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课时跟踪检测(八) 2.2 化学能与电能
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)
1．下列各装置露置在空气中，能在外电路获得电流的是( )
解析：选B。A、D项，两极的材料相同，不能形成原电池；C项，酒精是非电解质，不能形成原电池。
2．有关原电池的下列说法中正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中负极发生还原反应
C．原电池工作时，阳离子向正极移动
D．原电池中正极一定是不活泼金属
解析：选C。在原电池外电路中，电子从负极流向正极，A错误；原电池中负极发生氧化反应，B错误；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，C正确；原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差，但不一定是不活泼金属，D错误。
3.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是( )
A．电子由锌通过导线流向铜
B．该装置将电能转化为化学能
C．锌电极发生还原反应
D．铜电极上无气泡产生
解析：选A。因为番茄汁呈酸性(即含有H＋)，可组成原电池。依据原电池的基本知识，其中Zn作负极，发生氧化反应；Cu作正极，发生还原反应。电子由负极(Zn)通过导线流向正极(Cu)。H＋在正极得电子，2H＋＋2e－===H2↑，铜电极上有气泡产生。
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4．燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料燃烧原理把化学能直接转化为电能，氢氧燃料电池的基本反应是
X极：O2(g)＋H2O(l)＋2e－===2OH－，
Y极：H2(g)＋2OH－－2e－===2H2O(l)。
下列说法正确的是( )
A．X是负极 B．Y是正极
C．Y极上发生还原反应 D．Y极上发生氧化反应
解析：选D。由电极反应式可知：X极上发生得到电子的还原反应，是原电池的正极，Y极上发生失去电子的氧化反应，是原电池的负极。
5．关于化学电源的叙述，错误的是( )
A．化学电源均是根据原电池的工作原理设计的
B．在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参与化学反应
C．镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵
D．燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源
解析：选C。镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属，会对环境造成严重的污染。
6．《科学美国人》评2016年十大创新技术之一是“碳呼吸电池”，电池装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．电能转变为化学能
B．负极发生了还原反应
C．利用该技术可捕捉大气中的CO2
D．金属铝作正极
解析：选C。A.“碳呼吸电池”为原电池原理，将化学能转变为电能，故A错误；B.负极发生氧化反应，故B错误；C.“碳呼吸电池”能消耗二氧化碳气体，所以利用该技术可捕捉大气中的CO2，故C正确；D.金属铝发生氧化反应生成草酸铝，作负极，故D错误。
7．等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4
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溶液，下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系，其中正确的是( )
解析：选A。等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以，a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完全所需的时间短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。b中只发生反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
8．将纯锌片和纯铜片按如图方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中SO均向铜片移动
D．产生气泡的速率甲比乙快
解析：选D。甲池中锌与铜用导线连接后浸入稀H2SO4中，形成原电池，乙池中仅发生锌与稀H2SO4的反应，不构成原电池。所以甲池中铜片表面有气泡产生，且气泡产生速率比乙快。乙池中不能构成原电池，铜片、锌片都不是电极。甲池中SO移向负极(即锌片)。只有D项正确。
9．将两极质量相同的铜棒和锌棒，用导线相连接后插入CuSO4溶液中，经过一段时间后，取出洗净后干燥并称重，两棒质量相差6.45 g，导线中通过的电子的物质的量为( )
A．0.1 mol B．0.2 mol
C．0.3 mol D．0.4 mol
解析：选A。负极：Zn－2e－===Zn2＋，Zn失去2 mol电子减轻65 g；正极：Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋得到2 mol电子增重64 g，两极质量相差：65 g＋64 g＝129 g。现在两棒质量相差6.45 g，则参加反应的锌及生成的铜均为 0.05 mol，应转移 0.1 mol 电子。
10．甲烷燃料电池的化学反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，其中一个电极反应式为2O2＋8H
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＋＋8e－===4H2O，下列叙述不正确的是( )
A．CH4通入负极
B．O2通入正极
C．正极发生氧化反应
D．负极的电极反应式为CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋
解析：选C。甲烷燃料电池中氧气通入正极，发生还原反应，电极反应是2O2＋8H＋＋8e－===4H2O；甲烷通入负极，发生氧化反应，利用总反应式减去正极反应式即得到负极反应是CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋，故选C。
11．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象
a极质量减小，b极质量增大
b极有气体产生，c极无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流从a极
流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
解析：选C。装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属失电子作负极，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，根据实验现象可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三形成原电池，易知d比c活泼；装置四中，电流从a极流向d极，则电子是从d极流向a极，知d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c。
12．某原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则该反应的原电池组成正确的是( )
选项
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Ag
Cu
负极
Cu
Zn
Cu
Fe
电解质溶液
CuCl2溶液
CuSO4溶液
H2SO4溶液
ZnCl2溶液
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解析：选B。根据原电池中发生的化学反应，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu。故选项B符合题意。
二、非选择题(本题包括4小题，共40分)
13．(10分)如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。
(1)锌片上的现象是__________________________________________，
电极反应为_________________________________________。
(2)铜片上的现象是____________________________________，
电极反应为_______________________________________。
(3)电子由________经导线流向________。
(4)若反应过程中有0.2 mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为_______________________________________。
解析：Cu－Zn－稀H2SO4形成的原电池中，Zn作负极：Zn－2e－===Zn2＋，现象是锌片逐渐溶解；Cu作正极：2H＋＋2e－===H2↑，铜片表面有气泡产生。电子由负极(Zn)经导线流向正极(Cu)，由电极反应式可知当有0.2 mol电子发生转移时，可生成 0.1 mol H2，标准状况下体积为2.24 L。
答案：(1)锌片逐渐溶解 Zn－2e－===Zn2＋
(2)铜片上有气泡产生 2H＋＋2e－===H2↑
(3)锌片 铜片 (4)2.24 L
14．(8分)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
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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_________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_________________________________。
解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A>B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。
答案：(1)A－2e－===A2＋
(2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)变大 (4)D>A>B>C
15．(7分)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总反应为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag。根据反应式回答问题：
(1)Zn是________极，Ag2O发生______反应。
(2)电子由________极流向________极(填“Zn”或“Ag2O”)，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗物质的质量是________g。
(3)在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)根据电极反应可知Zn失电子被氧化作负极，Ag2O得电子被还原发生还原反应。(2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，当有1 mol电子通过电路时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。(3)根据总反应知电池使用过程中KOH的物质的量不变。
答案：(1)负 还原
(2)Zn Ag2O 32.5
(3)不变
16．(15分)现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，(B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋。
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池：____________________________________________。
(2)如果不能，说明其原因：__________________________________。
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(3)如果可以，则写出正、负极材料，其电极反应式及反应类型(填“氧化反应”或“还原反应”)，电解质溶液名称。
负极：________，__________________，________。
正极：________，__________________，________。
电解质溶液：__________________。
若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g。
解析：(1)～(2)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池。(A)不是氧化还原反应，不能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行，故能设计成原电池。
(3)根据反应式：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以电解质溶液只能为AgNO3溶液(因为Ag＋只能与NO大量共存)。
答案：(1)(A)不能，(B)可以
(2)(A)的反应是非氧化还原反应，没有电子转移
(3)Cu Cu－2e－===Cu2＋ 氧化反应
石墨棒、银、铂(任选一种) 2Ag＋＋2e－===2Ag
还原反应 AgNO3溶液 108
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