苏教版（2019） 高中化学必修第二册 6.3.1化学能转化为电能同步练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 苏教版（2019） 高中化学必修第二册 6.3.1化学能转化为电能同步练习（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-11 11:47:45 | ||
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文档简介
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6.3.1化学能转化为电能同步练习-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池,该固体氧化物电解质在700-900℃温度时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,电池反应生成均为无毒无害的物质,下列说法正确的是( )
A．电池内的O2-由电极乙移向电极甲
B．电池的总反应为:N2H4＋2O2=2NO＋2H2O
C．当甲电极上有1mol N2H4消耗时,乙电极上有1molO2被氧化
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
2．有一种纸质软电池，该电池采用薄层纸片作为载体和传导体，一面附着Zn，另面附着MnO2。电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)，关于此电池，下列说法正确的是
A．该电池的正极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-
B．该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2作催化剂
C．当0.1molZn溶解时，流经电解液的电子的物质的量为0.2mol
D．电池工作时，OH-通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动
3．下图是氢氧燃料电池的装置示意图，有关说法正确的是：
A．该装置工作时是将电能转化成了化学能
B．该装置工作时，通入的氢气发生还原反应
C．该装置工作时，通入氢气的一极为正极
D．该装置工作时，电子从通入H2的一极通过导线流向通入氧气的一极
4．把铜片和锌片放在盛有稀硫酸的表面皿（Ⅰ）中，把石墨a和石墨b放在盛有饱和食盐水的表面皿（Ⅱ）中，如下图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．表面皿Ⅰ溶液中c(Zn2+)浓度增大 B．表面皿Ⅰ和表面皿Ⅱ中溶液pH不断升高
C．石墨b附近滴加酚酞变红 D．锌片和石墨a均发生氧化反应，铜片和石墨a上均有H2放出
5．锌—空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是
A．氧气在石墨电极上发生还原反应
B．该电池放电时K+向Zn电极移动
C．该电池的正极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+
D．电池工作时，电子从石墨电极经电解质溶液流向Zn电极
6．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
7．等质量且足量的两份锌a、b，分别加入等量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是
A B C D
A．A B．B C．C D．D
8．实验室用锌与稀硫酸反应制氢气，下列做法能加快反应速率的是
A．选用纯度更大的金属锌 B．改用浓硫酸 C．改用粗锌(含铜、银) D．降低温度
9．如图为某原电池装置示意图。下列说法正确的是
A．为负极 B．片上发生氧化反应
C．溶液中浓度不变 D．电子流向：导线
10．在现代生活、生产和科学技术发展中，化学电源发挥的作用不可代替，大到宇宙火箭，小到电脑、手机都离不开各种各样的化学电源。原电池是化学电源的雏形，图为某原电池装置，下列有关说法正确的是
A．碳棒为负极
B．溶液颜色逐渐变浅，碳棒上有红色物质析出
C．锌片上的电极反应为：
D．当0.1molZn溶解，流经导线的电子数为6.021022
二、填空题
11．化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)图所示装置中，Zn片是 (填“正极”或“负极”)。
(2)图所示装置可将 (写离子反应方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是 。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①2H2＋O22H2O
②Cu＋2Ag+=Cu2+＋2Ag
③NaOH+HCl=NaOH+H2O
12．大气污染物主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入颗粒等，主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气，会导致雾霾、酸雨等。
(1)大气污染物成分中不属于酸性氧化物的是 (填化学式)。
(2)汽车的三元催化转化器中，在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，反应的化学方程式为 ，当生成2mol N2时，转移电子的物质的量是 。
(3)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NO的烟气， 以NaClO2溶液作为吸收剂进行一体化脱硫、脱硝。写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。
(4)借助太阳能将光解水制H2与脱硫结合起来，既能大幅度提高光解水制H2的效率，又能脱除SO2，工作原理如下图所示：
下列说法不正确的是 (多选)。
A．该装置可将太阳能转化为化学能
B．催化剂b附近的溶液pH增大
C． 吸收1mol SO2，理论上能产生2mol H2
D．催化剂a表面发生的反应为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-
13．化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)如图所示装置中，Cu 片是 (填“正极”或“负极”)。
(2)写出负极发生的电极反应式 。
(3)电子流动的方向是 。
(4)如图所示装置可将 (写化学方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是 。
14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极材料分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn+2OH 2e ===Zn(OH)2，Ag2O+H2O+2e ===2Ag+2OH 。
根据上述反应信息，完成下列题目。
(1)判断下列叙述中正确的是 (填字母)。
A．在使用过程中，电解质KOH不断被消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式： 。
(3)使用时，负极区的c(OH ) (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的c(OH ) ，电解质溶液的c(OH ) 。
15．由Zn—Cu—H2SO4组成的原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了6.5g。求：
(1)原电池的 极生成氢气 L（标准状况）。
(2)已知：1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量。将（1）中获得的氢气燃烧，可以得到 kJ的热量。
(3)若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池输出相同的电量时，电池两极的质量差为 。
16．原电池是将化学能转化为电能的装置。
(1)a为铜片，b为铁片，烧杯中是稀硫酸溶液。
①当开关K断开时产生的现象为 。
A．a不断溶解
B．b不断溶解
C．a上产生气泡
D．b上产生气泡
E．溶液逐渐变蓝
②闭合开关K，反应一段时间后断开开关K，经过一段时间后，下列叙述不正确的是 。
A．溶液中H+浓度减小 B．正极附近浓度逐渐增大
C．溶液中含有FeSO4 D．溶液中浓度基本不变
(2)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，请写出该原电池正极电极反应为 。
(3)下图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题：
①a极通入的物质为 ，电解质溶液中的移向 极(选填“负”或“正”)。
②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式： 。
③当消耗氢气11.2L(标准状况下)时，假设电池的能量转化效率为80%，则导线中转移的电子的物质的量为 mol。
17．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要，广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：。正极电极反应为 。
(2)某学习小组依据氧化还原反应：设计成原电池，则正极发生的电极反应为 ，电解质溶液是 (填化学式)，当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了10.8g，则该原电池中共转移的电子数目为 。
