课时作业11 化学能转化为电能
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题4分，共48分，每题有1～2个选项符合题意)
1．某原电池的总反应离子方程式为：
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
则该原电池的正确组成可以是下列的( )
答案：C
解析：该原电池的负极必为锌，正极是比锌稳定的金属或导电的非金属，电解质溶液中含有Cu2＋，故选C。
2．如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上的描述合理的是( )
A．①②③ B．②④
C．②④⑥ D．③④⑤
答案：B
解析：该电池中Zn作负极，Cu作正极。电极反应式为负极：Zn－2e－===Zn2＋，发生氧化反应；正极：2H＋＋2e－===H2↑，发生还原反应；放电时外电路中电子由负极流向正极，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子一般移向负极；由2H＋＋2e－===H2↑知若有0.5 mol 电子流经导线，则可产生0.25 mol 气体。故选B。
3．如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)( )
A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低
D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高
答案：D
解析：根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，A端下沉。
4．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2 ＋，与此电池反应不符合的原电池是( )
A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D．银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
答案：CD
解析：根据原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe3＋的溶液为电解质溶液。
5．将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，正确的是( )
答案：A
解析：a中由于加入少量CuSO4溶液，发生反应：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，由于部分Zn用于置换Cu，因而产生的H2量减少，但同时形成Cu－Zn原电池，因而反应速率加快。
6.如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细。下表所列M、N、P物质中，可以组合成该装置的是( )
选项号
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
答案：C
解析：M棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强。M棒变粗说明M棒上有金属析出。
7．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。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，在甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
答案：D
解析：由反应2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2可知，反应开始时甲中Fe3＋发生还原反应，乙中I－发生氧化反应；当电流计读数为零时，则反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，乙中I2发生还原反应，则乙中石墨电极为正极，故选D。
8．下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应
③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置可以实现
④碳棒不能用来作原电池的正极
⑤反应Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag可以进行
A．①③⑤ B．①④⑤
C．②③④ D．②⑤
答案：A
解析：原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，碳棒可以作原电池的正极。
9．对于锌—铜—稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( )
①锌片溶解了32.5g ②锌片增重32.5g ③铜片上析出1g H2 ④铜片上析出1 mol H2
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
答案：A
解析：当导线中有1 mol电子通过时，溶解了0.5 mol锌，质量是32.5g；在铜片上析出0.5 mol氢气，质量是1g。
10．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速率甲比乙慢
答案：C
解析：甲烧杯中铜片上有气泡冒出，乙烧杯中铜片上没有气泡产生；电化学反应速率比一般的化学反应速率快，甲装置是原电池装置，乙装置不是，所以化学反应速率甲比乙快。
11．某同学做完铜—锌原电池的实验后得出了下列结论，你认为正确的是( )
A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B．由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池铜是负极
C．电子沿导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气
D．铜锌原电池工作时，锌被硫酸溶解，所以才产生电子
答案：D
解析：电极材料可以是能导电的非金属材料，比如碳棒；由铜、锌电极与硫酸铜溶液组成的原电池锌是负极；电子沿导线由锌流向铜，在正极上氢离子得到电子被还原，电子不能进入溶液。
12．在理论上不能用于设计原电池的化学反应的是( )
A．Al(OH)3(s)＋NaOH(aq)===NaAlO2(aq)＋2H2O(l) ΔH<0
B．CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH<0
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3 ΔH<0
