第二节 化学能与电能

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1、第二节 化学能与电能一. 化学能与电能的相互转化【知识与方法】1关于如图所示装置的叙述，正确的是 （ ）A铜是负极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面被还原2某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是（ ）A镁 B铁 C铝 D铜3下列装置能够组成原电池的是 （）A B C D4下图各装置中，烧杯中盛有海水，能够形成原电池并且铁为正极的是 （ ）FeFeCuFeFeZnSn B A B C D5下图烧杯中放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 （ ）A B C D6下列各组材料中，不能组成原电池的是( )。ABCD两极材

2、料Zn片、石墨Cu片、Ag片Zn片、Cu片Fe片、Cu片插入溶液H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸7两种金属A与B组成原电池时，A是正极。下列有关推断正确的是 （）AA的金属性强于BBA电极上发生的反应是还原反应C电子不断由A电极经外电路流向B电极DA在金属性活动顺序表中一定排在氢前面8X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（ ） AXYZ BXZY CYXZ DYZX9如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是 （ ）aAa为负极，是铁片，

3、烧杯中的溶液为硫酸 GbBa为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸Cb为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 Db为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液10化学能转化为电能的关键是氧化还原反应。原电池是一种 的装置。在原电池中，一般来说，较活泼的金属发生 反应，是 极，活泼性较差的金属极上发生 反应，是 极。电子的流动方向是从 极到 极；电流方向是从 极到 极。电解质溶液中阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。11某学习小组针对化学能转化为电能，进行如下实验：（1）将锌片放入盛有稀硫酸溶液的烧杯中发生化学反应的离子方程式为：Zn+2H+=Zn2+H2，烧杯中溶液温度会升高，说明该反应实现了化学能

4、转化为_能。（2）往烧杯中再插入一铜片（注意不与锌片接触），观察到铜片上_（填“有”或“没有”）气泡生成。说明_，即铜不能失去电子，并把电子给溶液中的氢离子。用导线将铜片和锌片连接，观察到铜片上_（填“有”或“没有”）气泡生成。说明溶液中的氢离子在铜片上得到了电子，即氢离子被还原为氢气，其过程通常表示为：2H+2e- = H2。同时看到，锌片溶解，其过程也可表示为：_，即Zn被氧化为锌离子。（3）为了证实铜片上的电子是从锌片流向了铜片，在装置图中加入了一个电流表，发现电流表指针发生了偏转。依据电流表指针偏转的方向，确定电子的流动方向是：_。这个装置实现了化学能向_的转化。若仍使锌片上发生氧化反

5、应，则能够代替铜片的是_ (填写序号)。a.石墨棒 b.镁条 c.银片 d.铝片（4）在这个装置中，变化的总反应仍然是：Zn+2H+=Zn2+H2。同一氧化还原反应，因装置不同，能量转化的方式不同。欲设计一电池，实现化学能向电能的转化，有两个必须的前提，从能量转化的角度看，一是要_；从装置的条件看，需要有一个装置，这个装置要将_，用电器接在氧化反应与还原反应之间。（5）若在（4）中所述原电池中铜片上收集到1.12 L气体（标准状况），则理论上消耗金属锌的质量为_；反应中实际消耗的锌的质量大于该理论值，其原因可能为_。【能力与探究】1如下图所示，电流表G发生偏转，同时A极质量增加，B极质量减少，

6、C为电解质溶液。则A、B、C可能分别为 （ ）AA是Zn，B是Cu，C是稀硫酸 BA是Cu，B是Zn，C是稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液2如图在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入硫酸铜溶液。片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈） （）A铁圈和银圈左右摇摆不定 B保持平衡状态不变C铁圈向下倾斜 D银圈向下倾斜3某原电池的离子方程式是 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该原电池正确的组成是 （ ）正极负极电解质溶液ACuZnHClBZnCuCuSO4CCuZnCuSO4DCuZ

7、nZnCl24由铝、铁、铜、银和稀硫酸，可以组成原电池的总数为 ( )A3种 B4种 C5种 D6种5对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是 ( )锌片溶解了32.5 g锌片增重32.5 g 铜片上析出l g H2铜片上析出1 mol H2A和 B和 C和 D和6下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 （ ）A甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能B同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强C将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极D在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 7现有A、B、C、D四种金属，把A、B分别浸入稀硫酸中，产生

