精修版高中化學(xué) 31 電池探秘活頁規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修1

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1、 精品資料 主題3　合理利用化學(xué)能源 課題1 電池探秘 考查點(diǎn)一　原電池的組成及其工作原理 1．有A、B、C、D四塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C； ③A、C相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是 (　　)。 A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>

2、A 解析　金屬與稀H2SO4溶液組成原電池，活潑金屬為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H＋在正極表面得到電子生成H2，電子運(yùn)動(dòng)方向由負(fù)極→正極，電流方向則由正極→負(fù)極。在題述原電池中，A—B原電池，A為負(fù)極；C—D原電池，C為負(fù)極；A—C原電池，A為負(fù)極；B—D原電池，D為負(fù)極。綜上可知，金屬活動(dòng)性：A>C>D>B。 答案　B 2．如圖所示裝置，能組成原電池并產(chǎn)生電流的是 (　　)。 解析　選項(xiàng)A中兩電池的電極是相同材料，不存在電勢差；選項(xiàng)B能滿足原電池的構(gòu)成條件，能產(chǎn)生電流；選項(xiàng)C中酒精是非電解質(zhì)，不導(dǎo)電，構(gòu)不成閉合回路，故也不可能產(chǎn)生電流；選項(xiàng)D中兩溶液分開，

3、也不能構(gòu)成閉合回路。 答案　B 3．人類生活需要能量。下列能量主要由化學(xué)變化產(chǎn)生的是 (　　)。 A．電熨斗通電發(fā)出的熱量 B．電燈通電發(fā)出的光 C．水電站利用水力產(chǎn)生的電能 D．液化石油氣燃燒放出的熱量 解析　A項(xiàng)中為電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；B項(xiàng)中為電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽籆項(xiàng)中為機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；D項(xiàng)中為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋? 答案　D 4．下圖各裝置中，屬于原電池的是哪幾個(gè)？________。 解析　歸納圖示各裝置是否為原電池的問題可知，構(gòu)成原電池要有四個(gè)基本條件：①電解質(zhì)溶液②兩個(gè)電極，其中一個(gè)相對(duì)較活潑，另一個(gè)相對(duì)不活潑。兩個(gè)電極直接或間接地連接在一起，并插入電解質(zhì)溶液中③能自發(fā)

4、地發(fā)生氧化還原反應(yīng)④形成閉合電路。 答案　④⑥⑦ 考查點(diǎn)二　認(rèn)識(shí)幾種電池 5．鎳—鎘(Ni—Cd)可充電電池可以發(fā)生如下反應(yīng)： Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是 (　　)。 A．Cd B．NiO(OH) C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2 解析　此反應(yīng)的逆過程為放電過程，負(fù)極為電子流出的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價(jià)升高，可知放電時(shí)負(fù)極材料為Cd。 答案　A 6．據(jù)報(bào)道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因?yàn)殇\電池容量更大，而且沒有鉛污染，其電池反應(yīng)為2Zn＋O2===2ZnO，原料為鋅粒、電解

5、質(zhì)溶液和空氣，則下列敘述正確的是 (　　)。 A．鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng) B．負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2e－－2e－===ZnO＋H2O C．正極發(fā)生氧化反應(yīng) D．電解質(zhì)溶液肯定不是強(qiáng)酸 解析　2Zn＋O2===2ZnO，Zn失電子，O2得電子，即Zn為原電池負(fù)極，O2在正極上反應(yīng)，故B項(xiàng)正確；若電解質(zhì)溶液為強(qiáng)酸，ZnO則不能存在，故D項(xiàng)也正確。 答案　BD 7．將兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池。已知，通入CH4的一極，其電極反應(yīng)式是：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；通入O2的一極，其電極反應(yīng)式是：2O2＋4H2O＋8e－=

6、==8OH－。下列敘述不正確的是 (　　)。 A．通入CH4的電極為負(fù)極 B．正極發(fā)生氧化反應(yīng) C．燃料電池工作時(shí)，溶液中的OH－向負(fù)極移動(dòng) D．該電池使用一段時(shí)間后應(yīng)補(bǔ)充KOH 解析　在原電池中，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，故B項(xiàng)錯(cuò)。 答案　B 8．有一種鋰電池，用金屬鋰和石墨作電極材料，電解質(zhì)溶液是由四氯鋁鋰溶解在亞硫酰氯(SOCl2)中形成，電池總反應(yīng)方程式：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S，已知將亞硫酰氯和AlCl3·6H2O混合共熱蒸干，可制得無水AlCl3。則下列敘述正確的是 (　　)。 A．SOCl2在制備無水AlCl3的反