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH<0
答案：A
解析：只有氧化还原反应才能设计成原电池，A项不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池。
二、非选择题(共52分)
13．(8分)在甲、乙、丙三个烧杯中分别盛有相同浓度的稀硫酸，如图所示：
(1)甲中反应的离子方程式为____________________________ ____________________________________________。
(2)乙中Sn极的电极反应式为__________________________ _____________________________________________，
Sn极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)丙中被腐蚀的金属是________，总反应式为_____________ ___________(写离子方程式)。
(4)比较甲、乙、丙中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是________。
答案：(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)2H＋＋2e－===H2↑ 增大 (3)Zn Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (4)乙>甲>丙
解析：甲中铁发生的是化学腐蚀，其离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。乙和丙装置构成原电池，乙中Sn极是正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，电极附近溶液由于H＋浓度不断减小导致pH增大；丙中Zn作负极被腐蚀，Zn－2e－===Zn2＋，电池总反应式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。乙中铁发生析氢腐蚀，丙中铁作正极被保护，所以铁被腐蚀的快慢顺序是：乙>甲>丙。
14．(12分)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________。(填酸性或碱性增强或减弱)
答案：(1)
装置序号
正极
负极反应式
阳离子移动方向
甲
Al
Mg－2e－===Mg2＋
铝极
乙
Pt
Fe－2e－===Fe2＋
铂极
丙
Mg
Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
镁极
丁
Al
Cu－2e－=== Cu2＋
铝极
戊
石墨
CH4－8e－＋10OH－=== CO＋7H2O
石墨
(2)电解质溶液的性质
(3)不一定 上述五个原电池中，戊装置的负极材料没有参与反应，其他电池的负极发生了氧化反应
(4)酸性减弱 碱性减弱 碱性减弱
解析：(1)电池甲：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NaOH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：常温下，浓硝酸使铝钝化，铜溶解，铜为负极；
戊电池是燃料电池，甲烷与氧气反应，甲烷发生氧化反应，在碱中生成碳酸盐和水，氧气发生还原反应。所以，在负极区通入甲烷，在正极区通入空气。
(2)通过比较甲、丙电池可知，电极都是铝、镁，由于电解质溶液不同，故电极名称不同，即电极类型与电极材料、电解质溶液都有关。
(3)大多数电池的负极材料参与反应发生氧化反应，燃料电池的负极材料不参与反应，可燃物如氢气、一氧化碳、甲烷、乙醇等在负极区发生氧化反应。
(4)根据溶液中离子参加反应情况判断溶液酸碱性的变化。
15．(9分)现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O (B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池________。
(2)如果不能，说明其原因________________________________ ___________________________________。
(3)如果可以，则写出正、负极材料，其电极反应式及反应类型(“氧化”或“还原”)，电解质溶液名称：
负极：________，_______________________________________ _______________________________，________。
正极：________，_______________________________________ _______________________________，________。
电解质溶液：_________________________________________。
若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g。
答案：(1)(A)不能，(B)可以
(2)(A)的反应是非氧化还原反应，没有电子转移
(3)Cu Cu－2e－===Cu2＋ 氧化 石墨棒、Ag、铂、金(任选一种) 2Ag＋＋2e－===2Ag 还原 AgNO3溶液 108
解析：(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行；(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属，Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液(因为Ag＋只能与NO大量共存)。
16．(9分)将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。
在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下：
金属
电子流动方向
电压(V)
D
D→Cu
＋0.78
C
Cu→C
－0.15
B
B→Cu
＋1.35
A
A→Cu
＋0.30
已知：构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越大。请依据表中数据判断：
(1)最活泼的金属为________。
(2)若滤纸改用NaOH溶液浸润，则在滤纸上能看到蓝色沉淀析出的是________金属，其负极的电极反应为__________________。
(3)若滤纸上析出沉淀为9.8g，则转移的电子数为______mol。
答案：(1)B (2)C Cu－2e－＋2OH－===Cu(OH)2↓ (3)0.2
