专题6第三单元化学能与电能的转化同步练习 （含解析）2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

专题6第三单元化学能与电能的转化同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法中错误的是
A．燃料电池的反应物必须储存在电池的内部
B．锌锰干电池是一次电池，铅酸蓄电池是二次电池
C．锂电池是新一代可充电电池
D．二次电池的充电是电能转变为化学能
2．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c(H＋)均减小 D．产生气泡的速率甲比乙慢
3．某科研机构研发的NO—空气质子交换膜酸性电池工作原理如下图所示(已知：Pt电极对电极反应有催化作用)：
当该电池工作一段时间后，下列叙述正确的是
A．“多孔"电极对化学反应速率没有影响
B．具有催化作用的电极能提高电极反应的活化能
C．Pt(B)电极的电极反应式为
D．若有生成，则有向Pt(B)电极区域移动
4．下列电池不属于二次电池的是
A B C D
手机用锂电池 电动汽车用电池 铅酸蓄电池 锌锰干电池
A．A B．B C．C D．D
5．碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法正确的是
A．Zn为正极，MnO2为负极
B．该电池为二次电池
C．负极的电极反应式为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
D．工作时电子由MnO2经外电路流向
6．下列装置可以形成原电池的是
A． B． C． D．
7．将用导线连接的锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，下列叙述正确的是
A．正极有O2逸出 B．硫酸溶液的pH增大
C．电子通过导线由铜片流向锌片 D．锌片上有H2逸出
8．某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述中不正确的是
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．b极反应式是O2+4OH--4e-=2H2O
C．总反应方程式为2H2+O2=2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
9．如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是
A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe
10．下列装置中，能构成原电池的是
A．只有甲 B．只有乙
C．只有丙 D．除乙均可以
11．在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的铁片和铜片，下列叙述中正确的是
A．铜片上有H2逸出
B．电子通过导线由铜片流向铁片
C．溶液中的H+向铁片附近定向迁移
D．铁片发生的反应是Fe-3e-=Fe3+
12．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是
A．图甲：锂电池放电时，电解质溶液中向锂电极迁移
B．图乙：锌筒作正极
C．图丙：负极的电极反应为：
D．图丙：电池放电过程中，溶液的pH增大
13．电化学反应原理的实验装置如图所示。下列叙述错误的是
A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M或N处都可减缓铁的腐蚀
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为2H+ +2e-=H2↑
14．如图所示，E是用饱和NaCl溶液和淀粉－KI溶液的混合液湿润的滤纸，用石墨做电极，通电后发现乙周围滤纸褪为蓝色，则下列判断正确的是
A．b是阳极，a是阴极 B．a是正极，b是负极
C．乙是正极，甲是负极 D．乙是阳极，甲是阴极
15．下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下，电子由价带跃迁到导带后，然后流向对电极。下列说法不正确的是
A．对电极的电极反应为
B．半导体电极发生还原反应
C．电解质溶液中阳离子向对电极移动
D．整个过程中实现了太阳能→电能→化学能的转化
二、实验题
16．为了验证和的氧化能力相对强弱，利用如图所示电池装置进行实验。
(1)用固体配制溶液，下列仪器中没有用到的是___________(填标号)，需称取的质量为___________g
(2)电池装置中，盐桥中盛装浸有高浓度电解质溶液的琼脂，要求该电解质溶液中阴、阳离子扩散速率相近，即电迁移率尽可能相接近。已知的电迁移率分别为7.62、7.91、7.40，本实验盐桥中的电解质选择，而不选的可能原因是___________。
(3)根据电流表指针偏向知，电流由电极材料X流出，则电极材料X可能为___________。
(4)一段时间后，左侧溶液中浓度增大，右侧溶液中浓度减小。则电极的电极反应式为___________。
(5)检验右侧电极室溶液中存在应选用___________溶液，由此可证明氧化性：___________(填“大于”或“小于”)。
(6)实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是___________。
17．请按要求填空。
(1)一种以葡萄糖为燃料的微生物电池，其工作原理如图所示：
①写出负极电极反应式：_______；
