2012-2013学年高中化学 2-2化学能与电能同步练习 新人教版必修2.pdf

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1、2-2-第二节第二节化学能与电能化学能与电能一、选择题1(2011河北南宫中学高一第二学期期中考试化学试题)下列各组中的能源均属于二次能源的是()A电力、蒸汽C蒸汽、风力答案：A点拨：风力、原煤、石油均为一次能源，故只有A 选项电力、蒸汽均属于二次能源。2(2011山东苍山一中高一第二学期期中考试)下列有关原电池的说法中正确的是()A原电池是把电能转化为化学能的装置B原电池中电子流出的一极是负极，发生还原反应C构成原电池两极必须是两种不同的金属D原电池中的阳离子向正极移动答案：D点拨：原电池是把化学能转化为电能的装置，故 A 错。原电池中电子流出的一极是负极，失去电子，发出氧化反应，故B 错，

2、构成原电池的两极一般是活动性较强的金属作负极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极，故C 错。3(2012山东临沂高一下学期期中考试模拟试题)下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()B电力、风力D原煤、石油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该装置能将电能转变为化学能答案：A点拨：在铜锌原电池中，锌是负极，铜是正极，电子从锌片流向铜片，负极的反应式为：Zn2e=Zn 正极的反应式为 2H 2e=H2反应一段时间后，锌片逐渐溶解，溶液中 H2浓度减小，该装置是化学能转化为电能，故正确答案为A。4(2011山东沾化二中高一下学期学分认定测试)废电池处理不当不仅造

3、成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是()A把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B碳棒取下洗净用作电极C把铜帽取下洗净回收利用D电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物直接作化肥用答案：D5(2011山东苍山一中高一第二学期期中考试)现在各类碱性电池已经占有了越来越多的市场份额，这类电池广泛地应用于各种小型用电器(如照相机、收音机等)中。有一种新型的锌锰电池就是这种碱性电池，它是在传统锌锰电池的基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中不正确的是()A碱性锌锰电池工作时，电子由Zn 极经外电路流向碳极B这种电池较传统锌

4、锰电池(即干电池)使用寿命长C碱性锌锰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D这种电池的电解质由传统的NH4Cl 换成湿的 KOH答案：C点拨：该新型的锌锰电池是一次电池(即干电池)不是二次电池(即充电电池)，它只能实现化学能转化为电能，而不能实现电能转化为化学能，故C 错。6(2011四川雅安中学高一第二学期期中试题)A、B、C 都是金属：B 中混有 C 时，只有 C 能被盐酸溶解；A 与 B 组成原电池时，A 为电池的正极。A、B、C 三种金属的活动性顺序为()AABCCCBA答案：C点拨：根据已知条件只有 C 能被盐酸溶解可知 C 最活泼。再由 A 与 B 组成原电池时，A为

5、正极，则 B 为负极，故 B 的活动性大于 A。由此推出 A、B、C 三种金属活动性为 CBA。7(2012试题调研)根据下列事实：AB=A B；D2H2O=D(OH)2H2；以 B、E 为电极与 E 的盐溶液组成原电池，电极反应为：E 2e=E，B2e=B。由此可知 A、B、D、E 的氧化性强弱关系是()AD A B E222222222222BACBDBCABB A D ECD E A BDE B A D答案：D点拨：据原电池原理判断有关离子的氧化性强弱。判断时可以根据各离子得电子能力的强弱，也可以先判断出 A、B、D、E 的金属活泼性强弱后再判断。具体分析如下：222222222222本

6、题可判断出 A、B、D、E 的活泼性顺序为 DABE，但是在根据原电池判断金属活泼性强弱时要注意电解质不同时的特例。例如，MgAl 原电池，在稀盐酸中，Mg 作负极，Al 作正极；在 NaOH 溶液中，Al 作负极，Mg 作正极。8(2012经典习题选萃)以锌片和铜片为电极，以稀硫酸为电解质溶液的原电池中，当导线中通过 2mol 电子时，下列说法正确的是()A锌片溶解了 1mol，铜片上析出 1mol 氢气B两极溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了 1g，铜片上析出 1g 氢气D锌片溶解了 1mol，硫酸消耗了 1mol答案：AD点拨：本题涉及原电池的有关计算，利用电子守恒结合电极反应可求得