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，则a极的电极反应为： 。
18．化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)锌与稀硫酸发生的氧化还原反应中，得电子的反应物为 。
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌片是 (填“正极”或“负极”)。能证明化学能转化为电能的实验现象是： 、铜片上产生大量气泡。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①
②
③
19．化学反应与能量，是学习和研究化学原理的重要内容。
(1)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。
(2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其能量利用率更高，装置如图所示(a、b为多孔炭棒)，其中 (填A或B)处电极入口通氢气，其电极反应式为 。工作一段时间后正极区溶液的pH值 (填变大、减小或不变)。当消耗标况下氢气33.6L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为 mol。
20．氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用，按要求回答下列问题：
(1)工业合成氨的反应是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂相应化学键需要的能量如下。若反应生成，可 (填“吸收”或“放出”)热量 。
化学键
能量
(2)恒温下，将1 mol N2和3 mol H2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9 mol/L，则用氨气表示5min内的化学反应速率为 mol/(Lmin)，5min时反应过程体系总压强与初始时的总压强之比为
(3)消除NO污染物，可在一定条件下，用CO与NO反应生成CO2和N2，在恒容密闭容中充入4 mol CO和4 mol NO发生2 CO(g)+2 NO(g) N2 (g)+2 CO2(g)反应。
①为提高此反应的速率，下列措施可行的是 (填字母)。
A．充入氦气 B．降低温度 C．使用适合催化剂 D．移出CO2
②下列事实能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)
A．容器中NO和CO的体积分数之比不再变化
B．容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．2V正(NO)=V逆(N2)
D．相同时间内断裂N2中数与形成CO2中C=O数之比为1：2
(4)汽车尾气中含有的是造成城市空气污染的主要因素之一，通过传感器可监测汽车尾气中含量，其工作原理如图所示：
电极为 (填“正极”或“负极”)，电极上发生的电极反应式为 。
三、实验题
21．1799年，伏打仔细研究了伽伐尼的发现，以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形版中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池－伏打电池。将洁净的金属片A、B、D、E分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如下图所示)。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)
A A→Cu +0.78
B Cu→B -0.15
D D→Cu +1.35
E E→Cu +0.30
已知：构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。
①请依据表中数据判断： 金属可能是最强的还原剂； 金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
②1836年，英国科学家丹尼尔对伏打电池进行改进，获得了世界上第一个具有稳定电流的电池，下图是丹尼尔电池的简易装置。(提示：盐桥的作用是通过离子定向移动导电)
该电池的正极反应是 ，负极反应 。
22．I.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入电解质A溶液中组成原电池，如图1所示：
(1)若A为稀盐酸，则Al片作 极。
(2)若A为NaOH，则Al片作 极，该电极的电极反应式为 。
(3)若A为稀，则Cu片作 极，该电极的电极反应式为 。
II.某学生利用上述图2实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。
按照实验步骤依次回答下列问题：
(4)锌电极为电池的 极，电极上发生的是反应 (“氧化”或“还原”)电极反应式为 。
(5)导线中电子流向为 (用a、b表示)。
(6)若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为 。
(7)若溶液中含有杂质，会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去，最好选用下列试剂中的_______(填代号)。
A．NaOH B．Zn C．Fe D．
(8)反应一段时间后右侧烧杯浓度 (填增大，减小或不变)
23．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中，如下图所示：
(1)写出甲池中负极的电极反应式： 。
(2)写出乙池中总反应的离子方程式 。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，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，可得到如下哪些正确结论 。
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已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件的影响较大，因此应具体问题具体分析
参考答案：
1．A
【分析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N2H4+2O2--4e-=N2↑+2H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-=2O2-，电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O，结合离子的移动方向、电流的方向分析。
【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，即O2-由电极乙移向电极甲，选项A正确；
B．反应生成物均为无毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O，选项B错误；
C．由电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O可知，当甲电极上有1molN2H4消耗时，乙电极上有1molO2被还原，选项C错误；
D．电池外电路的电子由负极移向正极，所以由电极甲移向电极乙，选项D错误；
答案选A。
2．A
【详解】A．电池正极发生还原反应，根据电池总反应，该电池的正极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-，故A正确；
B．电池正极发生还原反应，负极发生氧化反应，根据电池总反应Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)，该电池Zn为负极，MnO2为正极，故B错误；
C．当0.1molZn溶解时，流经导线的电子的物质的量为0.2mol，电子不能进入溶液，故C错误；
D．电池工作时，阴离子移向负极，OH-通过薄层纸片向附着Zn的电极移动，故D错误；
选A。
3．D
【详解】A、该装置为燃料电池，化学能转化为电能，A错误；B、燃料电池中，燃料所在电极为负极，所以H2所在电极为负极，H2发生氧化反应，B错误；C、燃料电池中，燃料所在电极为负极，所以H2所在电极为负极，C错误；D、原电池中，电子从H2所在的负极通过导线流向O2所在的正极，D 正确。正确答案为D。
点睛：燃料电池的正负极的判断是重点，通入燃料的那一极为负极，发生氧化反应，通入空气所在的电极为正极，发生还原反应，原电池中电子的流向是从负极经过导线流向正极。
4．D
【详解】I中Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+、正极反应式为2H++2e-=H2↑；II有外接电源，属于电解池，a为阳极、b为阴极，阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极电极反应式为 2H2O+2e-=2OH-+H2↑，
A．I中锌失电子生成锌离子，所以溶液中c（Zn2+）浓度增大，选项A正确；
B．I中电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+，氢离子参加反应导致溶液中氢离子浓度减小，则溶液的pH升高；II中电池反应式为2H2O+2Cl-=Cl2↑+2OH-+H2↑，生成氢氧根离子导致溶液pH升高，选项B正确；
C．石墨b上电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，生成氢氧根离子，溶液呈碱性，则石墨b附近滴加酚酞变红，选项C正确；
