高中化学-化学能与电能同步精练精析-新人教版必修2.doc

2.2 化学能与电能【典例导悟】【典例1】用铜片、银片、Cu〔NO3〕2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥〔装有琼脂-KNO3的U形管〕构成一个原电池以下有关该原电池的表达正确的选项是 ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反响为：Ag+ +e- ====Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反响与该原电池反响相同 A.①②　　　B.②③　　　C.②④　　　D.③④ 【思路点拨】解答此题要注意以下两点：〔1〕明确原电池的构成条件及判断正、负极的方法〔2〕会书写简单的电极方程式自主解答】选C该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反响式为Cu-2e- ====Cu2+，正极反响式为Ag+ +e- ====Ag，因此②对；在外电路中，电子由铜电极流向银电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错无论是否为原电池，反响实质相同，均为氧化复原反响，所以④对 【变式训练】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，负极上发生反响的物质是(　 ) A.Ag　　　B.Zn(OH)2　　　C.Ag2O　　　D.Zn 【解析】选D。

从化合价变化情况来看，放电时Zn从0价变为+2价，发生氧化反响，所以放电时Zn作负极 【典例2】写出以下原电池的电极反响式和总反响的化学方程式 〔1〕负极：_________；正极： _________ ； 总反响式： _________ 〔2〕负极： _________ ；正极： _________ ； 总反响式： _________ 〔3〕负极： _________ ；正极： _________ ； 总反响式： _________ 【标准解答】〔1〕铁做负极失2e- 变成Fe2+，H+ 得e- 变成H2；〔2〕Cu失2e- 变成Cu2+，Ag+ 得e- 变成Ag；〔3〕Fe失2e- 变成Fe2+，得电子的是空气中的O2，因为NaCl为中性溶液，所以O2得电子后变为O2-，立即结合H2O分子生成OH- 答案：(1)Fe-2e- ====Fe2+　　　2H+ +2e- ====H2↑ Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑ (2)Cu-2e- ====Cu2+　　　Ag+ +e- ====Ag Cu+2AgNO3====2Ag+Cu(NO3)2 (3)Fe-2e- ====Fe2+　　　2H2O+O2+4e- ====4OH- 2Fe+2H2O+O2====2Fe(OH)2 【互动探究】如果〔2〕中硝酸银溶液换成FeCl3溶液，那么电极反响式和总反响方程式分别是什么？ 提示：负极：Cu-2e- ====Cu2+，正极：2Fe3+ +2e- ====2Fe2+，总反响方程式：Cu+2Fe3+ ====Cu2+ +2Fe2+。

【典例3】如下图装置中，可观察到 电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细 下表所列M、N、P物质中，可以组合成 该装置的是 【标准解答】选CM棒变粗，N棒变细，说明N棒是负极，相对M棒金属活动性更强M棒变粗说明M棒上有金属析出 【变式训练】〔多项选择〕某原电池的电池反响为 Fe+2Fe3+ ====3Fe2+，与此电池反响不符合的原电池是〔　〕 A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 D.银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池、【解析】选C、D根据原电池的电池反响为 Fe+2Fe3+ ====3Fe2+ 可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe3+ 的溶液为电解质溶液 【学业达标训练】1.以下表达不正确的选项是〔　〕 A.根据一次能源和二次能源的划分，氢气为二次能源 B.电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源 C.火电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 D.在火力发电时，化学能转化为热能的过程实际上是氧化复原反响发生的过程，伴随着能量的变化 【解析】选C。

氢气不能从自然界中直接取得，是二次能源电能也是二次能源，且使用方便、污染最小，A、B都正确以煤为原料，火电的能量转化过程为：〔煤〕化学 2.(2022桂林高一检测)如下图的装置 中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N 为石墨棒，关于此装置的以下表达中，不 正确的选项是〔　〕 A.N上有气体放出 B.M为负极，N为正极 C.是化学能转变为电能的装置 D.导线中有电流通过，电流方向是由M到N 【解析】选D原电池中活泼金属为负极，失去电子，即M为负极，溶液中的氢离子在正极得到电子被复原为H2，那么N为正极电流方向与电子流向相反，应由正极〔N〕流向负极〔M〕 3.原电池产生电流的本质原因是〔　〕 A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接 C.电极上进行的氧化复原反响的生成物为电子 D.电极上进行的氧化复原反响中会有电子的转移【解析】选D能设计成原电池的化学反响必须是氧化复原反响，通过把氧化反响和复原反响设计在两个电极上进行，从而实现电子在外电路中定向移动而形成电流 4.如下图能够组成原电池，并且产生明显的电流的是〔　〕 【解析】选B①构成原电池要有三个根本条件：a.电解质溶液；b.两个电极，其中一个相对较活泼〔一般与电解质溶液能自发发生氧化复原反响〕，另一个相对较不活泼。

