年高一化学智能优化训练化学能转化为电能(苏教版必修)

1．(2011年宿迁高一检测)原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不．正确的是()A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式：Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式：Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－===Cu2＋解析：选C。本题考查原电池中的电极反应。A项，铝比铜活泼，且可与稀硫酸反应，所以铝作负极，正确；B项，Mg和Al在NaOH溶液中，只有Al与其反应，故Al为负极，正确；C项，Fe比Cu活泼，故Fe先于Cu与Fe3＋反应而作负极，故错；D项，Al虽比Cu活泼，但由于其遇浓硝酸钝化，故Cu作负极，正确。2．下列各个装置中能组成原电池的是()解析：选B。从组成原电池的四个条件来看，A中为活泼性相同的两个电极，C中为酒精溶液，不是电解质，D中未组成闭合回路。符合条件的只有B项。3．(2011年高考浙江卷)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是()A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋解析：选B。Cl－由b区向a区迁移，A错；正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；由题干知铁板发生吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，因此C项错；铜螺丝钉作正极，因此D错。4．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：选B。粗看装置虽感到陌生，但仔细分析得知该实验是吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。a试管内盛装食盐水，溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，显然a装置内气体的物质的量减少，压强减小。b试管内盛装氯化铵溶液，溶液呈酸性，发生的是析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，气体的物质的量增加，压强增大。综上分析选项B错。5．观察图A、B、C，回答下列问题：(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________(填“有”或“没有”)气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A)，组成一个原电池，正极的电极反应式为_________________________。(2)如果烧杯中最初装入的是500mL2mol·L－1的稀硫酸溶液，构成铜锌原电池(见图B，假设产生的气体没有损失，锌失去的电子完全沿导线到铜电极)，当在标准状况下收集到11.2L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为(溶液体积变化忽略不计)____________，________________。[来源:Zxxk.Com](3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接，插入氯化钠溶液中(见图C)，放置数天后，写出正极的电极反应式：________________________________________________________________________。解析：(1)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，是由于锌和酸反应，产生了氢气。若再平行插入一块铜片，由于铜不和硫酸反应，所以铜片没有气泡产生；若将两者用导线连接起来，如图A所示，组成原电池，铜为正极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑。(2)在该装置中，发生反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，生成11.2L氢气，消耗0.5molH2SO4，生成0.5molZnSO4，溶液的体积为500mL，所以c(H2SO4)＝1mol·L－1，c(ZnSO4)＝1mol·L－1。(3)在装置C中，正极为C，负极为铁，发生吸氧腐蚀，所以正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。[来源:学科网ZXXK]答案：(1)没有2H＋＋2e－===H2↑(2)c(H2SO4)＝1mol·L－1c(ZnSO4)＝1mol·L－1(3)O2＋2H2O＋4e－===4OH－一、单项选择题1．下列说法正确的是()A．原电池中电流由负极流向正极B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C．原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应D．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动解析：选D。原电池中电流由正极流向负极，电子流出的一极是负极，负极发生氧化反应，电解质溶液中的阴离子向负极移动；电子流进的一极是正极，正极发生还原反应，电解质溶液中的阳离子向正极移动。2．实验中欲制得H2，最好的方法是()A．纯锌与稀硫酸B．纯锌和浓硫酸C．纯锌和稀盐酸D．粗锌(含铜杂质)与稀硫酸解析：选D。铜、锌、稀硫酸形成原电池。原电池反应可加快化学反应速率。3．以下现象与电化学腐蚀无关的是()A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比软铁芯(几乎为纯铁)容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗解析：选D。选项A中黄铜是铜锌合金，可以构成原电池，但铜不如锌活泼，被腐蚀的是锌而不是铜，所以不易产生铜绿；选项B中生铁是铁碳合金，可以构成原电池而使铁腐蚀生锈，软铁芯几乎是纯铁，不构成原电池；选项C中铁与铜接触构成原电池，铁比铜活泼，铁被腐蚀生成铁锈；选项D中银质奖牌是由较纯的银制作的，不构成原电池，久置后表面变暗是跟空气中的多种物质反应造成的。4．生物感光化学电池，就是把生物质和有机物等化合物在光作用下变为液体或溶液，作为直接燃料转换为电能，如乙醇液体燃料电池(假设电解质为碱性)。下列有关叙述正确的是()A．该生物质燃料电池在黑暗中不可以发生，必须要有光B．该生物质燃料电池的负极反应是：O2＋2H2O－4e－===4OH－C．该生物质燃料电池的正极反应是：C2H5OH＋12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋D．该生物质燃料电池的总反应为：C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O解析：选A。生物感光化学电池，所以必须要有光，A正确；该生物质燃料电池的正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应为C2H5OH－12e－＋16OH－===2CO2－3＋11H2O，总反应为C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋5H2O，所以B、C、D错误。5．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()①铝合金是正极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应A．②③B．②④C．①③D．①④解析：选A。电池电极分正、负极，其中活泼的一极为负极，即为铝合金，②对。电极在海水中，故海水为电解质溶液，③对。④铝合金为负极，则发生氧化反应，故④错。6．(2011年保定高一检测)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。法一：依据电极反应式计算。负极：Zn－2e－===Zn2＋65g2molm(Zn)0.2molm(Zn)＝65g×0.2mol2mol＝6.5g。二、不定项选择题7．(2011年镇江高一检测)某原电池的总反应方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池为()A．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液B．正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液C．正极为C，负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液D．正极为Ag，负极为Fe，电解质为CuSO4溶液解析：选AC。根据反应方程式可知，该原电池的电解质溶液含Fe3＋，且Fe为负极，正极材料应是比铁不活泼的金属或非金属，A、C项均符合。8．某原电池反应的离子方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是()A．HNO3为电解质溶液B．锌为原电池正极C．铁极质量不变[来源:Zxxk.Com]D．铜为原电池正极解析：选D。由电池反应的离子方程式知，电池的负极为铁，则正极应是比铁不活泼的金属(B项不正确)，在反应中负极不断被消耗(C项不正确)，由于反应中放出了氢气并生成了Fe2＋，故知电解质溶液不能是HNO3。由上分析可知正确选项为D。9．(2011年无锡高一检测)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===2Fe2＋＋4OH－。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＋4e－===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AB。原电池中的负极失去电子，被氧化，根据原电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋4OH－可得A、B正确。10．(2011年宿迁高一检测)X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成下图的装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的()编号X[来源:学+科+网Z+X+X+K]YZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液解析：选D。由题意可知该装置是原电池，X棒变粗，Y棒变细，说明X为正极，Y为负极，且电解质中要有金属离子能够在X极析出，还要使Y极溶解。三、非选择题11．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______________。解析：根据氧化还原反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋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。答案：(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)装置图：Fe3＋＋e－===Fe2＋(或2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋)Cu－2e－===Cu2＋12．如图所示装置：(1)若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象为___________________________________________________________________________________________________________。两极反应式为：正极________________；负极________________。该装置将________能转化为________能。(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为________，总反应方程式为________________________________________________________________________。解析：若烧杯中溶液为稀硫酸，镁为负极，铝为正极