D．I中Zn是负极，失电子发生氧化反应，II中石墨a是阳极，失电子发生氧化反应，铜片上生成氢气、石墨a上生成氯气，选项D错误；
答案选D。
5．A
【详解】A．该电池放电时Zn转化为ZnO，说明Zn为负极，石墨电极为正极，氧气在石墨电极上得到电子，发生还原反应，故A正确；
B．根据原电池同性相吸，因此该电池放电时OH－向Zn电极移动，故B错误；
C．该电池放电时，正极反应为O2+4e-+H2O=4OH-，故C错误；
D．电池工作时，电子从Zn电极经过导线流向石墨电极，故D错误。
综上所述，答案为A。
6．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。
7．A
【详解】等质量的两份锌粉a、b，分别加入等量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，Zn与CuSO4溶液发生置换反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu，置换出的Cu与Zn在稀硫酸中形成原电池，原电池反应使Zn与稀H2SO4反应的反应速率增大，完全反应用时少于b，因为锌过量，稀硫酸等量，生成氢气的量相等，则表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系图象为 ，故选A。
8．C
【详解】A．若金属锌中含有不如锌活泼的金属杂质，则可以形成原电池加快反应速率，选用纯度更大的金属锌会降低反应速率，A不符合题意；
B．浓硫酸与锌反应会生成SO2，不产生H2，B不符合题意；
C．铜、银不如锌活泼，反应过程中会形成原电池，锌为负极被氧化，可以加快反应速率，C符合题意；
D．降低温度会减慢反应速率，D不符合题意；
综上所述答案为C。
9．A
【详解】A．Zn较活泼，且锌能与稀硫酸反应，则为负极，Cu为正极，故A正确；
B．Cu为正极，发生还原反应：2H++=H2↑，故B错误；
C．该原电池中锌与稀硫酸反应生成氢气，溶液中浓度减小，故C错误；
D．原电池中电子从负极经导线流向正极，则电子流向：导线，故D错误；
故选A。
10．B
【分析】该装置为原电池装置，锌为负极，碳棒为正极，电池总反应为：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。
【详解】A．碳棒为正极，A错误；
B．根据总反应，消耗铜离子可知溶液颜色变浅，正极上铜单质析出，即碳棒上有红色物质析出，B正确；
C．锌片为负极，锌失去电子生成锌离子，C错误；
D．当0.1mol锌溶解时，转移电子的物质的量为0.2mol，流经导线的电子数为1.204×1023，D错误；
故选B。
11．(1)负极
(2) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 电流表指针偏转
(3)①②
【解析】（1）图所示装置为原电池，Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极。
（2）该电池的总反应为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过该原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，则离子反应方程式为：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；能证明产生电能的实验现象是电流表指针偏转。
（3）放热的氧化还原反应才可以设计为原电池反应。①反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，①不符合题意；②反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，②符合题意；③NaOH+HCl=NaOH+H2O是非氧化还原反应，不可以设计为原电池，③不符合题意；故合理选项是②①。
12． NO2、NO、CO 2CO+2NO2CO2+N2 8mol BC
【详解】(1)酸性氧化物是指能和碱反应生成盐和水的氧化物，其中只有SO2是酸性氧化物，NO2、会和碱溶液发生氧化还原反应，NO、CO不和碱溶液反应，故答案为：NO2、NO、CO；
(2) 在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，反应的化学方程式为：2CO+2NO2CO2+N2；根据元素化合价变化可知生成1mol N2时，转移4mol电子,所以当生成2mol N2时，转移电子的物质的量是8mol.故答案为：2CO+2NO2CO2+N2；8mol。
(3) NaClO2溶液脱硝就是用NaClO2溶液吸收NO，NaClO2溶液是强碱弱酸盐，呈碱性，所以离子方程式为：，故答案为：。
(4)A．由图可知，该装置可将太阳能转化为化学能，故A正确；
B．催化剂b为负极，SO2失电子生成硫酸根，发生氧化反应，,氢氧根离子浓度减小，氢离子浓度增加，则附近的溶液pH减小，故B不正确；
C．结合B的电极反应知每吸收1molSO2,理论上就会产生1molH2,故C不 正确；
D．由电子移动方向可知，催化剂a为正极，氢离子得电子生成氢气发生还原反应：故D正确；
故答案为：BC
【点睛】此题以氧化物为载体考查酸性氧化物的概念，氧化还原的计算，特点条件下离子方程式的书写，还有电化学知识。综合性较强，难度适中。
13．(1)正极
(2)Zn-2e-=Zn2+
(3)由Zn经导线流向Cu
(4) Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑ 电流表指针发生偏转
【分析】(1)
Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极，氢离子在正极得电子作正极，故答案为：正极；
(2)
负极Zn失去电子转变成锌离子，电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+；
(3)
电极由负极Zn流出，经导线流向正极Cu，故答案为：由Zn经导线流向Cu；
(4)
该电池的总反应为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，故答案为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑；电流表指针发生偏转；
14． C Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 减小 增大 不变。
【详解】考查原电池的工作原理，（1）A、电池反应式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag ，既没有OH－消耗，也没有OH－生成，因此电解质KOH没有被消耗，故A错误；B、失电子的一极为负极，即Zn为负极，得电子的一极为正极，即Ag2O为正极，电子从负极经外电路流向正极，故B错误；C、根据B选项的分析，故C正确；D、负极上失去电子，发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应，故D错误；（2）正负极得失电子数目守恒，因此两式相加得到：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag； （3）根据负极电极反应式，OH－在负极上被消耗，即c(OH－)在负极减小，OH－在正极上生成，即c(OH－)在正极区域增大，消耗OH－的物质的量等于生成OH－的物质的量，电解质溶液中c(OH－)不变。
15．(1) 正 2.24L
(2)28.58
(3)12.9g
【详解】（1）Zn—Cu—H2SO4组成的原电池电池反应为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑，参加反应的锌的物质的量与生成氢气的物质的量相等，即n(H2)=n(Zn)= =0.1mol，故标准状况下正极产生的气体的体积为2.24L；
（2）根据题意知，1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量，则0.1mol氢气完全燃烧放出28.58kJ；
（3）当电解质溶液改为硫酸铜溶液时，电池反应为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，参加反应的锌的物质的量与生成铜的物质的量相等，即n(Cu)=n(Zn)==0.1mol，析出铜的质量为6.4g，两个电极的差为减少的锌的质量与析出铜质量的和，两个电极的质量差=6.5g+6.4g=12.9g。
16． BD B H2 负 0.8
【分析】原电池中还原剂作负极，氧化剂作正极，电池内部阴离子移向负极，阳离子移向正极。
【详解】(1)①当开关K断开时，b为铁片，发生Fe+2H+=Fe2++H2↑ ,产生的现象为b不断溶解，b上产生气泡，故答案为：BD；
②闭合开关K，a为铜片，作用原电池的正极，b为铁片，作负极，发生Fe+2H+=Fe2++H2↑ ,反应一段时间后断开开关K，经过一段时间后，A．H+还原成氢气，溶液中H+浓度减小，故A正确；B．阴离子移向负极，负极附近浓度逐渐增大，故B错误；C．生成硫酸亚铁，溶液中含有FeSO4 ，故C正确；D．忽略溶液的体积变化，溶液中浓度基本不变，故D正确；故答案为：B；
(2)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，铁离子得电子生成亚铁离子，原电池正极电极反应为。故答案为：；
(3)①图中电子从a极出发，a极上还原剂失电子，a极通入的物质为H2，电解质溶液中的移向负极(选填“负”或“正”)。故答案为：H2；负；
②此氢氧燃料电池工作时，氢气失电子后与氢氧根离子结合生成水，负极的电极反应式：。故答案为：；
