2012年鲁科版高中化学选修4 1.3化学能转化为电能—电池练习卷与答案（带解析）.doc

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1、2012年鲁科版高中化学选修 4 1.3化学能转化为电能 电池练习卷与答案（带解析） 选择题 原电池工作时（ ） A正极发生氧化反应 B负极发生氧化反应 C电子从正极流出 D负极质量一定减轻 答案： B 试题分析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，正极得到电子，发生还原反应， B正确， A、 C不正确；负极电极材料不一定失去电子，例如燃料电池中，电极不参与反应， D不正确，答案：选 B。 考点：考查原电池的有关判断 点评：本题是基础性知识的考查，主要是检验学生对原电池原理的理解掌握程度，培养学生的学习积极性。 如图是电解 CuCl2溶液的装置，其中 c、

2、 d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ） A a为负极、 b为正极 B a为阳极、 b为阴极 C电解过程中， d电极质量增加 D电解过程中，氯离子浓度不变 答案： C 试题分析：根据电流的方向可知， a是电源的正极， b是电源的负极。所以 c电极是阳极，氯离子放电生成氯气。 d电极是阴极，铜离子放电析出铜，则 d电极的质量增加， C正确，其余选项都是错误的，答案：选 C。 考点：考查电化学的有关应用 点评：本题是高考中的常见考点，为基础性知识的考查。该题难度不大，主要是培养学生的答题能力，巩固学生的基础知识，调动学生的学习积极性。 常用的钮扣式银锌电池，放电时的电极反应式分别为： Zn极

3、： Zn+2OH-+2e- = Zn(OH)2 Ag2O极： Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-则下列说法中不正确的是（ ） A放电过程中 OH-不变 B Zn为负极而 Ag2O为正极 C电解质溶液呈碱性 D电子从 Ag2O流出经用电器流入 Zn极 答案： D 试题分析：根据电极反应式可判断，锌失去电子，所以锌是负极。氧化银得到电子，是正极，因此 B正确， D不正确；总的反应式是 Zn Ag2O H2OZn(OH)2 2Ag，所以 A和 C都是正确的，答案：选 D。 考点：考查原电池的有关判断 点评：该题是高考中的常见题型，为中等难度的试题。主要是训练学生灵活运用知识的能力，阴极分析

4、、归纳、总结问题的能力。 下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（ ） A B C D 答案： C 试题分析：根据装置图可知， 中是铁 的化学腐蚀， 中构成原电池，其中铁的活泼性强于锡的，铁是负极，失去电子，加快腐蚀。 中也构成原电池，但锌的活泼性强于铁的，铁是正极，被保护； 中是原电池，由于铁的金属性强于铜的，所以铁作负极，失去电子。又因为铁和铜的金属性相差最大，所以 中铁被腐蚀的速率最快，答案：选 C。 考点：考查金属的腐蚀和防护 点评：本题是中等难度的试题，主要是通过钢铁的腐蚀和防护，一方面巩固学生的基础知识，另一方面培养学生的逻辑思维能力，激发学生的学习兴趣。 铁钉和碳棒

5、用导线连接后，浸入 0.01mol L-1 的食盐溶液中，可能发生（ ） A碳棒上放出 Cl2 B碳棒附近产生 OH- C碳棒上放出 O2 D铁钉被氧化 答案： BD 试题分析：根据题中的信息可判断，铁和碳棒构成原电池。由于氯化钠溶液显中性，所以发生钢铁的吸氧腐蚀。其中铁是负极，碳棒是正极，因此选项 BD正确，答案：选 BD。 考点：考查金属的吸氧腐蚀 点评：本题是基础性试题的考查，难度不大。主要是检验学生对基础知识的理解掌握程度，以及灵活运用知识的能力。 以下现象与电化腐蚀无关的是（ ） A黄铜（铜锌）制作的铜锣不易产生铜绿 B生铁比纯铁易生锈 C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D银

6、质奖牌久置后表面变暗 答案： D 试题分析：铜锌属于活泼性不同的金属，二者组合在一起容易构成原电池，锌被腐蚀，铜被保护；铁的活泼性强于铜的，所以在选项 B、 C中铁容易发生电化学腐蚀，铁都是负极，被腐蚀； D中银是被氧化剂直接氧化而被腐蚀，与电化学腐蚀无关系，答案：选 D。 考点：考查电化学腐蚀的有关判断 点评：该题是常识性知识的考查，难度不大。主要是检验学生灵活运用知识解决生活中实际问题的能力，有利于培养学生的学习积极性，激发学生学习兴趣。 关于金属腐蚀的如下各叙述 中，正确的是（ ） A金属被腐蚀的本质是： M+nH2O=M(OH)n+ H2 B马口铁（锡铁）镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层

