上的电极反应式为_____________________________________________________。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则

①X电极的材料是____________________，电极反应式为______________________________ __________________________________________。

②Y电极的材料是________，电极反应式为________________________________________ ______________________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)

13．(Ⅰ)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。 请回答下列问题：

(1)甲装置的名称是________ (填“原电池”或“电解池”)，Zn为________极，Pt为________极。

9

(2)写出电极反应式： Pt极______________________________________________________， Cu极________________________________________________________________________。 当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出铜的质量应为____________________。

(3)若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。

(Ⅱ)由Cu、Cl 、Na、SO4四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极进行电解实验。

(1)要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而该稀溶液的浓度增大，又无浑浊，应以__________为阳极电解________溶液，阳极电极反应式为______________________________ __________________________________________。

(2)以铂作阳极电解________溶液时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保持澄清，电解的总反应式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 14．燃料电池是一种将化学反应产生的能量直接转换成电能的装置。某研究性学习小组在一次活动中，参照下图组装实验装置，以外面缠绕棉花的碳棒为电极，电解质溶液用0.5 mol·L

－1

2＋

－

＋

2－

Na2SO4溶液，电源用3～6 V直流电源，发光二极管起辉电压为1.7 V，电流为0.6 mA。

(1)在碳棒电极外面缠绕棉花的作用是_______________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)按下开关S1，半分钟后两碳棒上产生明显的气泡，此时碳棒C1为________极，装置中发生的总反应的化学方程式为____________________________________________________。 (3)断开开关S1，按下开关S2，可观察到的明显现象为______________________；碳棒C2为________极，其电极反应式为_________________________________________________。 (4)该小组把0.5 mol·L Na2SO4溶液换成0.5 mol·L NaCl溶液；当断开开关S2，按下开关S1，则检验C1极产生气体的实验方法：___________________________________________ _________________________________________________________；一段时间后，当断开开关S1，按下开关S2时，电极C1反应式为________________。

10

－1

－1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/t46v.html