7、應(yīng)中只起干燥作用 B．金屬鋰作電池的正極，石墨作電池的負(fù)極 C．電池工作過程中，SOCl2被還原為Li2SO3 D．電池工作過程中，消耗的鋰與析出的S的質(zhì)量之比為7∶8 解析　A，由信息將亞硫酰氯和AlCl3·6H2O混合共熱蒸干，可制得無水AlCl3知，SOCl2既能消耗水，生成的HCl又能抑制Al3＋的水解；B，由電池反應(yīng)知，金屬鋰作電池的負(fù)極，石墨作電池的正極；C，電池工作過程中，SOCl2被還原為S；D，電池工作過程中，消耗的鋰與析出的S的質(zhì)量之比為(8×7)∶(2×32)＝7∶8。 答案　D 9．氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池

8、的總反應(yīng)式是： H2＋NiO(OH)Ni(OH)2 根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述正確的是 (　　)。 A．電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的OH－濃度不斷增大 B．電池放電時(shí)，鎳元素被氧化 C．電池充電時(shí)，氫元素被還原 D．電池放電時(shí)，H2是負(fù)極 解析　充電電池在放電時(shí)是一個(gè)電源(原電池)，發(fā)生原電池反應(yīng)，在這個(gè)反應(yīng)方程式中從左到右是放電，根據(jù)發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的是正極，所以D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；而H2作為電池的負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：H2－2e－===2H＋，溶液中應(yīng)該是H＋濃度增大，OH－濃度減小，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電反應(yīng)是從右到左，所以氫元素被還原，C項(xiàng)正確。 答案　CD

9、 考查點(diǎn)三　原電池正負(fù)極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫 10.關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是 (　　)。 A．銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 B．銅片質(zhì)量逐漸減少 C．電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 D．氫離子在銅片表面被還原 解析　從圖中可以看出這是原電池，原電池的電極名稱應(yīng)說是正極、負(fù)極，故A項(xiàng)錯(cuò)；而原電池是活潑金屬被消耗，B項(xiàng)錯(cuò)；負(fù)極(Zn)的電子經(jīng)外線路流向正極(Cu)，電流方向應(yīng)與電子流向相反，故C項(xiàng)錯(cuò)。 答案　D 11．(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個(gè)電流計(jì)。 鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：____________

10、______________________； 銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：__________________________________。 (2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時(shí)間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47 g，試計(jì)算： ①產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)； ②通過導(dǎo)線的電量。(已知NA＝6.02×1023 mol－1，電子電量為1.60×10－19C) 解析　(1)鋅片、銀片與稀硫酸構(gòu)成原電池 鋅片為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋ 銀片為正極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑ (2)①鋅片與銀片減少的質(zhì)量等于生成氫氣所消耗

11、的鋅的質(zhì)量，設(shè)產(chǎn)生的氫氣體積為x。 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 65 g 22.4 L 60 g－47 g　　　　x x＝(60－47)g×22.4 L÷65 g＝4.48 L ②反應(yīng)消耗的鋅為：13 g÷65 g·mol－1＝0.20 mol 1 mol Zn變?yōu)閆n2＋時(shí)，轉(zhuǎn)移2 mol e－，則通過的電量為： 0．20 mol×2×6.02×1023mol－1×1.6×10－19C＝3.85×104C 答案　(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)①4.48 L?、?.85×104C 12．(1)將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀H

12、2SO4中組成原電池，寫出電極名稱及電極反應(yīng)式： Al片(　　)______________________________________ _， Cu片(　　)_____________________ __________________。 (2)若將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO3中能否組成原電池？________(填“能”或“不能”，“若不能”，則不用回答下面的問題)，若能組成原電池，寫出電極名稱及電極反應(yīng)式： Al片(　　)___________________________________________________， Cu片(　　)___________________________________________________。 解析　(1)Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入稀H2SO4中時(shí)，Al比Cu活潑，Al為負(fù)極，失電子被氧化為Al3＋，Cu為正極，溶液中的H＋得電子被還原為H2。(2)Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO3中時(shí)，由于鋁鈍化，不能溶解，Al為正極，Cu為負(fù)極，失電子被氧化為Cu2＋。 答案　(1)負(fù)極　2Al－6e－===2Al3＋ 正極　6H＋＋6e－===3H2↑ (2)能　正極　2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O 負(fù)極　Cu－2e－===Cu2＋