解析：(1)由电子流动的方向可知，A、B、D的活动性皆强于Cu，根据“构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越大”可知，B的金属活动性最大，C的金属活动性弱于Cu。
(2)由(1)的分析可知，只有C金属与Cu组成的原电池，Cu失电子生成Cu2＋，进而与OH－结合产生蓝色沉淀。负极反应为Cu＋2OH－－2e－=== Cu(OH)2↓。
(3)因蓝色沉淀为Cu(OH)2，所以当析出9.8g沉淀时，转移的电子数为×2＝0.2 mol。
17．(14分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲中正极的电极反应式______________。
(2)乙中负极为________，总反应的离子方程式：
_____________________________________________________。
(3)甲与乙同学均认为“如果构成原电池的电极材料都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验得出的下列结论中，正确的有________。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)Mg Al (4)AD
解析：甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。但是由于Al与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据，所以判断一个原电池的正、负极应依据实验事实。
课时作业12 发展中的化学电源
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题4分，共48分，每题有1～2个选项符合题意)
1．电子表所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应为：
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
总反应式为：Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO
下列判断正确的是( )
A．锌为正极，Ag2O为负极
B．锌为负极，Ag2O为正极
C．原电池工作时，负极区溶液pH减小
D．原电池工作时，负极区溶液pH增大
答案：BC
解析：锌失电子，为负极，由负极反应Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O可知，负极区消耗OH－，溶液pH减小。
2．下列说法中正确的是 ( )
A．镍氢电池、锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C．化学电池的反应基础是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料PbO2
答案：C
解析：A项中碱性锌锰干电池是一次电池，A错；燃料电池是一种高效、不会污染环境的新型电池，B错；铅蓄电池放电的时候正极是PbO2，负极是Pb，D错；因此选C项。
3．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是 ( )
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液肯定不是强酸
答案：BD
解析：根据原电池反应的原理，负极发生氧化反应，较活泼的金属作负极，因此Zn－2e－===Zn2＋是负极反应，正极发生还原反应。再根据电池总反应式，生成物是ZnO，ZnO能与强酸溶液反应，所以D项正确。
4．氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，电极是多孔镍电极，电解质溶液为质量分数30%的KOH溶液，有关叙述正确的是 ( )
①负极反应为2H2－4e－===4H＋
②负极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O
③工作时正极pH增大，而负极pH减小
④工作时负极pH增大，而正极pH减小
⑤工作时溶液中阴离子移向正极
⑥使用一段时间，KOH溶液质量分数仍为30%
A．①②③ B．②③
C．②③⑥ D．④⑤
答案：B
解析：氢氧燃料电池在碱性条件下，负极：2H2－4e－===4H＋和4H＋＋4OH－===4H2O(即2H2＋4OH－－4e－===4H2O)，pH减小；正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，pH增大。工作时溶液中OH－移向负极。使用一段时间，电解质的物质的量保持不变，由于生成了H2O，KOH浓度变小。
5．2010年上海世博会，上海将有千辆氢燃料电池车上路，关于氢燃料电池下列说法不正确的是( )
A．氢燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
B．氢燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
C．氢燃料电池能量转换率比氢气直接燃烧高
D．氢燃料电池工作时，发出淡蓝色火焰
答案：D
解析：氢资源丰富，热值高，燃烧性能好，用于发电时，能量转换率高并实现零排放，若用可再生能源制氢，并形成循环，很有发展远景。使用时，可将氢气储存在储氢罐中。选项D错在，氢气没有燃烧，而是在负极上失电子，对于氢燃料电池电解质不同，负极发生的反应也不同，如强酸型介质时，负极发生H2－2e－===2H＋；强碱性溶液中，负极发生：H2＋2OH－－2e－===2H2O。
6．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb＋SO===PbSO4＋2e－，正极PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。今若制得Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( )
A．0.025mol B．0.050mol
C．0.10mol D．0.20mol
答案：C
解析：该题只要明确原电池和电解池原理，抓住转移电子守恒即可。由2Cl－－2e－===Cl2，可知制0.05mol Cl2转移0.10mol电子，再由铅蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O可看出每转移2mol电子消耗2mol H2SO4，现转移0.10mol电子，将耗0.10mol硫酸。
7．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是 ( )
