化学能转化为电能
一、选择题(每小题4分，共44分，每小题只有一个正确选项)
1．如图所示进行实验，下列说法不正确的是( B )
A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转
D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋
解析：装置甲发生反应Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋，锌片上有气泡产生，装置乙属于原电池装置，铜为正极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，铜片上有气泡产生，A正确；装置甲中没有发生电能的转化，B错误；装置乙是一个原电池装置，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到指针偏转，C正确；装置乙中，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，D正确。
2.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是( B )
①Zn为正极，Cu为负极；
②H＋向负极移动；
③电子是由Zn经外电路流向Cu；
④Cu极上有H2产生；
⑤若有1
mol电子流过导线，则产生的H2为0.5
mol；
⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①②③
B．③④⑤
C．④⑤⑥
D．②③④
解析：在该原电池中，Zn比Cu活泼，故Zn作负极，Cu作正极，电子由Zn流出经导线流向Cu；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故每转移1
mol电子时，产生0.5
mol
H2；在溶液中H＋向正极移动，SO向负极移动。故①②⑥错误，③④⑤正确，选B项。
3.如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒。下列关于此装置的叙述中，不正确的是( D )
A．N上有气体放出
B．M为负极，N为正极
C．化学能转变为电能的装置
D．导线中有电流通过，电流方向由M到N
解析：根据题意可知，M为负极，N为正极，且N极上有H2放出，导线中电流应从N到M。
4．两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是( C )
选项
A
B
C
D
电极材料
Zn
Fe
Cu
Al
电极材料
Cu
Zn
Ag
C
电解质溶液
CuCl2溶液
H2SO4溶液
CuSO4
NaOH溶液
解析：
选项
能否
理由
A
能
Zn为负极，Cu为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
B
能
Zn为负极，Fe为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
C
不能
无自发进行的氧化还原反应
D
能
Al为负极，C为正极，自发的氧化还原反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
5．如图所示的电池，下列有关说法正确的是( D )
A．该电池负极反应为2Fe2＋－2e－===2Fe3＋
B．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少56
g
C．石墨电极上发生氧化反应
D．盐桥中K＋移向FeCl3溶液
解析：该原电池中，铁作负极，石墨作正极。负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，A项错误；当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少的质量为××56
g·mol－1＝28
g，B项错误；石墨作正极，正极上Fe3＋得电子发生还原反应，C项错误；盐桥中K＋移向正极，即移向FeCl3溶液，D项正确。
6．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C；
③A、C用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡；
④B、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序为( B )
A．A>B>C>D
B．A>C>D>B
C．C>A>B>D
D．B>D>C>A
解析：金属与稀H2SO4组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在其表面得到电子生成H2，外电路中电子流动方向由负极―→正极，电流方向则由正极―→负极。在题述原电池中，A—B—稀H2SO4原电池，A为负极；C—D—稀H2SO4原电池，C为负极；A—C—稀H2SO4原电池，A为负极；B—D—稀H2SO4原电池，D为负极。综上可知，金属活动性为：A>C>D>B。
7．如图所示的装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，并测得电解质溶液的质量减小，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( C )
选项
M
N
P
A
Zn
Cu
稀硫酸
B
Cu
Fe
稀盐酸
C
Ag
Zn
硝酸银溶液
D
Zn
Fe
硫酸亚铁溶液
解析：观察到电流计指针偏转，说明该装置是原电池；M棒变粗，N棒变细，说明M电极作正极，N电极作负极，N极材料比M极材料活泼；溶液中的金属阳离子在正极放电析出金属，并测得电解质溶液的质量减小，说明析出的金属质量大于溶解的金属质量，结合选项分析判断。M极材料(Zn)比N极材料(Cu)活泼，A错误；M极上质量不增加，溶液中的氢离子放电，B错误；N极材料比M极材料活泼，且M极上有银析出，由得失电子守恒可知每溶解1
mol
Zn析出2
mol
Ag，所以电解质溶液的质量减小，符合题意，C正确；M极材料(Zn)比N极材料(Fe)活泼，D错误。
8．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)( D )
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
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。
9．下列有关原电池的说法中，正确的是( B )
A．铝片和镁片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片较活泼，作负极
B．铝片和铜片用导线连接后插入浓硝酸中，铜作负极