③当消耗氢气11.2L(标准状况下)时，n(H2)=0.5mol，假设电池的能量转化效率为80%，则导线中转移的电子的物质的量为0.5mol×2×80%=0.8mol。故答案为：0.8。
17． 0.1 B
【详解】(1)铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，依据反应的总电池反应，反应中PbO2中Pb元素化合价降低，在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；
(2)若将反应2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计成原电池，则正极上，Ag+得电子，发生还原反应生成Ag，电极反应为Ag++e-=Ag，电解质溶液是AgNO3溶液；正极上，Ag+得电子生成Ag，增重的电极一定是正极，则正极增重的质量就是析出银的质量，当质量增加10.8g时，n(Ag)=10.8g÷108g/mol =0.1mol，根据电极反应可知原电池反应共转移电子的数目为0.1NA；
(3)①氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，该电池的正极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，则根据途中电子移动方向，可以得知使用时，空气应从B口通入；
②a极为电池负极，若使用的“燃料”是甲醇，则a极的电极反应为。
18． (或) 负极 电流表指针发生偏转 ①②
【详解】(1)反应方程式为，分析各元素化合价知，H元素由+1价降低到0价，则H2SO4得到电子；
(2)两个电极Zn较活泼，所以锌片是负极。原电池把氧化反应和还原反应彻底分开，所以Zn电极上的反应为，锌片溶解，Cu电极上发生还原反应：，铜片上产生大量气泡，电流表指针发生了偏转；
(3)能设计为原电池的反应是放热的氧化还原反应，故符合条件的是①②
19． Cu Fe3+ + e- = Fe2+ A H2 – 2e- + 2 OH- = 2 H2O 变大 2.7
【详解】(1)氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，化学方程式为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；该反应为氧化还原反应，铜发生氧化反应，做原电池的负极，正极材料只要能够导电且活泼性小于铜即可，氯化铁在正极得电子发生还原反应，电极反应式：Fe3+ + e- = Fe2+；
(2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，总反应为：2H2+O2=2H2O；根据该反应分析可知，氢气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应；原电池中电子由负极流出，因此根据装置图中电子流向可知，A为负极，应该通入氢气，发生氧化反应，电解质为KOH，其电极反应式为：H2 – 2e- + 2OH- = 2H2O；正极电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；工作一段时间后，正极不断产生氢氧根离子，碱性增强，溶液的pH值变大；标况下氢气33.6L的物质的量为1.5mol，即消耗1.5mol氢气时，能量转化率为90%，也就是电子的转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为1.5mol×2×90%=2.7mol。
20．(1) 放出 46
(2) 0.08 4:5
(3) C B
(4) 负极
【详解】（1）根据=反应物总键能-生成物总键能，该反应的=(946+3436-23391)kJ/mol=-92kJ/mol，该反应为放热反应，则生成放出的热量为=46kJ；
（2）由5min时测得氢气浓度为0.9mol/L可知，5min时，氮气、氢气、氨气的物质的量为1.0mol-(3.0mol-0.9mol/L×2L)×=0.6mol、0.9mol/L×2L=1.8mol、(3.0mol-0.9mol/L×2L)×=0.8mol，则氨气的反应速率为=0.08 mol/(L·min)，体系总压强与初始时的总压强之比为(0.6mol+1.8mol+0.8mol)：(1.0mol+3.0mol)=3.2mol：4.0mol=4：5；
（3）①A．恒容条件下充入氦气，反应体系中各物质的浓度不变，化学反应速率不变，A项不选；
B．降低温度，化学反应速率减小，B项不选；
C．使用适合催化剂，降低反应的活化能，化学反应速率增大，C项选；
D．移出二氧化碳，生成物的浓度减小，化学反应速率减小，D项不选；
答案选C；
②A．由题意可知，反应中容器中一氧化氮和一氧化碳的体积分数之比始终不变，则容器中一氧化氮和一氧化碳的体积分数之比不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，A项不选；
B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中容器中混合气体的平均相对分子质量增大，则容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化说明各组分的物质的量不再变化，反应已达到平衡，B项选；
C．由方程式可知，2v正(NO)=v逆(N2)不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，C项不选；
D．由方程式可知，相同时间内断裂N2中N≡N数与形成CO2中C=O数之比为1：2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，D项不选；
答案选B；
（4）由图可知，NiO电极上NO转化为NO2，发生氧化反应，故NiO电极为原电池的负极；Pt电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+4e-=2O2-。
21． D B Cu2++2e-=Cu Zn－2e-=Zn2+
【详解】①根据表格可知：A Cu连接时，电子从A→Cu，所以A的金属性大于铜；B Cu连接时，电子从Cu→B，所以铜的金属性大于B；D Cu连接时，电子从D→Cu，所以D的金属性大于铜；E Cu连接时，电子从E→Cu，所以E的金属性大于铜；根据题中信息和原电池原理，电子流出的一极是原电池的负极，是相对活泼的金属，所以A. D. E都比Cu活泼，金属活动性差值越大，电压表的示数越大。所以D最活泼，而活泼性比Cu差的是B，即B金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜；故答案为：D；B；
②该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e-=Zn2+；正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：Cu2++2e-=Cu；Zn－2e-=Zn2+。
22．(1)负
(2) 负
(3) 正
(4) 负 氧化
(5)a到b
(6)或
(7)B
(8)减小
【详解】（1）Cu不能和盐酸反应，Cu Al 盐酸构成的原电池时，Al失去电子，作负极。
（2）Al能够和NaOH反应生成氢气和偏铝酸根，Al Cu NaOH溶液构成的原电池时，Al作负极，电极反应式为。
（3）Al和Cu都能和稀硝酸反应，Al比Cu活泼，当Al Cu 稀HNO3构成的原电池时，Al片作负极，Cu片作正极，该电极上NO在酸性条件下得电子生成NO和H2O，该电极反应式为。
（4）锌铜原电池中，锌比铜活泼，铜为正极，故锌为负极， 锌失去电子转化为锌离子，发生氧化反应，电极方程式为：。
（5）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极．原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b。
（6）0.64g铜物质的量为0.01mol，由电极反应式Cu2++2e -=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.01mol铜，导线中转移0.02mol电子，电子数目为或。
（7）除去Cu2+，可促进其水解生成沉淀，注意不引入新的杂质，AC会引入杂质，D抑制水解，只有B符合，故答案选B。
（8）该装置为原电池装置，Zn为负极，Cu为正极，铜电极发生Cu2++2e -=Cu，反应一段时间后右侧烧杯浓度减小。
23． Mg-2e-=Mg2+ 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ Mg Al AD
【分析】原电池中首先考虑自发进行的氧化还原反应，再分析两极反应：负极反应为失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，据此回答。
【详解】(1)甲池中自发进行的氧化还原反应为2H++Mg= Mg2++H2↑，镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，故答案为：Mg-2e-=Mg2+；
(2)乙池中，镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，总反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
(3)甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，则甲会判断出Mg活动性更强，而乙会判断出Al活动性更强；
(4) A．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，A正确；