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中的石墨电极
答案：B
解析：随着生产力的发展和人们生活水平的提高，环境污染和环保问题已越来越受到人们的重视，废电池中含有汞等多种重金属离子，极易对环境造成污染。
8．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是( )
①通入CH4的电极为正极；
②正极的电极反应是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；
③通入CH4的电极反应式是CH4＋2O2＋4e－＝CO2＋2H2O；
④负极的电极反应式是CH4＋10OH－＝CO＋7H2O＋8e－；
⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；
⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A．①③⑤ B．②④⑥
C．④⑤⑥ D．①②③
答案：B
解析：一般说来，能自发进行的氧化还原反应，在理论上都可设计成原电池。在反应中，电子从发生氧化反应(失电子)的负极流出，经过外电路流向正极(多为不活泼电极，离子或物质在该正极上得电子，发生还原反应)，同时溶液中的阴、阳离子分别不断移向负极、正极，构成闭合回路。据题意知发生的反应为CH4＋2O2＝CO2＋2H2O，反应产生的CO2，处于KOH溶液中，又会转化为CO，故④是正确的。③O2得e-被还原，作正极。④溶液中离子移动情况受溶液(原电池内电路)中电流方向影响，内电路电流方向是由负极流向正极，阳离子的移动方向与电流方向相同，故在溶液(原电池内电路)中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
9．可以将反应Zn＋Br2===ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应中：①Br2＋2e－===2Br－，②2Br－－2e－===Br2，③Zn－2e－===Zn2＋，④Zn2＋＋2e－===Zn。其中表示放电时负极和正极的反应分别是( )
A．②③ B．②①
C．③① D．④①
答案：C
解析：放电时负极为Zn，失电子，被氧化，正极为Br2，得电子，被还原。
10．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＋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
答案：A
解析：钢铁中含有C等杂质，在潮湿的空气中会形成原电池，Fe作负极而被腐蚀，负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，A正确。B中电荷不守恒，正确写法为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。C说法适用电解过程，与原电池相反，原电池是将化学能转变为电能的装置。钢柱与水交界处更容易腐蚀，因为此处与氧气接触并具有潮湿的环境。
11．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是( )
①每消耗1mol CH4可以向外电路提供8mol e－
②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
④电池放电后，溶液pH不断升高
A．①② B．①③
C．①④ D．③④
答案：A
解析：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子反应还是得电子反应，若发生的是失电子反应，该电极是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4→CO2，严格地讲，生成的CO2还会与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O,1mol CH4参加反应有8mol e－发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。虽然正极产生OH－，负极消耗OH－，但从总反应CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O可看出会消耗KOH，所以电池放电时溶液的pH值不断下降，故①②正确，③④错误。
12．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池的说法正确的是( )
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．电池的总反应是2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O
答案：BC
解析：在熔融电解质中，O2－由正极移向负极，正极上发生还原反应，而C4H10被氧化，所以D不正确。
二、非选择题(共52分)
13．(6分)王亮在超市看到一种电池外壳的纸层包装印有如图的文字，请根据要求回答问题。
(1)该电池的种类是________(填序号)。
①干电池 ②蓄电池 ③燃料电池
(2)该电池含有的金属元素中毒性最大的是________(写元素符号)
(3)该电池的使用和性能，说法正确的是______
A．该电池可应用于闹钟、收音机、照相机等
B．该电池可充电后反复使用
C．该电池使用后不能投入火中，应埋入地下以防污染环境
答案：(1)① (2)Hg (3)A
解析：(1)因为该电池是锌、锰干电池，属于一次性电池(干电池)。
(2)电池中含有Zn、Mn、Hg等，金属汞属于重金属，对人体和环境危害最大。
(3)干电池使用寿命短，常用于收音机、闹钟、相机中；是一次性电池，不可反复使用；用完后应该分类回收，防止污染土壤和水体。
14．(6分)航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。
(1)负极上的电极反应为______________________________。
(2)消耗标准状况下的5.6L O2时，有________mol电子发生转移。
(3)开始放电时，正极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
答案：(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
(2)1 (3)增大
解析：由总反应式知CH4失电子被氧化生成CO，一定有OH－参与反应，负极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。根据正极反应式知1mol O2消耗时，转移4mol e－，n(O2)＝0.25mol，故有1mol电子转移。放电时，正极产生OH－，故溶液的pH增大。