C．镀锌铁和镀锡铁的镀层破损后，前者较易被腐蚀
D．将反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计为原电池，则可用锌片作负极，铁片作正极，FeCl3溶液作电解质
解析：原电池工作时必须依赖于一个氧化还原反应。A项是依赖于铝与NaOH溶液的反应，铝是负极；B项是依赖于铜与浓硝酸的反应，铜是负极；由于活泼性Zn>Fe>Sn，故破损后镀锡铁易腐蚀，C项错误；根据电池反应，铁失电子，设计电池时应用铁作负极，石墨作正极，D项错误。
10．将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少量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( A )
解析：a中加入少量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的量减少，但同时形成Cu－Zn原电池，因而反应速度加快。答案为A项。
11．在理论上不能用于设计原电池的化学反应的是( A )
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(s) ΔH<0
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH<0
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56分)
12．(10分)给你提供纯锌片、纯铜片和500
mL
0.2
mol/L的H2SO4溶液、导线、1
000
mL量筒。试用如图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示，装置气密性良好，且1
000
mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要用导线把a、b两电极连接起来。
(2)a电极材料为纯锌片，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，b电极材料为纯铜片，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(3)当量筒中收集672
mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为0.06_mol，a极(填“a”或“b”)质量减少1.95
g。
解析：(1)根据图示装置，要想求得电子转移的量，需要设计成锌、铜、硫酸原电池，量取金属锌和硫酸反应产生氢气的体积，根据原电池的构成条件，所以首先要用导线把a、b两电极连接起来。
(2)锌、铜、硫酸原电池中，纯锌片是负极，电极反应：Zn－2e－===Zn2＋；铜是正极，该极上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。
(3)正极上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，当量筒中收集到672
mL即标准状况下0.03
mol氢气时，转移电子是0.06
mol，纯锌片是负极，根据电极反应：Zn－2e－===Zn2＋，当转移电子0.06
mol时，减少的锌(a)是0.03
mol，质量是0.03
mol×65
g/mol＝1.95
g。
13．(12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强弱顺序，两极均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6
mol·L－1H2SO4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)写出甲池中正极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。
负极的电极反应式：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，
总反应的离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
(3)由此实验可得到如下哪些正确结论？ad(填序号)。
a．利用原电池反应判断金属活动性强弱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强弱顺序已过时，已没有实用价值
d．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(4)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性强弱顺序判断原电池正、负极”的做法不可靠(填“可靠”或“不可靠”)。
解析：(1)甲池中镁、铝均能和稀硫酸反应生成氢气，而镁的活泼性比铝强，镁作负极，铝作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，所以甲池中正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(2)乙池中铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，Al元素化合价升高，故铝作负极，负极的电极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O；电池总反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
(3)原电池的负极一般是相对活泼的金属，但当电解质溶液为NaOH溶液时，由于常温下Mg几乎不与NaOH溶液反应，而Al能跟NaOH溶液反应，在这种情况下，该装置中铝作负极。因此，判断原电池的正、负极时，应考虑到对应介质，谁更易与电解质溶液反应，谁就作负极，a正确；根据金属活动性顺序，镁的金属性比铝的金属性强，b错误；金属活动性顺序在很多方面仍有应用，c错误；根据a项分析可以看出，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，d正确。
(4)根据(3)中分析可知，判断原电池的正、负极时，应考虑到对应介质，谁更易与电解质溶液反应谁就作负极，所以直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正、负极是不可靠的。
14．(10分)如图，A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)B中Sn极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(3)C中被腐蚀的金属是Zn，总反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为B>A>C(填序号)。