两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；c.形成闭合电路 ②构成原电池的三个根本条件是相互联系的，不能孤立、片面地看待某一条件其中氧化复原反响是核心 对于此题，首先按照构成原电池的条件，B、D可构成原电池，但D中的Zn与硫酸锌不反响，即不存在自发的氧化复原反响 5.(2022广东理基)以下有关电池的说法不正确的选项是 〔　〕 A. 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】选B可充电的电池称为二次电池，A正确；铜锌原电池中，锌为负极，失去电子，电子沿导线流向铜极，B项错误，D项正确；电池中的能量转化都是化学能转化为电能，C项正确 7.(2022广州高一检测)锂电池是 一代新型高能电池，它以质量轻、 能量高而受到普遍重视，目前已研 制成功多种锂电池某种锂电池的 总反响式为Li+MnO2====LiMnO2，以下说 法正确的选项是(　) A.Li是正极，电极反响为Li-e- ====Li+ B.Li是负极，电极反响为Li-e- ====Li+ C.Li是负极，电极反响为MnO2+e- ==== D.Li是负极，电极反响为Li-2e- ====Li2+ 【解析】选B。

此题根据总反响式判断Li被氧化，为负极材料，其失去电子成为Li+，正极放电的为MnO2，假设电池总反响式而要写电极反响式，这类题的一般处理方法是：根据“负失氧、正得还〞的规律先判断出负极材料，负极材料假设是金属，那么失电子而变为相应阳离子〔注意：Fe失电子应变为Fe2+〕，负极材料假设是其他被氧化的物质〔如氢氧燃料电池中的H2、甲烷燃料电池中的CH4〕，那么失电子变为相应氧化产物，然后再推断正极反响 8.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池假设a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生那么四种金属活动性顺序由强到弱的正确顺序为〔　〕 A.a>b>c>d　　　B.a>c>d>b C.c>a>b>d　　　D.b>d>c>a 【解析】选B根据原电池原理，作为负极的金属活动性比正极金属的活动性强外电路中电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，因此可依次作出如下判断：①活动性：a>b;②c>d;③a>c;④d>b综合得出结论：金属活动性a>c>d>b，故应选B 9.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

〔1〕写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： __________________________________________ 〔2〕假设将〔1〕中的反响设计成原电池，请在方框内画出 原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反响式 正极反响____________________； 负极反响____________________ 依据反响：2Fe3+ +Cu====2Fe2+ +Cu2+，Cu失电子，应为原电池的负极，正极材料选用比铜不活泼的碳棒或铂丝均可，电解质溶液选用FeCl3溶液 答案：〔1〕2Fe3+ +Cu====2Fe2+ +Cu2+ 〔2〕装置图 Fe3+ +e- ====Fe2+ 〔或2Fe3+ +2e- ====2Fe2+〕 Cu-2e- ====Cu2+ 10. Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4-SOCl2电池的总反响可表示为： 4Li+2SOCl2====4LiCl+S+SO2 请答复以下问题： 〔1〕电池的负极材料为________，发生的电极反响为________ ； 〔2〕电池正极发生的电极反响为________ ； 〔3〕SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。

如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________ ，反响的化学方程式为________ ； 〔4〕组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________ 【解析】分析反响的化合价变化，可得Li为复原剂，SOCl2为氧化剂 〔1〕负极材料为Li〔复原剂〕，Li-e- ====Li+ 〔2〕正极反响式可由总反响减去负极反响式得到： 2SOCl2+4e- ====4Cl- +S+SO2 〔3〕题中给出有碱液吸收时的产物，那么没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成 〔4〕因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反响，且SOCl2也与水反响 答案：〔1〕Li Li-e- ====Li+ 〔2〕2SOCl2+4e- ====4Cl- +S+SO2 〔3〕出现白雾，有刺激性气味的气体生成 SOCl2+H2O====SO2↑+2HCl↑ 〔4〕因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反响，且SOCl2也与水反响 【素能综合检测】一、选择题〔此题包括5小题，每题4分，共20分〕 1.(2022连云港高一检测)一个原电池的总反响的离子方程式是Zn+Cu2+ ====Zn2+ +Cu，该原电池的合理组成是〔　〕 【解析】选C。

该原电池的总反响可分为两个电极反响，负极：Zn-2e- ====Zn2+,正极：Cu2+ +2e- ====Cu，因此负极材料应是Zn，电解质溶液应是可溶性铜盐溶液，而正极材料为活动性比Zn弱的导体，如Cu、Fe、Pt、石墨等 2.(2022双鸭山高一检测)根据以下事实：①X+Y2+ ====X2+ +Y；②Z+2H2O〔冷〕====Z(OH)。