8、气泡都很慢；把C、D分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很快；把A、B用导线连接浸入稀硫酸中时，A上有气泡析出；把C浸入D的硝酸盐溶液中，C的表面有D析出。这四种金属的活动性顺序由强到弱为 。8有A、B两种金属分别与盐酸反应，产生氢气的速率相近。请设计一套装置证明A、B两种金属的活动性强弱？画出设计的装置图。9某高一化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下系列实验，实验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C（石墨）稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al注：（1）实验均为常温

9、下完成；（2）电流计指针偏转向正极方向试根据表中实验现象完成下列问题：（1）实验1、2中Al所作的电极（指正极或负极） （填“相同”或“不同”）。（2）对实验3完成下列填空：Al为 极，电极反应式为 。石墨为 极，电极反应式为 。电池总反应式为 。（3）实验4中Al作正极还是负极 理由是 。（4）解释实验5中电流计偏向Al的原因 。（5）根据实验结果总结出影响铝在电池中作正极或负极的因素 。10（1）现有如下两个反应：（A）NaOH + HCl = NaCl + H2O（B）2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 根据两反应本质，判断能否设计成原电池 如果不能，说明其原因 （

10、2）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应。Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 画出装置图 在图上注明电极材料及电解质溶液各是什么？并标出电子流动方向。正极为 ， 电极反应： ；负极为 ，电极反应： 。二. 发展中的化学电源【知识与方法】1关于原电池的下列说法中错误的是 （ ）A原电池中，正极发生氧化反应B原电池是氧化还原反应原理应用的一个例子 C燃料电池的负极上发生反应的通常是可燃性气体D充电电池在充电时，将电能转化为化学能贮存在电池中2下图所示为普通锌锰电池（即“干电池”）的组成和结构示意图，其中MnO2的作用是吸收正极放出的H2。下列说法正确的是 （）A锌是正极

11、，MnO2是负极 B锌是负极，MnO2是正极C锌是正极，石墨是负极 D锌是负极，石墨是正极32010年上海世博会，有千辆氢氧燃料电池车上路。下列说法不正确的是（）A氢氧燃料电池工作时，发出淡蓝色火焰B氢氧燃料电池能量转换率比氢气直接燃烧高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4实验室中制取氢气，最好的方法是 ( )A纯锌与稀硫酸反应 B纯锌与浓硫酸反应C纯锌与稀盐酸反应 D粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应5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回收其中石墨电极 B利用

12、电池外壳的金属材料 C不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染6下列化学电池不易造成环境污染的是 （ ）A锂电池 B锌锰电池 C镍镉电池 D氢氧燃料电池7充电电池在放电时发生的反应，在充电时又可以逆向进行，使生成物恢复原状，由此推断，“充电”时的反应是 （ ）A氧化还原反应 B非氧化还原反应C可能是氧化还原反应，也可能是非氧化还原反应 D无法判断8充电电池的特点是在放电时进行的 反应，在充电时可以 进行，使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现 能转变为 能（放电），再由 能转变为 能（充电）的循环，更加经济实用。 9燃料燃烧是一种剧烈的 反应，能否

13、利用原电池的工作原理将 和 (如 )反应所放出的 直接转变为 。燃料电池是一种的 、 的发电装置。燃料电池如果以氢气为燃料时，产物为 ；以甲烷为燃料时，产物为 和 ，燃料电池与干电池和蓄电池的主要差别在于反应物不是 ，而是用外加的设备，源源不断地提供 和 ，使反应能连续进行。10氢气是未来理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O = 2H2O2。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：（1）分解海水时，实现了从_能转变为_能，二氧化钛作_。生成的氢气，用于燃料电池时，实现_能转变为_能。水分解时，断裂的化学键有_，分

14、解海水的反应属于_反应（填放热或吸热）。（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极：H2 + O2= H2O + 2e；B极：O2 + 4e = 2O2 则A极是电池的_极；电子从该极_（填“流入”或“流出”）。【能力与探究】1人造地球卫星上使用的一种高能电池银锌蓄电池，其电极反应式为：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。据此判断氧化银是 （ ）A负极，被氧化 B正极，被还原 C负极，被还原 D正极，被氧化2汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下： PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2P

15、bSO4+ 2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是 （ ） APbO2是电池的负极 B电子从Pb极流出CPbO2得电子，被氧化 D电池放电时，溶液酸性增强3下图为氢氧燃料电池构造示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( ) Aa电极是负极B电子由b通过灯泡流向a 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4航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式都表示为：2H2+O2=2H2O。（1）酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2-4e=4H+，则其正极反应表示为： ；（2）碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2+2H2O+4e-=40H-，则其负极反应可表示为： 。