解析：A中铁与稀H2SO4反应；B中形成Sn—H2SO4—Fe原电池，其中Fe作负极，Sn作正极，负极的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋，正极的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑；C中形成Zn—H2SO4—Fe原电池，Zn作负极被腐蚀，总反应方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。比较A、B、C三种情况可知：B中Fe作负极，被腐蚀得最快，C中的Fe作正极，被腐蚀得最慢。
15．(12分)Ⅰ.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。
(2)装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。
(3)四种金属活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
Ⅱ.分别按图所示甲、乙装置进行实验，图中两个烧杯中的溶液为相同浓度的稀硫酸，甲中A为电流表。
(1)下列叙述正确的是C。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
C．两烧杯中溶液中的H＋浓度均减小
D．产生气泡的速率甲中的比乙中的慢
(2)甲装置中，某同学发现不仅铜片上有气泡产生，锌片上也产生了气体，原因可能是锌片不纯，锌与杂质构成原电池。
(3)甲装置中，若把稀硫酸换成CuSO4溶液，试写出铜电极的电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu。
解析：Ⅰ.(1)甲装置中，二价金属A不断溶解说明A失电子发生氧化反应，则A作负极，B作正极，装置甲中负极的电极反应式是A－2e－===A2＋。
(2)乙装置中，C的质量增加说明C电极上铜离子得电子发生还原反应，则C作正极，B作负极，装置乙中正极的电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。
(3)丙装置中，A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，则A作正极，D作负极，结合(1)(2)分析可知，四种金属活动性强弱顺序是D>A>B>C。
Ⅱ.(1)铜不能与稀硫酸反应，则乙烧杯中铜片表面无气泡生成，甲装置中形成原电池，铜作正极，则甲烧杯中铜片表面有气泡产生，故A错误；乙装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，故B错误；两烧杯中硫酸都参加反应，溶液中氢离子浓度均减小，故C正确；甲装置能形成原电池，其反应速率较一般化学反应速率更大，所以甲中产生气泡的速率比乙中快，故D错误。
(2)在甲装置中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，是由于锌片不纯，在锌片上形成原电池导致的。
(3)在甲装置中，如果把稀硫酸换成硫酸铜溶液，Cu2＋在正极上得电子产生Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。
16．(12分)观察图A、B、C，回答下列问题：
(1)把一块干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产生，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上没有(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2H＋＋2e－===H2↑。
(2)如果烧杯中最初装入的是2
mol·L－1
500
mL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流入铜电极)，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量浓度分别为(溶液体积变化忽略不计)c(H2SO4)＝1_mol·L－1，c(ZnSO4)＝1_mol·L－1。
(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，铁棒上出现的现象是生锈。
(4)生活中利用原电池原理生产了各种各样的电池，废电池必须进行集中处理的问题已被提到议事日程，其最主要的原因是B。
A．回收利用电池外壳的金属
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤、水源造成污染
C．防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中的石墨电极
解析：(1)干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产生，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，如题图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11.2
L氢气，消耗0.5
mol
H2SO4，生成0.5
mol
ZnSO4，溶液的体积为500
mL，所以c(H2SO4)＝1
mol·L－1，c(ZnSO4)＝1
mol·L－1。
(3)在装置C中，正极为石墨，负极为铁，铁生锈。
(4)本题考查了废旧电池的回收，主要原因是防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤、水源造成污染。
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10(共27张PPT)
第二节 化学能与电能
第1课时 化学能转化为电能
基础训练
课前预习
基础训练
课堂练习发展中的化学电源
一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)
1．下列有关电池的说法不正确的是( B )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
解析：手机上用的电池是可充电电池，A对。铜锌原电池，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B错。燃料电池将化学能转化为电能，C对。锌锰干电池，Zn为负极，D对。
2．如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( A )