7、被氧化 C金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 D常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀 答案： C 试题分析：金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程，但金属的氧化产物不一定是氢氧化物， A不正确；铁的金属性强于锡的， B中镀层破损后容易发生电化学腐蚀，其中铁是负极，被氧化， B不正确；金属发生的腐蚀主要是电化学腐蚀，其中以吸氧腐蚀为主，所以正确的答案：选 C。 考点：考查金属腐蚀的有关判断 点评：该题是高考中的常见考点之一，为中等难度的试题，主要是训练学生严谨的思维方式，提高学生分析问题、解决问题的能力。 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别为Ag

8、2O和 Zn，电解质溶液为 KOH，电极反应为： Zn+2OH-2e- ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-，总反应式为： Ag2O+ Zn Ag+ZnO。根据上述反应式，下列说法正确的是（ ） A在使用过程中，电池负极区溶液的 pH减小 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 答案： AC 试题分析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。所以根据电极反应式可判断，锌是负极，负

9、极是消耗 OH-的，所以在使用过程中，电池负极区溶液的 pH减小， A正确； B不正确，使用过程中，电子应该是由 Zn极经外电路流向 Ag2O极； C正确； D不正确，锌发生氧化反应，氧化银是正极，发生还原反应，答案：选 AC。 考点：考查电化学的综合判断 点评：本题是高考中常见考点之一，为中等难度的试题。本题有利于培养学生的答题能力，提高学生逻辑思维能力，激发学生对科学知识的求知欲。 有甲、乙、丙、丁四种金属。将甲、乙用导线相连放入稀 H2SO4中可以看到乙慢慢地溶解，而甲的表面有气体逸出。把丁放到乙的硝酸盐溶液中后，丁的表面覆盖一层乙的单质。用石墨电极电解含相同物质的量浓度的甲和丙两种金属

10、的盐溶液，丙的单质先析出。将甲放入稀盐酸中有 H2析出。已知四种金属中有一种是铜。根据以上实验判断铜是（ ） A甲 B乙 C丙 D丁 答案： C 试题分析：将甲、乙用导线相连放入稀 H2SO4中可以看到乙慢慢地溶解，而甲的表面有气体逸出，这说明乙是负极，甲是正极，所以金属性是乙大于甲；把丁放到乙的硝酸盐溶液中后，丁的表面覆盖一层乙的单质，这说明丁能置换出乙，所以丁的金属性强于乙的；用石墨电极电解含相同物质的量浓度的甲和丙两种金属的盐溶液，丙的单质先析出，这说明丙的金属阳离子氧化性强于甲的金属阳离子，所以甲的金属性强于丙的，所以四种金属的活泼性大小顺序是丁乙甲丙。将甲放入稀盐酸中有 H2析出，这

11、说明甲在金属活动顺序表中排在氢的前面；又因为四 种金属中有一种是铜，所以只有丙是金属铜，答案：选C。 考点：考查金属活泼性强弱比较 点评：本题是中等难度的试题，也是高考中的常见考点之一。该题有利于培养学生严谨的思维方式，也有利于培养学生灵活运用知识解决实际问题的能力。 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使 Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ） A a为正极， b为负极； NaClO和 NaCl B a为负极， b为正极； NaClO和 NaCl C a为阳极， b为阴

12、极； HClO和 NaCl D a为阴极， b为阳极； HClO和 NaCl 答案： B 试题分析：电解饱和食盐水，阳极氯离子失去电子，生成氯气。阴极氢离子得到电子，放出氢气。由于还同时有氢氧化钠生成，所以生成的氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠，从而制得漂白液。根据装置图可知，和 a相连的电极有气体排出，这说明该电极有氢气生成，所以 a是电源的负极， b是电源的正极，答案：选 B。 考点：考查电解原理的应用 点评：本题是高考中的常见题型，为中等难度的试题。通过电化学在日常生活中的应用，有利于培养学生学习化学的兴趣，有利于激发学生的求知欲。 下图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢

13、的顺序是（ ） A（ 4）（ 2）（ 1）（ 3） B（ 2）（ 1）（ 3）（ 4） C（ 4）（ 2）（ 3）（ 1） D（ 3）（ 2）（ 4）（ 1） 答案： A 试题分析：根据装置图可知，（ 1）中是铁的化学腐蚀，（ 2）中构成原电池，其中铁的活泼性强于锡的，铁是负极，失去电子，加快腐蚀。（ 3）中也构成原电池，但锌的活泼 性强于铁的，铁是正极，被保护；（ 4）中是电解池，其中铁和电源的正极相连，作阳极，失去电子，被腐蚀的速率最快，答案：选 A。 考点：考查金属的腐蚀和防护 点评：本题是中等难度的试题，主要是通过钢铁的腐蚀和防护，一方面巩固学生的基础知识，另一方面培养学生的社会责任感

14、，激发学生的学习兴趣。 如下图的装置能构成原电池并产生较强的电流的是（ ）答案： C 试题分析：构成原电池的条件一般是活泼性不同的金属，或金属与非金属，导线相连并插入到电解质溶液。 A中电极相同， B中乙醇是非电解质，均不能构成原电池； D中不是自发进行的氧化还原反应，不能产生较强的电流，所以正确的答案：选 C。 考点：考查原电池的正误判断 点评：本题是基础性试题的考查，也是高考中的常见考点之一。主要是考查学生的基础知识以及图示识别能力，难度不大，较易得分。 将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中，下列各叙述正确的是（ ） A正极附近 SO42 的浓度逐渐增大 B负极附近 SO42 的浓度

15、逐渐减小 C负极附近 SO42 的浓度逐渐增大 D正极附近 SO42 的浓度基本不变 答案： C 试题分析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧 化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。因此 SO42 向负极移动，负极附近 SO42 的浓度逐渐增大，所以正确的答案：选 C。 考点：考查原电池的有关应用 点评：不同是常识性知识的考查，难度不大。主要是识记性的，不难得分。 表明金属甲比乙的活动性强的叙述不正确的是（ ） A甲能与稀盐酸反应生成 H2而乙不能 B将甲、乙组成原电池，甲为负极 C在氧化还原反应中甲比乙失去电子多 D在氧化还原反应中

16、甲比乙容易失去电子 答案： C 试题分析：比较元素金属性强弱的一般依据是： 1.在一定条件下金属单质与水反应的难易程度和剧烈程度。一般情况下，与水反应越容易、越剧烈，其金属性越强； 2.依据原电池中的电极名称。做负极材料的金属性强于做正极材料的金属性。所以选项 A和 B都是可以说明金属甲比乙的活动性强；金属性强弱与金属原子失去电子的多少无关系，而与金属失去电子的难易程度有关系，因此选项 C不能说明，而 D可以，答案：选 C。 考点：考查金属性强弱的判断 点评：本题是高考中的常见考点之一，为中等难度的试题。主要是有利于培养学生逻辑思维能力，提高答题效率， 同时也有利于培养学生的学习兴趣。 氢氧燃

17、料电池是将 H2和 O2分别通入电池，穿过浸入 20%40%的 KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为： H2+2OH-2e-=2H2O和 1/2O2+H2O+2e-=2OH-，则下列叙述正确的是（ ） A通 H2的一极是正极，通 O2的一极是负极 B通 O2的一极是正极，通 H2的一极是负极 C工作一段时间后电解质溶液 pH增大 D工作时负极区附近 pH减小 答案： BD 试题分析：原电池中负极失去电子，正极得到电子。所以在氢氧燃料电池中，氢气在负极通入，氧气在正极通入， A不正确， B正确；由于在反应中有水生成，因此氢氧化钾溶液的浓度降低， pH降低， C不正确；根据负极电极反应式可知，负

18、极是消耗 OH-的，因此工作时负极区附近 pH减小， D正确，答案：选BD。 考点：考查燃料电池的有关判断 点评：该题是高考中的常见题型，为中等难度的试题。主要是提高燃料电池的有关判断，进一步巩固对原电池原理的理解，培养学生的学习能力，提高学习效率。 将锌片和银片接触放入相同物质的量浓度的下列溶液中，反应一段时间后，溶液质量减轻的是（ ） A氯化铝 B硫酸铜 C硝酸银 D稀硫酸 答案： C 试题分析：由于金属锌的活泼性其余银的，所以二者接触同时放入电解质溶液中，构成原电池。其中锌是负极，银是正极。 A、 D中溶液都显酸性，发生锌的析氢腐蚀，所以溶液的质量增加； B中相当于是锌置换出铜，溶液的质