7、各电极上物质的溶解和析出情况。具体分析如下：原电池使氧化反应、还原反应分别在两个电极上进行，但两者仍同时发生，两电极上得失电子数仍相等，这是有关计算的依据。9(2012试题调研)微型纽扣电池在现代生活中有广泛使用。有一种银锌电池，其电极分别是 Ag2O 和 Zn，电解质溶液是 KOH，电极反应为：Zn2OH 2e=ZnOH2O 和 Ag2OH2O2e=2Ag2OH，总反应式为：Ag2OZn=2AgZnO，根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是()A在使用过程中，电池负极区溶液pH 减小B在使用过程中，电子由Ag2O 极经外电路流向 Zn 极CZn 是负极，Ag2O 是正极DZn 电极发生还原反

8、应，Ag2O 电极发生氧化反应答案：AC点拨：本题考查根据电极反应式判断原电池的正负极，明确原电池的原理。具体分析如下：二、非选择题10(2012试题调研)有人设计以 Pt 和 Zn 为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H 和 Zn 进行工作。请写出两电极反应式：正极_，负极_。答案：O24H 4e=2H2O2Zn4e=2Zn点拨：根据题意 Zn 为负极、Pt 为正极，负极发生氧化反应Zn2e=Zn，正极发生还原反应 O24H 4e=2H2O(注意：H 作为电解质溶液中的阳离子，不能写出 2H 2e=H2)。11(2012试题调研)

9、市场上出售的“热敷袋”其中主要成分是铁屑、碳粉和少量的NaCl、水等。热敷袋在启用前用塑料袋使之与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓，就会放出热量，使用完后，会发现袋内有许多铁锈生成，请回答下列问题：(1)热敷袋放出的热量来源于_放出的热量。(2)碳粉的作用是_。(3)加入 NaCl 的作用是_。(4)写出有关的电极反应式和化学方程式：222_、_、_、_、_。答案：(1)Fe 与 O2反应(发生原电池)(2)作为原电池的正极，加快反应速率(3)作为电解质溶液，而使原电池形成闭合回路(4)2Fe4e=2FeO22H2O4e=4OHFe 2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4F

10、e(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O33H2O点拨：Fe、C(O2)、电解质溶液构成原电池，加快了Fe 的氧化速率；根据Fe 是负极、C是正极，NaCl 溶液是电解质溶液进行分析。12(2012经典习题选萃)某同学进行下图所示的铜锌原电池实验：22(1)从 理 论 上 讲，应 该 能 预 期 看 到 的 现 象 是 _。(2)实验过程中，观察到锌极上有少量气泡逸出，铜极上有大量气泡逸出，请解释原因。_。答案：(1)锌片无气泡冒出，铜片上有气泡冒出，电流计指针发生偏转(2)锌片不纯，锌与杂质形成许多微小原电池13(2011辽宁瓦房店高中高一下学期4 月份月考)(1)有人将铂丝插入 KOH 溶

11、液中做电极，并在两极片分别通入甲烷和氧气，形成一种燃料电池，在该电池反应中，甲烷发生类似于燃烧的反应，根据以上判断：通甲烷的铂丝为原电池的_极，发生的电极反应为_。该电池工作时(放电)反应的总化学方程式为_。(2)X、Y、Z 为三种不同短周期非金属元素的单质。在一定条件下发生如下反应：若常温下 Y 为固体，X、Z 为气体，A 在空气中充分燃烧可生成B，则：B 的化学式为_；向 苛 性 钠 溶 液 中 通 入 过 量 的A所 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。将 B 与氯气的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式为_。答案：(1)负CH410OH 8e=CO37H2OCH4

12、2O22OH=CO33H2O(2)SO2H2SOH=HS H2OSO2Cl22H2O=H2SO42HCl14(2011南京师范大学附属扬子中学月考)将铁片和铜片插入某种电解质溶液，锌片和铜片用导线相连，形成原电池装置。(1)若电解质溶液是稀硫酸，则负极材料是_，发生_反应；正极上 反 应 的 电 极 反 应 式 是 _，该 电 池 的 总 反 应 方 程 式 是_ _。(2)若电解质溶液是浓硝酸，在导线中电子是由_极流向 _极(“铁”、“铜”)，负极 上 反 应的 电 极 反 应 式是 _，该 电 池 总反 应 离子 方 程 式 是_ _。答案：(1)锌氧化2H 2e=H222FeH2SO4=