②随着电池不断放电，电解质溶液的酸性_______(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)查阅资料发现AgSCN为白色难溶物，Ag+可以氧化SCNˉ和Fe2+。为探究SCNˉ和Fe2+的还原性强弱，某同学设计了如图实验装置并进行下列实验。
先断开电键K，向溶液X中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液，无明显现象，说明________；闭合电键K后，若观察到的实验现象有溶液X逐渐变红、右边石墨电极上有固体析出、电流计指针偏转，据此得出的结论是________，溶液变红的原因是_________、__________(用电极反应式和离子方程式表示)。
(3)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－。 则通入丁烷的一极的电极反应式为：_______。
三、原理综合题
18．依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。盐桥是为了让两个池形成闭合回路。
(1)电极X的材料是______；电解质溶液Y是______。
(2)银电极为电池的______极，发生的电极反应为 ____________，X电极上发生的电极反应为______________________。
(3)外电路中的电子是从______电极流向______电极。
(4)X电极看到的现象是_________________，发生 ___________填氧化或还原反应。
(5)上述原电池每消耗64gCu同时转移电子数为______________________。
19．现有如下两个反应：
A．
B．
(1)根据两反应本质判断，___________________________(填“A”或“B”)反应能设计成原电池。
(2)如果不能设计成原电池，原因是______________________________________________________。
(3)如果可以设计成原电池，则负极反应为_______________________________________，正极反应为_______________________________________。
(4)根据(3)中的电极反应，设计一个化学电池(给出若干导线，电极材料和电解质溶液自选)________。
要求：①标出电子流动方向；②注明负极电极材料；③写出电解质溶液。
(5)若该电池外电路中有个电子转移，则电解质溶液质量增加了________________g。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
【详解】A．燃料电池的反应物不需要储存在电池的内部，A项错误；
B．锌锰干电池为依次电池不能充电而铅蓄电池为二次电池可充电重复利用，B项正确；
C．锂电池由于其高的能量比称为新一代的可充电电池，C项正确；
D．二次电池充电即电解池将电能转化为化学能，D项正确；
故选A。
2．C
【详解】A．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极，铜片表面均有氢气产生，A错误；
B．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，铜是正极；乙中铜、锌没有连接，不构成原电池，B错误；
C．两烧杯中都发生反应，溶液的c(H＋)均减小，C正确；
D．甲烧杯中，铜、锌用导线连接，甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，D错误；
故答案为：C。
3．D
【分析】氧气得电子产生OH-，故多孔Pt（B）为正极，NO失电子产生HNO2，故多孔Pt（A）为负极，质子在电池中移动到正极多孔Pt（B）；
【详解】A．“多孔”电极有利于增大气体的接触面积，增大反应速率，选项A错误；
B．具有催化作用的电极能降低电极反应的活化能，选项B错误；
C．Pt(B)电极的电极反应式为，选项C错误；
D．Pt(A)电极为负极，失电子发生氧化反应，其电极反应式为：，若有1mol生成，则有向Pt(B)电极区域移动，选项D正确；
答案选D。
4．D
【详解】A．手机用锂电池，可充电，属于二次电池，故A不选；
B．电动汽车用电池，可充电，属于二次电池，故B不选；
C．铅酸蓄电池，可充电，属于二次电池，故C不选；
D．锌锰干电池不可充电，属于一次电池，故D选；
故选D。
5．C
【详解】A．碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，Zn的化合价升高，失去电子，被氧化，则Zn为负极，Mn元素的化合价降低，得到电子，被还原，MnO2为正极，故A错误；
B．碱性锌锰电池为一次电池，故B错误；
C．Zn为负极，Zn失去电子转化为Zn(OH)2，负极的电极反应式为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，故C正确；
D．Zn为负极，MnO2为正极，原电池中电子从负极经导线流向正极，则工作时电子由经外电路流向MnO2，故D错误；
故选C。
6．A
【详解】A．该装置中，两个电极材料Zn、Cu的金属活动性不同，用导线相连接，与电解质溶液稀硫酸相接触，能形成原电池，A符合题意；
B．两个电极材料都为Ag，活动性相同，不能产生电势差，不能形成电流，B不符合题意；
C．虽然具有两个活动性不同的电极，但植物油为非电解质，不能传导电流，C不符合题意；
D．具有两个活动性不同的电极，且稀硫酸为电解质溶液，但不能形成闭合回路，D不符合题意；
故选A。
7．B