19、量也是增加的； C中相当于是锌置换出银，溶液的质量增加，答案：选 C。 考点：考查原电池的有关应用 点评：本题是基础性知识的考查，难度不是很大。主要是考查学生对原电池原理的熟悉掌握程度，特别是电极反应式的判断，有利于提高学生的学习效率。 在空气中，钢铁与食盐水接触，发生电化腐蚀，在正极上发生的电极反应是（ ） A Fe-2e- Fe2+ B 2H+2e- H-2 C Na+e- Na D 2H2O+O2+4e- 4OH- 答案： D 试题分析：原电池中正极得到电子，发生还原反应。由于食盐水是显中性的，所以发生钢铁的吸氧腐蚀，即正极反应式是 2H2O+O2+4e- 4OH-，答案：选 D。 考点

20、：考查金属的腐蚀 点评：本题是常识性知识的考查，难度不大，主要是识记性的，不难得分。 锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大而受到重视。目前已经制成多种功能的锂电池。某种锂电池的总反应可表示为： Li+MnO2=LiMnO2。若该电池提供 0.5C电量，则消耗正极材料的质量约为（其他损耗忽略不计）（ ） A 3.5g B 7g C 4.5210-4g D 43.5g 答案： C 试题分析：原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以根据总的反应式可判断，正极是二氧化锰得到电子，其中锰元素的化合价从 4价降低到 3价，得到 1个电子。 0.5C电量有 0.5(1.610-19) 3.121018个电

21、子，因此电子物质的量为 3.121018个 (6.021023个 /mol) 5.1910-6mol，所以根据电子守恒可知，参与反应的 MnO2有 5.1910-6mol，则 MnO2的质量为 5.1910-6mol 87g/mol4.5210-4g，答案：选 C。 考点：考查原电池的有关计算 点评：本题是高考中的常见题型，为中等难度的试题，主要是考查学生灵活运用知识解决实际问题的能力，有利于调动学生的学习兴趣。 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为 2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ） A Ag B Zn(OH

22、)2 C Ag2O D Zn 答案： D 试题分析：放电相当于是原电池，充电相当于是电解池。而原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以根据总的反应式可判断，放电时锌失去电子，因此此电池放电时，负极上发生反应的物质是锌，答案：选 D。 考点：考查电化学原理的有关应用 点评：本题是高考中的常见题型，为基础性试题的考查，难度不大。主要是培养学生严谨的逻辑思维能力，培养学生的学习习惯和学习能力。 填空题 美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图所示；两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。 （ 1） a极是 极， b极是 极，电极 反应式分别为

23、 ， 。 （ 2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。已知这种电池发 1度电时能生成 350g水，试计算能量转化率。 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)+572kJ （ 3）这种电池的输出电压为 1.2V。要使标有 1.2V， 1.5W的小灯泡连续发光0.5h，应消耗标准状况下的 H2多少升？ （ 4）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料，往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等。请写出将图中 H2换成 CH4时所构成的甲烷燃料 电池中 a极的电极反应式： 。此时电池内总的反应方程式为 。 答案：（ 1）负 正 2H2+4OH -4e 4H

24、2O O2+2H2O+4e 4OH （ 2） 64.7% （ 3） 0.327L （ 4） CH4+10OH -8e CO32 +7H2O CH4+2O2+2OH CO32 +3H2O 试题分析：（ 1）原电池中负失去电子，发生氧化反应。正极得到电子，发生还原反应。所以氢气在负极通入，氧气在正极通入，因此 a 是氢氧燃料电池负极，b是正极。由于电解质溶液是氢氧化钾溶液，所以负极电极反应式是2H2+4OH -4e 4H2O，正极电极反应式是 O2+2H2O+4e 4OH 。 （ 2） 350g水的物质的量是 350g18g/mol=19.4mol，每生成 2mol的水放出的热量是 572kJ，所

25、以理论上生成 350g水应该放出的热量是（ 19.4mol2）572kJ/mol 5561kJ。而一度电能量是 3.6106J，所以能量转化率就是3.6106J5561000100% 64.7%。 （ 3） W Pt 1.5 J/s1800 s 2.7kJ 所以消耗标准状况下 H2的体积为 （ 4）甲烷的燃烧产物是 CO2和水，在碱性溶液中 CO2和氢氧化钾反应生成碳酸钾，所以负极电极反应式是 CH4+10OH -8e CO32 +7H2O，总的反应式是CH4+2O2+2OH CO32 +3H2O。 考点：考查电化学原理的综合应用 点评：该题是高考中的常见题型，为中等难度的试题。试题基础性强，难易适中，有利于考查学生答题能力，也有利于培养学生的逻辑思维能力，特别是思维的严谨性，提高学生的学习效率。