A．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
B．该电池的正极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极
D．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
解析：由图示可知，呼气时进去的是CH3CH2OH，出来的是CH3COOH，故A错误；氧气得电子生成H2O，故B正确；电流由正极(通O2)流向负极，故C正确；酒精含量高，转移的电子数多，电流大，故D正确。
3．锂－海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。电池反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。电池工作时，下列说法错误的是( B )
A．金属锂作负极
B．镍电极上发生氧化反应
C．可将化学能转化为电能
D．电子从锂电极经导线流向镍电极
解析：根据电池反应式可知，Li失去电子被氧化，所以金属锂作负极，故A正确；金属镍作正极，正极发生得电子的还原反应，故B错误；该装置是原电池，能将化学能转化为电能，故C正确；电子从负极锂经导线流向正极镍，故D正确。
4．如图为氢氧燃料电池示意图，按此图的提示，下列叙述不正确的是( B )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧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
解析：燃料电池是一种高效、环境友好的具有应用前景的绿色电源，不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在内部的新型发电装置。在燃料电池中，燃料(H2)从负极充入，发生氧化反应，故A、C、D正确。在B中，O2在正极上发生还原反应，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B错误。
5．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是( D )
A．活性炭作为正极
B．食盐水作为电解质溶液
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．实现了电能向化学能的转化
解析：根据电池反应式可知，Mg元素化合价由0价变为＋2价，所以Mg失电子作负极，活性炭作正极，A正确；电解质溶液是食盐水，B正确；Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2，所以电池工作时镁片逐渐被消耗，C正确；该装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，D错误。
6．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是( D )
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02
mol电子，负极材料减重0.14
g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
解析：原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02
mol电子，负极有0.02
mol
Li(质量为0.14
g)被氧化为Li＋，则负极质量减少0.14
g，B项正确；石墨烯能导电，用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。
7．锌－空气电池(原理如图)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。下列关于该电池工作时的说法正确的是( D )
A．氧气在石墨电极上发生氧化反应
B．该电池的负极反应为Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋
C．电子由锌电极经电解质溶液流向石墨电极
D．电池工作时锌电极不断被消耗
解析：锌－空气电池中Zn电极作负极，石墨电极作正极，氧气在石墨电极上得到电子发生还原反应，A错误；该电池的电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，B错误；电子由锌电极(负极)经导线流向石墨电极(正极)，C错误；电池工作时锌电极是负极，不断被消耗，D正确。
8.
碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)
下列说法错误的是( C )
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2
mol电子，锌的质量理论上减少6.5
g
解析：根据总反应式中元素化合价的变化，可知电池工作时，锌失电子作电源的负极，在正极上MnO2发生得电子的还原反应，因此电池工作时，外电路上电子由电池的负极流向正极，因此A、B两项正确，C项错误。由关系式Zn～2e－可知，D选项正确。
9．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( A )
①每消耗1
mol
CH4可以向外电路提供8
mol
e－
②负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
④电池放电后，溶液的pH不断升高
A．①②
B．①③
C．①④
D．③④
解析：通入CH4的电极为负极，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，每消耗1
mol
CH4可以向外电路提供8
mol
e－，①②正确；通入O2的一极为原电池的正极，O2得到电子，发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故③错误；电池总反应式为CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O，反应生成水，且随着反应的进行，溶液中氢氧根离子不断减少，溶液pH不断减小，故④错误。
10．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
下列叙述不正确的是( C )
A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．放电时正极反应为：FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－
C．放电时每转移3
mol电子，正极有1
mol