【分析】将用导线连接的锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，总反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，锌片上发生氧化反应，为负极，铜片上发生还原反应，为正极。
【详解】A．铜为正极，逸出氢气而不是氧气，A错误；
B．该反应过程中会消耗氢离子，酸性减弱，pH增大，B正确；
C．电子由负极流向正极，即通过导线由锌片流向铜片，C错误；
D．铜为正极，发生反应2H++2e-=H2↑，逸出氢气，而不是锌片，D错误；
综上所述答案为B。
8．B
【详解】A．a极通入氢气，氢气失电子发生氧化反应，a是负极，故A正确；
B．b极通入氧气，氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，反应式是O2+2H2O +4e-=4OH-，故B错误；
C．氢氧燃料电池，总反应方程式为2H2+O2=2H2O，故C正确；
D．氢氧燃料电池反应产物是水，氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确；
选B。
9．B
【分析】根据电子流向结合原电池的工作原理可知，X为原电池的负极，Y为正极，据此分析解答。
【详解】A．电子从X经外电路流向Y，则电流方向为：Y→外电路→X，A错误；
B．电解质溶液为稀硫酸，根据原电池工作原理可知，活泼金属作负极，所以上述装置中，活动性顺序：X>Y，B正确；
C．X为原电池的负极，发生失电子的氧化反应，Y发生还原反应，C错误；
D．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为Fe，Y为碳棒，D错误；
故选B。
10．C
【分析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，据此判断。
【详解】甲．没有用导线连接形成闭合回路，所以不能构成原电池，错误；
乙．两电极材料相同，所以不能构成原电池，错误；
丙．有两个活泼性不同的电极，且两电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发的进行氧化还原反应，所以该装置能构成原电池，正确；
丁．乙醇是非电解质，且电极和乙醇不能自发的发生氧化还原反应，所以不能构成原电池，错误；
故选C。
11．A
【分析】该装置中，Fe比Cu易失电子，Fe作负极、Cu作正极，负极上电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为2H++2e-=H2↑，电子流入的电极是正极、流出的电极为负极。
【详解】A．铜是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以有H2逸出，选项A正确；
B．负极是电子流出的电极，电子通过导线由铁片流向铜片，选项B错误；
C．原电池中阳离子移向正极，则溶液中H+向铜片移动，选项C错误；
D．铁失电子而作负极，所以铁片逐渐溶解，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，选项D错误；
答案选A。
12．D
【详解】A．原电池放电时，阳离子从负极流向正极，该装置中多孔碳材料是正极、锂是负极，所以放电时溶液中Li+从锂电极向多孔碳材料电极迁移，故A错误；
B．该装置中Zn易失电子作负极，故B错误；
C．PbSO4为难溶于水的盐，故负极的电极反应式为Pb+SO-2e-=PbSO4，故C错误；
D．放电时，电池反应式为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)，消耗硫酸且生成水，导致反应后硫酸浓度减小，故D正确；
故选D。
13．D
【分析】开关K置于M处，构成电解池，铁为阴极，被保护，属于为牺牲阳极的阴极保护法，开关K置于N处时，构成原电池，取决于X极的材料，若X极比铁活泼，则X极为负极，被氧化，失去电子，铁为正极，被保护，反之，铁为负极，被氧化，腐蚀，据此分析解答即可。
【详解】A．若X为碳棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护，故A正确；
B．若X为锌棒，开关K置于M处可减缓铁的腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护，开关K置于N处，形成原电池，锌为负极，被氧化，铁为正极，被保护，故B正确；
C．若X为锌棒，开关K置于N处时，锌为负极，被氧化，属于为牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D．若X为碳棒，开关K置于N处时，X电极上发生的反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故D错误；
答案选D。
14．D
【分析】乙周围滤纸褪为蓝色，说明了氯气在此生成，乙是阳极，与之相连的b是正极，a为负极，甲为阴极。
【详解】A．根据分析，b为正极，a为负极，A错误；
B．b为正极，a为负极，B错误；
C．乙是阳极，甲为阴极，C错误；
D．乙是阳极，甲为阴极，D正确；
故选D。
15．B
【详解】A．图示分析可知，在对电极上发生的反应是水电离出的氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故A正确；
B．半导体电极是负极，负极失去电子发生氧化反应，故B错误；
C．电解质溶液中阳离子向正极移动，即向对电极移动，故C正确；
D．过程分析可知，整个过程中实现了太阳能向电能，电能向化学能的转化，故D正确；
故答案选B。
16．(1) ③ 2.5