13、FeSO4H2(2)铜铁Cu2e=CuCu4H 2NO3=Cu 2NO2H2O15(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上_(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为_，正极的电极反应式为_。(2)如果烧杯中最初装入的是500mL 2molL 的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到11.2 L 的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的计量浓度应为(溶液体积变化忽略不122)_。答案：(1)没有锌片2H 2e=H2(2)c(H2SO4)1molL，1c(ZnS

14、O4)1molL1点拨：铜片插入稀硫酸中时，二者不反应，没有气泡产生，但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中时，会构成原电池，铜作为原电池正极，电极反应为 2H 2e=H2，锌作为原电池负极，电极反应为Zn2e=Zn，电池总反应为 Zn2H=Zn H2。当收集到 11.2 L H2(标准状况)，即 0.5mol H2时，消耗的 H2SO4为 0.5mol，生成的 ZnSO4为 0.5mol，0.5 L2 molL 0.5 mol0.5 mol11c(H2SO4)1molL，c(ZnSO4)1molL。0.5 L0.5 L16铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和

15、外伤止血剂等。(1)写出 FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_。(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应：_，负极反应：_。答案：(1)2Fe Cu=2Fe Cu322122(2)装置图：正极反应：2Fe 2e=2Fe负极反应：Cu2e=Cu232点拨：根据氧化还原反应 2Fe Cu=2Fe Cu 设计原电池，负极发生氧化反应，Cu失电子，正极选择比 Cu 活泼性弱的金属或碳棒，电解质溶液为FeCl3溶液。322一、青蛙与原电池1780 年，意大利的医学家伽伐尼在偶然的情况下，以铜制的解剖刀碰触到置于铁盘内的青蛙腿，死蛙腿突

16、然颤抖了几下，因而认为有微电流流过，他主张这是生物本身内在的自发电流。伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬，大家推崇说这是科技史上一件有意义的大发现。意大利物理学家伏打开始时相信伽伐尼的见解是正确的，但经过反复试验、研究后，终于证明“起电”与动物无关，蛙腿只是一种非常灵敏的“验电器”，而两种不同的金属才是“起电”的关键。他把几十块银片和锌片交替重叠，每对金属之间插入浸渍过盐水的纸片或布条，组成了“电推”即世界上第一个原电池。1800 年，伏打将自己发明的“电推”公诸于世。几个月后，伏打带着他的仪器来到了巴黎，正当他准备演讲时，突然一位全副武装的法国军官走上台来，在伏打耳边轻声说：“请

17、等一下开讲，有人要接见你。”伏打一看这架势，忐忑不安地跟着军官来到了后台休息室，推门进去，只见一个小个子的将军向他立正敬礼。伏打定神一看，原来是威名赫赫的拿破仑皇帝。只听拿破仑大声宣布：“你为科学事业做出了伟大的业绩，我宣布授予你侯爵封号，任命你为意大利王国的上议员。”拿破仑是识人才的，伏打的发明具有重大而深远的意义。戴维就用这种电源发现了许多种元素，法拉第用它发现了电解定律，早期的电弧灯、电动机、电报等新技术都是用它作为能源的，它对近代科学技术的发展有着巨大的促进作用。二、生病的自由女神耸立于美国纽约港外的一个海岛上有15 层楼高的自由女神，历来被认为是美利坚合众国的象征。然而，经过近百年的

18、风风雨雨，它和人一样，已经生病了。她究竟患了何种疾病呢？最近，美、法两国组织了一个调查小组，对她进行全面体验。结果，大吃一惊，因为他们发现自由女神近百年来一直受着一种疾病的折磨，那就是：电化学腐蚀。自由女神的外壳材料是铜，而支撑整个雕像的内支架却是铁的，在它们之间仅有一层浸透油的毛毡隔开。年岁久了，设计者预先没想到的事发生了：首先是那一层毛毡失去了隔离作用，而大西洋潮湿的夹带着盐分的空气有意向自由女神不断地进行攻击，无数的原电池便在自由女神的身上形成，这种原电池以铁为负极，铜为正极，夹带盐分的湿空气正好在两极之间起着电解质溶液的作用，结果加速了铁的腐蚀。自由女神的铁骨表面一层又一层地被锈蚀，蓬松的氧化铁使铁架的体积膨胀，铆固的支脚被折断，尽管神有万般灵验，现在也自身难保了。必须为她脱胎换骨，这还要求助于化学来挽救她的厄运。