K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
解析：高铁电池放电时为原电池，依据原电池工作原理，放电时负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，用总式减去负极反应式即得正极反应式为：FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，放电时每转移3
mol电子，正极有1
mol
K2FeO4被还原。
11．乙醇俗称酒精，具有无毒、易储存、原料来源广泛等优点。以乙醇为原料制作的燃料电池，即乙醇燃料电池，相比于甲醇燃料电池在安全性方面具有很大优势。乙醇燃料电池的总反应为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O。下列说法不正确的是( B )
A．C2H5OH在电池的负极上参加反应
B．1
mol乙醇被氧化转移6
mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D．电池正极得电子的物质是O2
解析：1
mol乙醇被氧化时，氧气转移12
mol电子，由得失电子守恒知，乙醇也应转移12
mol电子。
12．Mg－AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是( D )
A．Mg为电池的正极
B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
C．不能被KCl溶液激活
D．可用于海上应急照明供电
解析：根据氧化还原反应判断，Mg是还原剂作负极，失电子，A、B错误；电解质溶液可用KCl溶液代替，即可以被KCl溶液激活，C错误。
二、非选择题(共52分)
13．(9分)某燃料电池，以熔融K2CO3(其中不含O2－和HCO)为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极，两极反应式分别为(Ⅰ极)26CO2＋13O2＋52e－===26CO；(Ⅱ极)2C4H10＋26CO－52e－===34CO2＋10H2O。
(1)正极为Ⅰ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)极。
(2)为了使该燃料电池长时间稳定放电，电池的电解质组成应保持稳定，必须在通入的空气中加入二氧化碳(填物质名称)，加入的物质从Ⅱ极中分离、提取。
解析：Ⅰ极反应式中得电子，发生还原反应，所以Ⅰ极为正极；Ⅱ极失去电子，发生氧化反应，所以Ⅱ极为负极。空气中二氧化碳占体积比为0.03%，O2占21%，由Ⅰ极反应式知，参与反应的二氧化碳的体积是氧气的2倍，所以应从负极分离二氧化碳通入空气中。
14．(16分)化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍镉(Ni—Cd)电池，其电池总反应可以表示为：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法正确的是B(填字母序号)。
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
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
(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1
m2面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为Cd(OH)2和Ni(OH)2能溶于酸性溶液生成有毒的重金属离子等。
(3)另一种常用的电池锂电池(锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7)，由于它的比容量(单位质量电极材料所能转换的电能)特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年，它的负极由金属锂制成，电池总反应可表示为Li＋MnO2===LiMnO2。
试回答：锂电池比容量特别大的原因是锂的摩尔质量小。
解析：(1)镍镉电池放电时，应用原电池原理，将化学能转化为电能，而充电时利用电解原理，将电能转化为化学能，转化条件不同，不是可逆反应。(2)因为Ni(OH)2和Cd(OH)2溶于酸，产生大量的重金属离子，对土壤污染严重。(3)锂的摩尔质量为7
g·mol－1，较小，单位质量转移电子的物质的量多，放电量大。
15．(15分)
(1)普通锌锰干电池的结构如图所示。回答下列问题。
①电池中电解质溶液为NH4Cl(或氯化铵)溶液。
②正极反应式为2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋H2O＋2NH3。
③放电时，NH向正极(填“正极”或“负极”)移动。
(2)废电池中的锌皮常用于实验室制氢气，废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较大的是废锌皮，原因是废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，加快负极失电子速率，产生氢气速率较大。
若用过量的纯锌粒与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是AC(填序号)。
A．微热
B．加入适量氧化铜
C．加入少量硫酸铜溶液
D．加水
E．加入少量氢氧化钡溶液
解析：(1)该电池的工作原理：负极失去电子被氧化，正极上富集电子，阳离子向正极移动。(2)从影响化学反应速率的角度考虑，构成原电池能加快负极失电子。
16．(12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CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。
(2)消耗标准状况下的5.6
L
O2时，有1
mol电子发生转移。
(3)开始放电时，正极附近溶液的pH增大(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：由总反应式知CH4失电子被氧化生成CO，一定有OH－参加反应，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1
mol
O2消耗时，转移4
mol
e－，n(O2)＝0.25
mol，故有1
mol电子转移。放电时，正极产生OH－，故溶液的pH增大。
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第二节 化学能与电能
第2课时 发展中的化学电源
基础训练
课前预习
基础训练
课堂练习