B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，B错误；
C．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，因此应具体问题具体分析，D正确；
答案选AD。
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6.3.1化学能转化为电能同步练习-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池,该固体氧化物电解质在700-900℃温度时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,电池反应生成均为无毒无害的物质,下列说法正确的是( )
A．电池内的O2-由电极乙移向电极甲
B．电池的总反应为:N2H4＋2O2=2NO＋2H2O
C．当甲电极上有1mol N2H4消耗时,乙电极上有1molO2被氧化
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
2．有一种纸质软电池，该电池采用薄层纸片作为载体和传导体，一面附着Zn，另面附着MnO2。电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)，关于此电池，下列说法正确的是
A．该电池的正极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-
B．该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2作催化剂
C．当0.1molZn溶解时，流经电解液的电子的物质的量为0.2mol
D．电池工作时，OH-通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动
3．下图是氢氧燃料电池的装置示意图，有关说法正确的是：
A．该装置工作时是将电能转化成了化学能
B．该装置工作时，通入的氢气发生还原反应
C．该装置工作时，通入氢气的一极为正极
D．该装置工作时，电子从通入H2的一极通过导线流向通入氧气的一极
4．把铜片和锌片放在盛有稀硫酸的表面皿（Ⅰ）中，把石墨a和石墨b放在盛有饱和食盐水的表面皿（Ⅱ）中，如下图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．表面皿Ⅰ溶液中c(Zn2+)浓度增大 B．表面皿Ⅰ和表面皿Ⅱ中溶液pH不断升高
C．石墨b附近滴加酚酞变红 D．锌片和石墨a均发生氧化反应，铜片和石墨a上均有H2放出
5．锌—空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是
A．氧气在石墨电极上发生还原反应
B．该电池放电时K+向Zn电极移动
C．该电池的正极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+
D．电池工作时，电子从石墨电极经电解质溶液流向Zn电极
6．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
7．等质量且足量的两份锌a、b，分别加入等量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是
A B C D
A．A B．B C．C D．D
8．实验室用锌与稀硫酸反应制氢气，下列做法能加快反应速率的是
A．选用纯度更大的金属锌 B．改用浓硫酸 C．改用粗锌(含铜、银) D．降低温度
9．如图为某原电池装置示意图。下列说法正确的是
A．为负极 B．片上发生氧化反应
C．溶液中浓度不变 D．电子流向：导线
10．在现代生活、生产和科学技术发展中，化学电源发挥的作用不可代替，大到宇宙火箭，小到电脑、手机都离不开各种各样的化学电源。原电池是化学电源的雏形，图为某原电池装置，下列有关说法正确的是
A．碳棒为负极
B．溶液颜色逐渐变浅，碳棒上有红色物质析出
C．锌片上的电极反应为：
D．当0.1molZn溶解，流经导线的电子数为6.021022
二、填空题
11．化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)图所示装置中，Zn片是 (填“正极”或“负极”)。
(2)图所示装置可将 (写离子反应方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是 。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①2H2＋O22H2O
②Cu＋2Ag+=Cu2+＋2Ag
③NaOH+HCl=NaOH+H2O
12．大气污染物主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入颗粒等，主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气，会导致雾霾、酸雨等。
(1)大气污染物成分中不属于酸性氧化物的是 (填化学式)。
(2)汽车的三元催化转化器中，在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，反应的化学方程式为 ，当生成2mol N2时，转移电子的物质的量是 。
(3)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NO的烟气， 以NaClO2溶液作为吸收剂进行一体化脱硫、脱硝。写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。
(4)借助太阳能将光解水制H2与脱硫结合起来，既能大幅度提高光解水制H2的效率，又能脱除SO2，工作原理如下图所示：
下列说法不正确的是 (多选)。
A．该装置可将太阳能转化为化学能
B．催化剂b附近的溶液pH增大
C． 吸收1mol SO2，理论上能产生2mol H2
D．催化剂a表面发生的反应为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-
13．化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)如图所示装置中，Cu 片是 (填“正极”或“负极”)。
(2)写出负极发生的电极反应式 。
(3)电子流动的方向是 。
(4)如图所示装置可将 (写化学方程式)反应释放的能量直接转变为电能；能证明产生电能的实验现象是 。
14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极材料分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn+2OH 2e ===Zn(OH)2，Ag2O+H2O+2e ===2Ag+2OH 。
根据上述反应信息，完成下列题目。
(1)判断下列叙述中正确的是 (填字母)。
A．在使用过程中，电解质KOH不断被消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式： 。
(3)使用时，负极区的c(OH ) (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的c(OH ) ，电解质溶液的c(OH ) 。
15．由Zn—Cu—H2SO4组成的原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了6.5g。求：
(1)原电池的 极生成氢气 L（标准状况）。
(2)已知：1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量。将（1）中获得的氢气燃烧，可以得到 kJ的热量。
(3)若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池输出相同的电量时，电池两极的质量差为 。
16．原电池是将化学能转化为电能的装置。
(1)a为铜片，b为铁片，烧杯中是稀硫酸溶液。
①当开关K断开时产生的现象为 。
A．a不断溶解
B．b不断溶解
C．a上产生气泡
D．b上产生气泡
E．溶液逐渐变蓝
②闭合开关K，反应一段时间后断开开关K，经过一段时间后，下列叙述不正确的是 。
A．溶液中H+浓度减小 B．正极附近浓度逐渐增大
C．溶液中含有FeSO4 D．溶液中浓度基本不变
(2)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，请写出该原电池正极电极反应为 。
(3)下图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题：
①a极通入的物质为 ，电解质溶液中的移向 极(选填“负”或“正”)。
②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式： 。
③当消耗氢气11.2L(标准状况下)时，假设电池的能量转化效率为80%，则导线中转移的电子的物质的量为 mol。
17．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要，广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：。正极电极反应为 。
(2)某学习小组依据氧化还原反应：设计成原电池，则正极发生的电极反应为 ，电解质溶液是 (填化学式)，当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了10.8g，则该原电池中共转移的电子数目为 。
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，则a极的电极反应为： 。