15．(12分)化学电源在能源、通讯、交通、医学及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前使用的镍(Ni)镉(Cd)电池是一种可充电电池，其电池总反应可以表示为：
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸中。关于镍镉电池的下列说法：①以上反应是可逆反应；②以上反应不是可逆反应；③充电时化学能转变为电能；④放电时化学能转变为电能；⑤电池放电时的负极材料是NiO(OH)；⑥电池放电时的负极材料是Cd。下列各组合中正确的是 ( )
A．①③⑤ B．②④⑥
C．①④⑤ D．②③⑥
(2)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面积的耕地失去使用价值，在酸性土壤中这种污染尤其严重，其原因是________________________________
________________________________________________________________________________________________________________。
(3)如图是废弃镍镉电池中的重金属渗入水体后，最后又进入人体的一条途径：
―→―→―→―→人体
试回答生物体A、B、C、D中的重金属离子浓度的关系是______。
(4)氢镍电池是近年开发出来的新型可充电电池，它用氢气取代了金属镉，从而有效防止产生的镉污染，成为镍镉电池的换代产品。氢镍电池的电解质溶液是氢氧化钾溶液。
①写出氢镍电池的总反应式：____________________________。
②电池负极的电极反应式是____________________，电池正极的电极反应式是______________________。
答案：(1)B (2)Ni(OH)2和Cd(OH)2难溶于水，但能溶于酸中，生成重金属离子Ni2＋、Cd2＋而造成污染 (3)D>C>B>A (4)①H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2 ②H2＋2OH－－2e－===2H2O
2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－
解析：(1)可逆反应是指在同一条件下，正、逆两个方向可以同时进行的反应，与电池的充电、放电不同，充电、放电不是可逆反应。镍镉电池放电时，是将化学能转变为电能，充电时，是把电能转变为化学能在电池中储存起来。要注意题目中的问题是指放电过程，对题给反应方程式应“逆”向进行分析，不需要考虑充电的过程。一些同学审题不仔细，按正向分析题给反应方程式，从而误判，本题的正确答案是B。
(2)Ni(OH)2、Cd(OH)2难溶于水，易溶于酸中：Ni(OH)2＋2H＋===Ni2＋＋2H2O；Cd(OH)2＋2H＋===Cd2＋＋2H2O。在酸性土壤中，溶解于水中的Ni2＋、Cd2＋造成的镉污染尤为严重，会引起疼痛病。
(3)重金属离子Ni2＋、 Cd2＋在食物链中传递，逐级积累富集，所以，重金属离子浓度的关系是D>C>B>A，进入人体的重金属离子浓度最高。
(4)氢镍电池中，氢气取代金属镉作负极，NiO(OH)仍然作正极。
16．(12分)Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为_____，发生的电极反应为_________；
(2)电池正极发生的电极反应为___________________________；
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_____
_____________________，反应的化学方程式为______________；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是
_____________________________________________________。
答案：(1)Li Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2
(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成 SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应
解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。
(1)负极材料为Li(还原剂)，Li－e－===Li＋。
(2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2。
(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成。
(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应。
17．(16分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应：_______________________________；
银片上发生的电极反应：_______________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称量，总质量为47g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；
②通过导线的电荷量。
(已知NA＝6.02×1023mol－1，电子电荷量为1.60×10－19C)
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)①4.5L ②3.9×104C
解析：(1)锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，较活泼的锌片为负极，失电子变成Zn2＋；银片为正极，H＋在上面得电子而产生H2。
(2)①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生氢气的体积为x。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
65g 22.4L
(60－47)g x
x＝(60－47)g×22.4L÷65g＝4.5L
②反应消耗的锌为(60－47)g÷65g·mol－1＝0.2mol，
1mol Zn变为Zn2＋时转移2mol e－，则通过的电荷量为0.2mol×2×6.02×1023mol－1×1.60×10－19 C＝3.9×104 C。
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