(2)在酸性环境下可以和发生反应
(3)石墨、银、铂、金等(或惰性材料)
(4)Cu-2e-=Cu2+
(5) 大于
(6)增大接触面积，提高电极活性
【详解】（1）用固体配制溶液，用天平称取固体，在烧杯中溶解，用玻璃棒搅拌加快溶解速率，再用100mL容量瓶中定容，定容时，当液面低于刻度线1~2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线，所以用不到250mL容量瓶，故选③；需称取的质量为；
（2）在酸性环境下可以和发生反应，所以选择电迁移率相差较大的而不选电迁移率相差较小；
（3）根据电流表指针偏向知，电流由电极材料X流出，说明X是正极，则电极材料X可能为石墨、银、铂、金等(或惰性材料)；
（4）一段时间后，左侧溶液中浓度增大，说明电极失电子生成，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；
（5）与溶液反应生成蓝色沉淀，检验右侧电极室溶液中存在应选用溶液，由此可知总反应为，证明氧化性：大于。
（6）实验前通常将电极用特殊的酸腐蚀，造成接触面粗糙的目的是增大接触面积，提高电极活性。
17． C6H12O6＋6H2O-24e-=6CO2↑＋24H+ 减小 溶液中无Fe3+ Fe2+的还原性强于SCN- Fe2+-e-=Fe3+ Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 C4H10 -26e－＋13O2－＝4CO2 ↑＋5H2O
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极；
【详解】(1)由工作原理示意图知，以葡萄糖为燃料的微生物电池中，左侧电极上氧气得到电子被还原，正极反应为：O2＋4H＋＋4e－=2H2O；右侧电极上葡萄糖失去电子被氧化，右侧区是负极区，则①负极电极反应式：C6H12O6＋6H2O-24e-=6CO2↑＋24H+；②该电池总反应为：C6H12O6＋6 O2=6CO2↑＋+6H2O，随着电池不断放电，水不断生成、电解质物质的量不变，故电解质溶液的酸性减小；
(2) 先断开电键K，向溶液X中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液，无明显现象，说明溶液中无Fe3+；闭合电键K后，若观察到的实验现象有：溶液X逐渐变红即有Fe(SCN)3生成、则负极亚铁离子失去电子被氧化，右边石墨电极上有固体析出、则是银离子得到电子被还原得到银，电流计指针偏转，可见该原电池总反应为：Ag++ Fe2+=Fe3++Ag，则Fe2+被氧化而SCN-没有被氧化，据此得出的结论是Fe2+的还原性强于SCN-，溶液变红的原因是Fe2+-e-=Fe3+、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3；
(3)该丁烷电池总反应为2C4H10＋13 O2＝8 CO2 ↑＋10 H2O，正极反应为：13O2＋52e－=26O2-，按电池总反应=正极反应式+负极反应式知，则-通入丁烷的一极的电极反应式为：2C4H10 -52 e－＋26O2－＝8CO2 ↑＋10H2O；即 C4H10 -26 e－＋13 O2－＝4 CO2 ↑＋5 H2O。
18． 铜 AgNO3溶液 正 Ag++e-==Ag Cu-2e-==Cu2+ Cu Ag X电极逐渐溶解 氧化 2NA
【分析】在带有盐桥的原电池中，金属电极材料与电解质中的阳离子往往相同。
【详解】(1)电极X所在的半电池中，电解质为CuSO4，所以电极X的材料是铜；电解质溶液Y所在的半电池中，电极材料为Ag，则电解质溶液Y是AgNO3溶液。答案为：铜；AgNO3溶液；
(2)右池中，Ag+得电子，则银电极为电池的正极，发生的电极反应为 Ag++e-==Ag，X电极为负极，发生的电极反应为Cu-2e-==Cu2+。答案为：正；Ag++e-==Ag；Cu-2e-==Cu2+；
(3)外电路中的电子由负极流向正极，所以是从Cu电极流向Ag电极。答案为：Cu；Ag；
(4)X电极看到Cu失电子转化为Cu2+进入溶液，所以产生的现象是X电极逐渐溶解，发生氧化反应。答案为：X电极逐渐溶解；氧化；
(5)上述原电池每消耗64gCu同时转移电子数为= 2NA。答案为：2NA。
【点睛】有盐桥的原电池反应与一般的原电池反应的不同点，主要是使用两种不同的电解质，且两电极在两个容器内出现。
19． B A反应是非氧化还原反应，没有电子的转移 28
【详解】(1)原电池反应必须是自发进行的氧化还原反应，A反应中各元素化合价不变，所以不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B反应中中Fe的化合价由+3变为+2。单质铁中Fe的化合价由0变为+2，所以有电子转移，能设计成原电池，故本题答案为：B；
(2)根据(1)知，A反应是非氧化还原反应，没有电子的转移，所以A反应不能设计成原电池，故本题答案为：A反应是非氧化还原反应，没有电子的转移；
(3)负极发生氧化反应，电极反应为；正极发生还原反应，电极反应为，故本题答案为：；；
(4)可以用活泼的金属Fe做负极，石墨做正极，电解质溶液为氯化铁溶液，电子从负极流向正极，要形成闭合回路，原电池设计图可表示为，故本题答案为：；
(5)由电极反应可知，若导线上转移电子，则电解质溶液增重，所以外电路中有个电子转移时，即转移电子，电解质溶液增重，故本题答案为：28。
【点睛】能够形成原电池的条件是：1、能发生氧化还原反应；2、有电解质溶液；3、能形成闭合回路；4、有活泼性不同的正负极材料。
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