18．化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)锌与稀硫酸发生的氧化还原反应中，得电子的反应物为 。
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，锌片是 (填“正极”或“负极”)。能证明化学能转化为电能的实验现象是： 、铜片上产生大量气泡。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①
②
③
19．化学反应与能量，是学习和研究化学原理的重要内容。
(1)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。
(2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其能量利用率更高，装置如图所示(a、b为多孔炭棒)，其中 (填A或B)处电极入口通氢气，其电极反应式为 。工作一段时间后正极区溶液的pH值 (填变大、减小或不变)。当消耗标况下氢气33.6L时，假设能量转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为 mol。
20．氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用，按要求回答下列问题：
(1)工业合成氨的反应是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂相应化学键需要的能量如下。若反应生成，可 (填“吸收”或“放出”)热量 。
化学键
能量
(2)恒温下，将1 mol N2和3 mol H2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9 mol/L，则用氨气表示5min内的化学反应速率为 mol/(Lmin)，5min时反应过程体系总压强与初始时的总压强之比为
(3)消除NO污染物，可在一定条件下，用CO与NO反应生成CO2和N2，在恒容密闭容中充入4 mol CO和4 mol NO发生2 CO(g)+2 NO(g) N2 (g)+2 CO2(g)反应。
①为提高此反应的速率，下列措施可行的是 (填字母)。
A．充入氦气 B．降低温度 C．使用适合催化剂 D．移出CO2
②下列事实能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)
A．容器中NO和CO的体积分数之比不再变化
B．容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．2V正(NO)=V逆(N2)
D．相同时间内断裂N2中数与形成CO2中C=O数之比为1：2
(4)汽车尾气中含有的是造成城市空气污染的主要因素之一，通过传感器可监测汽车尾气中含量，其工作原理如图所示：
电极为 (填“正极”或“负极”)，电极上发生的电极反应式为 。
三、实验题
21．1799年，伏打仔细研究了伽伐尼的发现，以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形版中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池－伏打电池。将洁净的金属片A、B、D、E分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如下图所示)。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)
A A→Cu +0.78
B Cu→B -0.15
D D→Cu +1.35
E E→Cu +0.30
已知：构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。
①请依据表中数据判断： 金属可能是最强的还原剂； 金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
②1836年，英国科学家丹尼尔对伏打电池进行改进，获得了世界上第一个具有稳定电流的电池，下图是丹尼尔电池的简易装置。(提示：盐桥的作用是通过离子定向移动导电)
该电池的正极反应是 ，负极反应 。
22．I.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入电解质A溶液中组成原电池，如图1所示：
(1)若A为稀盐酸，则Al片作 极。
(2)若A为NaOH，则Al片作 极，该电极的电极反应式为 。
(3)若A为稀，则Cu片作 极，该电极的电极反应式为 。
II.某学生利用上述图2实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。
按照实验步骤依次回答下列问题：
(4)锌电极为电池的 极，电极上发生的是反应 (“氧化”或“还原”)电极反应式为 。
(5)导线中电子流向为 (用a、b表示)。
(6)若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为 。
(7)若溶液中含有杂质，会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去，最好选用下列试剂中的_______(填代号)。
A．NaOH B．Zn C．Fe D．
(8)反应一段时间后右侧烧杯浓度 (填增大，减小或不变)
23．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中，如下图所示：
(1)写出甲池中负极的电极反应式： 。
(2)写出乙池中总反应的离子方程式 。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，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，可得到如下哪些正确结论 。
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已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件的影响较大，因此应具体问题具体分析
参考答案：
1．A
【分析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N2H4+2O2--4e-=N2↑+2H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-=2O2-，电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O，结合离子的移动方向、电流的方向分析。
【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，即O2-由电极乙移向电极甲，选项A正确；
B．反应生成物均为无毒无害的物质，负极上反应生成氮气，则电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O，选项B错误；
C．由电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O可知，当甲电极上有1molN2H4消耗时，乙电极上有1molO2被还原，选项C错误；
D．电池外电路的电子由负极移向正极，所以由电极甲移向电极乙，选项D错误；
答案选A。
2．A
【详解】A．电池正极发生还原反应，根据电池总反应，该电池的正极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-，故A正确；
B．电池正极发生还原反应，负极发生氧化反应，根据电池总反应Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)，该电池Zn为负极，MnO2为正极，故B错误；
C．当0.1molZn溶解时，流经导线的电子的物质的量为0.2mol，电子不能进入溶液，故C错误；
D．电池工作时，阴离子移向负极，OH-通过薄层纸片向附着Zn的电极移动，故D错误；
选A。
3．D
【详解】A、该装置为燃料电池，化学能转化为电能，A错误；B、燃料电池中，燃料所在电极为负极，所以H2所在电极为负极，H2发生氧化反应，B错误；C、燃料电池中，燃料所在电极为负极，所以H2所在电极为负极，C错误；D、原电池中，电子从H2所在的负极通过导线流向O2所在的正极，D 正确。正确答案为D。
点睛：燃料电池的正负极的判断是重点，通入燃料的那一极为负极，发生氧化反应，通入空气所在的电极为正极，发生还原反应，原电池中电子的流向是从负极经过导线流向正极。
4．D
【详解】I中Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+、正极反应式为2H++2e-=H2↑；II有外接电源，属于电解池，a为阳极、b为阴极，阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极电极反应式为 2H2O+2e-=2OH-+H2↑，
A．I中锌失电子生成锌离子，所以溶液中c（Zn2+）浓度增大，选项A正确；
B．I中电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+，氢离子参加反应导致溶液中氢离子浓度减小，则溶液的pH升高；II中电池反应式为2H2O+2Cl-=Cl2↑+2OH-+H2↑，生成氢氧根离子导致溶液pH升高，选项B正确；
C．石墨b上电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，生成氢氧根离子，溶液呈碱性，则石墨b附近滴加酚酞变红，选项C正确；
D．I中Zn是负极，失电子发生氧化反应，II中石墨a是阳极，失电子发生氧化反应，铜片上生成氢气、石墨a上生成氯气，选项D错误；
答案选D。
5．A
【详解】A．该电池放电时Zn转化为ZnO，说明Zn为负极，石墨电极为正极，氧气在石墨电极上得到电子，发生还原反应，故A正确；
B．根据原电池同性相吸，因此该电池放电时OH－向Zn电极移动，故B错误；
C．该电池放电时，正极反应为O2+4e-+H2O=4OH-，故C错误；
D．电池工作时，电子从Zn电极经过导线流向石墨电极，故D错误。
综上所述，答案为A。
6．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。
7．A
【详解】等质量的两份锌粉a、b，分别加入等量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，Zn与CuSO4溶液发生置换反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu，置换出的Cu与Zn在稀硫酸中形成原电池，原电池反应使Zn与稀H2SO4反应的反应速率增大，完全反应用时少于b，因为锌过量，稀硫酸等量，生成氢气的量相等，则表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系图象为 ，故选A。
8．C
【详解】A．若金属锌中含有不如锌活泼的金属杂质，则可以形成原电池加快反应速率，选用纯度更大的金属锌会降低反应速率，A不符合题意；
B．浓硫酸与锌反应会生成SO2，不产生H2，B不符合题意；
C．铜、银不如锌活泼，反应过程中会形成原电池，锌为负极被氧化，可以加快反应速率，C符合题意；
D．降低温度会减慢反应速率，D不符合题意；
综上所述答案为C。
9．A
【详解】A．Zn较活泼，且锌能与稀硫酸反应，则为负极，Cu为正极，故A正确；
B．Cu为正极，发生还原反应：2H++=H2↑，故B错误；
C．该原电池中锌与稀硫酸反应生成氢气，溶液中浓度减小，故C错误；
D．原电池中电子从负极经导线流向正极，则电子流向：导线，故D错误；
故选A。
10．B
【分析】该装置为原电池装置，锌为负极，碳棒为正极，电池总反应为：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+。
【详解】A．碳棒为正极，A错误；
B．根据总反应，消耗铜离子可知溶液颜色变浅，正极上铜单质析出，即碳棒上有红色物质析出，B正确；
C．锌片为负极，锌失去电子生成锌离子，C错误；
D．当0.1mol锌溶解时，转移电子的物质的量为0.2mol，流经导线的电子数为1.204×1023，D错误；
故选B。
11．(1)负极
(2) Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 电流表指针偏转
(3)①②
【解析】（1）图所示装置为原电池，Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极。
（2）该电池的总反应为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过该原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，则离子反应方程式为：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑；能证明产生电能的实验现象是电流表指针偏转。
（3）放热的氧化还原反应才可以设计为原电池反应。①反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，①不符合题意；②反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，②符合题意；③NaOH+HCl=NaOH+H2O是非氧化还原反应，不可以设计为原电池，③不符合题意；故合理选项是②①。
12． NO2、NO、CO 2CO+2NO2CO2+N2 8mol BC
【详解】(1)酸性氧化物是指能和碱反应生成盐和水的氧化物，其中只有SO2是酸性氧化物，NO2、会和碱溶液发生氧化还原反应，NO、CO不和碱溶液反应，故答案为：NO2、NO、CO；
(2) 在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，反应的化学方程式为：2CO+2NO2CO2+N2；根据元素化合价变化可知生成1mol N2时，转移4mol电子,所以当生成2mol N2时，转移电子的物质的量是8mol.故答案为：2CO+2NO2CO2+N2；8mol。
(3) NaClO2溶液脱硝就是用NaClO2溶液吸收NO，NaClO2溶液是强碱弱酸盐，呈碱性，所以离子方程式为：，故答案为：。
(4)A．由图可知，该装置可将太阳能转化为化学能，故A正确；
B．催化剂b为负极，SO2失电子生成硫酸根，发生氧化反应，,氢氧根离子浓度减小，氢离子浓度增加，则附近的溶液pH减小，故B不正确；
C．结合B的电极反应知每吸收1molSO2,理论上就会产生1molH2,故C不 正确；
D．由电子移动方向可知，催化剂a为正极，氢离子得电子生成氢气发生还原反应：故D正确；
故答案为：BC
【点睛】此题以氧化物为载体考查酸性氧化物的概念，氧化还原的计算，特点条件下离子方程式的书写，还有电化学知识。综合性较强，难度适中。
13．(1)正极
(2)Zn-2e-=Zn2+
(3)由Zn经导线流向Cu
(4) Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑ 电流表指针发生偏转
【分析】(1)
Zn比Cu活泼，Zn失电子作负极，氢离子在正极得电子作正极，故答案为：正极；
(2)
负极Zn失去电子转变成锌离子，电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+；
(3)
电极由负极Zn流出，经导线流向正极Cu，故答案为：由Zn经导线流向Cu；
(4)
该电池的总反应为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑，通过原电池装置将化学能转化为电能，反应过程中电流表的指针会发生偏转，故答案为：Zn+H2SO4= Zn SO4+H2↑；电流表指针发生偏转；
14． C Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 减小 增大 不变。
【详解】考查原电池的工作原理，（1）A、电池反应式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag ，既没有OH－消耗，也没有OH－生成，因此电解质KOH没有被消耗，故A错误；B、失电子的一极为负极，即Zn为负极，得电子的一极为正极，即Ag2O为正极，电子从负极经外电路流向正极，故B错误；C、根据B选项的分析，故C正确；D、负极上失去电子，发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应，故D错误；（2）正负极得失电子数目守恒，因此两式相加得到：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag； （3）根据负极电极反应式，OH－在负极上被消耗，即c(OH－)在负极减小，OH－在正极上生成，即c(OH－)在正极区域增大，消耗OH－的物质的量等于生成OH－的物质的量，电解质溶液中c(OH－)不变。
15．(1) 正 2.24L
(2)28.58
(3)12.9g
【详解】（1）Zn—Cu—H2SO4组成的原电池电池反应为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑，参加反应的锌的物质的量与生成氢气的物质的量相等，即n(H2)=n(Zn)= =0.1mol，故标准状况下正极产生的气体的体积为2.24L；
（2）根据题意知，1mol氢气完全燃烧放出285.8kJ的热量，则0.1mol氢气完全燃烧放出28.58kJ；
（3）当电解质溶液改为硫酸铜溶液时，电池反应为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，参加反应的锌的物质的量与生成铜的物质的量相等，即n(Cu)=n(Zn)==0.1mol，析出铜的质量为6.4g，两个电极的差为减少的锌的质量与析出铜质量的和，两个电极的质量差=6.5g+6.4g=12.9g。
16． BD B H2 负 0.8
【分析】原电池中还原剂作负极，氧化剂作正极，电池内部阴离子移向负极，阳离子移向正极。
【详解】(1)①当开关K断开时，b为铁片，发生Fe+2H+=Fe2++H2↑ ,产生的现象为b不断溶解，b上产生气泡，故答案为：BD；
②闭合开关K，a为铜片，作用原电池的正极，b为铁片，作负极，发生Fe+2H+=Fe2++H2↑ ,反应一段时间后断开开关K，经过一段时间后，A．H+还原成氢气，溶液中H+浓度减小，故A正确；B．阴离子移向负极，负极附近浓度逐渐增大，故B错误；C．生成硫酸亚铁，溶液中含有FeSO4 ，故C正确；D．忽略溶液的体积变化，溶液中浓度基本不变，故D正确；故答案为：B；
(2)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，铁离子得电子生成亚铁离子，原电池正极电极反应为。故答案为：；
(3)①图中电子从a极出发，a极上还原剂失电子，a极通入的物质为H2，电解质溶液中的移向负极(选填“负”或“正”)。故答案为：H2；负；
②此氢氧燃料电池工作时，氢气失电子后与氢氧根离子结合生成水，负极的电极反应式：。故答案为：；
③当消耗氢气11.2L(标准状况下)时，n(H2)=0.5mol，假设电池的能量转化效率为80%，则导线中转移的电子的物质的量为0.5mol×2×80%=0.8mol。故答案为：0.8。
17． 0.1 B
【详解】(1)铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，依据反应的总电池反应，反应中PbO2中Pb元素化合价降低，在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；
(2)若将反应2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计成原电池，则正极上，Ag+得电子，发生还原反应生成Ag，电极反应为Ag++e-=Ag，电解质溶液是AgNO3溶液；正极上，Ag+得电子生成Ag，增重的电极一定是正极，则正极增重的质量就是析出银的质量，当质量增加10.8g时，n(Ag)=10.8g÷108g/mol =0.1mol，根据电极反应可知原电池反应共转移电子的数目为0.1NA；
(3)①氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，该电池的正极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，则根据途中电子移动方向，可以得知使用时，空气应从B口通入；
②a极为电池负极，若使用的“燃料”是甲醇，则a极的电极反应为。
18． (或) 负极 电流表指针发生偏转 ①②
【详解】(1)反应方程式为，分析各元素化合价知，H元素由+1价降低到0价，则H2SO4得到电子；
(2)两个电极Zn较活泼，所以锌片是负极。原电池把氧化反应和还原反应彻底分开，所以Zn电极上的反应为，锌片溶解，Cu电极上发生还原反应：，铜片上产生大量气泡，电流表指针发生了偏转；
(3)能设计为原电池的反应是放热的氧化还原反应，故符合条件的是①②
19． Cu Fe3+ + e- = Fe2+ A H2 – 2e- + 2 OH- = 2 H2O 变大 2.7
【详解】(1)氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，化学方程式为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；该反应为氧化还原反应，铜发生氧化反应，做原电池的负极，正极材料只要能够导电且活泼性小于铜即可，氯化铁在正极得电子发生还原反应，电极反应式：Fe3+ + e- = Fe2+；
(2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，总反应为：2H2+O2=2H2O；根据该反应分析可知，氢气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应；原电池中电子由负极流出，因此根据装置图中电子流向可知，A为负极，应该通入氢气，发生氧化反应，电解质为KOH，其电极反应式为：H2 – 2e- + 2OH- = 2H2O；正极电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；工作一段时间后，正极不断产生氢氧根离子，碱性增强，溶液的pH值变大；标况下氢气33.6L的物质的量为1.5mol，即消耗1.5mol氢气时，能量转化率为90%，也就是电子的转化率为90%，则导线中转移电子的物质的量为1.5mol×2×90%=2.7mol。
20．(1) 放出 46
(2) 0.08 4:5
(3) C B
(4) 负极
【详解】（1）根据=反应物总键能-生成物总键能，该反应的=(946+3436-23391)kJ/mol=-92kJ/mol，该反应为放热反应，则生成放出的热量为=46kJ；
（2）由5min时测得氢气浓度为0.9mol/L可知，5min时，氮气、氢气、氨气的物质的量为1.0mol-(3.0mol-0.9mol/L×2L)×=0.6mol、0.9mol/L×2L=1.8mol、(3.0mol-0.9mol/L×2L)×=0.8mol，则氨气的反应速率为=0.08 mol/(L·min)，体系总压强与初始时的总压强之比为(0.6mol+1.8mol+0.8mol)：(1.0mol+3.0mol)=3.2mol：4.0mol=4：5；
（3）①A．恒容条件下充入氦气，反应体系中各物质的浓度不变，化学反应速率不变，A项不选；
B．降低温度，化学反应速率减小，B项不选；
C．使用适合催化剂，降低反应的活化能，化学反应速率增大，C项选；
D．移出二氧化碳，生成物的浓度减小，化学反应速率减小，D项不选；
答案选C；
②A．由题意可知，反应中容器中一氧化氮和一氧化碳的体积分数之比始终不变，则容器中一氧化氮和一氧化碳的体积分数之比不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，A项不选；
B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中容器中混合气体的平均相对分子质量增大，则容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化说明各组分的物质的量不再变化，反应已达到平衡，B项选；
C．由方程式可知，2v正(NO)=v逆(N2)不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，C项不选；
D．由方程式可知，相同时间内断裂N2中N≡N数与形成CO2中C=O数之比为1：2不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，D项不选；
答案选B；
（4）由图可知，NiO电极上NO转化为NO2，发生氧化反应，故NiO电极为原电池的负极；Pt电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+4e-=2O2-。
21． D B Cu2++2e-=Cu Zn－2e-=Zn2+
【详解】①根据表格可知：A Cu连接时，电子从A→Cu，所以A的金属性大于铜；B Cu连接时，电子从Cu→B，所以铜的金属性大于B；D Cu连接时，电子从D→Cu，所以D的金属性大于铜；E Cu连接时，电子从E→Cu，所以E的金属性大于铜；根据题中信息和原电池原理，电子流出的一极是原电池的负极，是相对活泼的金属，所以A. D. E都比Cu活泼，金属活动性差值越大，电压表的示数越大。所以D最活泼，而活泼性比Cu差的是B，即B金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜；故答案为：D；B；
②该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e-=Zn2+；正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：Cu2++2e-=Cu；Zn－2e-=Zn2+。
22．(1)负
(2) 负
(3) 正
(4) 负 氧化
(5)a到b
(6)或
(7)B
(8)减小
【详解】（1）Cu不能和盐酸反应，Cu Al 盐酸构成的原电池时，Al失去电子，作负极。
（2）Al能够和NaOH反应生成氢气和偏铝酸根，Al Cu NaOH溶液构成的原电池时，Al作负极，电极反应式为。
（3）Al和Cu都能和稀硝酸反应，Al比Cu活泼，当Al Cu 稀HNO3构成的原电池时，Al片作负极，Cu片作正极，该电极上NO在酸性条件下得电子生成NO和H2O，该电极反应式为。
（4）锌铜原电池中，锌比铜活泼，铜为正极，故锌为负极， 锌失去电子转化为锌离子，发生氧化反应，电极方程式为：。
（5）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极．原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b。
（6）0.64g铜物质的量为0.01mol，由电极反应式Cu2++2e -=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.01mol铜，导线中转移0.02mol电子，电子数目为或。
（7）除去Cu2+，可促进其水解生成沉淀，注意不引入新的杂质，AC会引入杂质，D抑制水解，只有B符合，故答案选B。
（8）该装置为原电池装置，Zn为负极，Cu为正极，铜电极发生Cu2++2e -=Cu，反应一段时间后右侧烧杯浓度减小。
23． Mg-2e-=Mg2+ 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ Mg Al AD
【分析】原电池中首先考虑自发进行的氧化还原反应，再分析两极反应：负极反应为失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，据此回答。
【详解】(1)甲池中自发进行的氧化还原反应为2H++Mg= Mg2++H2↑，镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，故答案为：Mg-2e-=Mg2+；
(2)乙池中，镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，总反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
(3)甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，则甲会判断出Mg活动性更强，而乙会判断出Al活动性更强；
(4) A．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，A正确；
B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，B错误；
C．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，因此应具体问题具体分析，D正确；
答案选AD。
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