第九章 第一节 针对训练 测与评

(时间：60分钟 满分：100分)

一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)

1．为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验，并记录了实验现象： ①向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成； ②向上述浓度的稀硫酸中插入铜片，没有气泡生成；

③将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入上述浓度的稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验①中快；

④在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中，发现电流计指针偏转．

下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是( ) ．A．实验①、②说明锌能与稀硫酸反应而铜不能 B．实验③说明发生原电池反应时会加快化学反应速率 C．实验③说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气 D．实验③、④说明该原电池中铜为正极、锌为负极

解析：③中看到铜片上有气泡生成，实质上是Zn失去的电子通过导线传到了铜片上，由H得到电子生成了H2，而铜并没有参加反应．

答案：C

2．原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关．下列说法中正确的是( )

A．由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Cu－2e===Cu2

－

＋

＋

B．由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为：Cu－2e===Cu2

－

＋

C．由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al＋4OH－3e===AlO2

＋2H2O

D．由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al－3e===Al3

－

＋

－－－

解析：前两项都按常规，应该是活泼金属作负极；C项中Al能与NaOH溶液反应，作负极．D项中Al在浓HNO3中钝化，而构不成原电池．

答案：C

3．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是( )

A．锌片是负极

B．两个铜片上都发生氧化反应 C．石墨是阴极

D．两个蕃茄都形成原电池

解析：由于蕃茄汁显酸性，Zn和Cu的活泼性不同，且Zn能与H反应，因此左侧为原电池，右侧为电解池．在左侧，Zn作负极，Cu作正极，在右侧C作阳极，Cu作阴极，故A正确．

答案：A

4．世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最．下列有关叙述正确的是( )

＋

A．光伏电池是将太阳能转变为电能 B．光伏电池是将化学能转变为电能 C．电流从a流向b

D．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极

解析：根据图示，光伏电池是将太阳能直接转变为电能的装置，A正确，B错误．外电路中，电流从b流向a，C错误．由于电流从P型半导体流出，因而P型半导体为正极，D错误．

答案：A

5．(2010·新课标全国卷)根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )

A．2Ag(s)＋Cd2(aq)===2Ag(aq)＋Cd(s)

＋

＋

B．Co2(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2(aq)

＋

＋

C．2Ag(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2(aq)

＋

＋

D．2Ag(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2(aq)

＋

＋

解析：第一图中Cd：Cd(s)－2e===Cd2(aq)，Co：Co2(aq)＋2e===Co(s)，故B正

－

＋

＋

－

确；第二图中Co：Co(s)－2e===Co2(aq)，Ag：2Ag(aq)＋2e===2Ag(s)，故C、D正确，

－

＋

＋

－

A错．

答案：A

6．(2011·南通月考)下列有关电化学知识的描述正确的是( )

A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能

B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液

C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极

D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池

解析：A项，CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B项，会发生反应：KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使盐桥的导电性减弱，所以不能使用KCl溶液，可换成KNO3溶液，B项错误；C项，由于铁遇到浓硝酸会发生钝化而生成致密氧化膜，故该组合不能构成原电池．所以C项错误；D项正确．

答案：D

7．(2011·汕头模拟)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点．其中一种镁原电池的

??反应为xMg＋Mo3S4??????MgxMo3S4；在镁原电池放电时，下列说法错误的是( )

充电放电A．Mg2向正极迁移

＋

xB．正极反应为：Mo3S4＋2xe===Mo3S24

－

－

C．Mo3S4发生氧化反应

D．负极反应为：xMg－2xe===xMg2

－

＋

2x解析：正极反应为Mo3S4＋2xe===Mo3S4，发生还原反应，负极反应为xMg－2xe

－

－

－

===xMg2，负极产生的Mg2移向正极参加反应，C选项错误．

＋

＋

答案：C

8.(2010·安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )

A．电子通过外电路从b极流向a极

B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e===4OH C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2

－

－

＋

D．H由a极通过固体酸电解质传递到b极

解析：该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H2－2e===2H，H

＋

－

＋

＋

由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O2＋4H＋4e===2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和

＋

－

压强，不正确．

答案：D

9．上海世博会期间，氢氧燃料电池车进入世博园，园区内实现了公共交通“二氧化碳零排放”．下列说法中正确的是( )

A．CH4燃料电池车也能实现“二氧化碳零排放” B．燃料电池正极发生氧化反应 C．通入氢气的一极为燃料电池的负极

D．氢氧燃料电池把H2和O2燃烧放出的热能转化为电能 解析：CH4燃料电池工作时能够生成CO2，A项错误；在燃料电池正极，O2得电子发生还原反应，B项错误；氢氧燃料电池把贮存在H2和O2内部的化学能转化为了电能，D项错误．

答案：C

10．(2011·海淀高三期末)高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽

??车．总反应方程式如下：Ni(OH)2＋M??????NiOOH＋MH，下列叙述正确的是( )

充电放电A．放电时正极附近溶液的碱性增强

B．放电时负极反应为：M＋H2O＋e===MH＋OH

C．充电时阳极反应为：NiOOH＋H2O＋e===Ni(OH)2＋OH D．放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH被氧化

解析：放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e===Ni(OH)2＋OH，正极附近c(OH)增大，溶液碱性增强，A对；放电时负极反应为MH＋OH－e===M＋H2O，B错；充电时阳极反应为Ni(OH)2＋OH－e===NiOOH＋H2O，C错；放电时正极发生还原反应，放电时每转移1 mol电子，正极上有1 mol NiOOH被还原，D错．

答案：A

二、非选择题(本题包括4小题，共50分)

11．(12分)(2010·宝鸡市高三质检)金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐．现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合液中，铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)

(1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式____________________________．

(2)若铜完全溶解时，溶液中的Fe3、Cu2、H三种离子的物质的量浓度相等，且测得

＋

＋

＋

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

－

溶液的pH＝1，则溶解铜的质量是________g，溶液中的c(SO24)＝________mol/L.

－

(3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应，请判断图中的正、负极，并选出适当的物质作电极，写出电极反应式，填在相应的表格中.

X极 Y极 解析：(1)Cu与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4和FeSO4，可知离子方程式Cu＋2Fe3===Cu2

＋

＋

正、负极判断 电极材料 电极反应式 ＋2Fe2；(2)溶液中的Fe3、Cu2、H三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＝1，故c(H)＝c(Cu2)＝0.1 mol/L，故n(Cu2)＝0.1 mol/L×0.1 L＝0.01 mol，溶解铜的质量为0.01 mol×64 g/mol＝0.64 g；反应后溶液中的阳离子为：Fe3、Fe2、Cu2、H，而

＋

＋

＋

＋

Cu＋2Fe3===Cu2＋2Fe2，可见Fe2的物质的量浓度为Cu2的两倍，依据溶液中的电荷

＋

＋

＋

＋

＋

守恒规律，故0.1 mol/L×3＋0.2 mol/L×2＋0.1 mol/L×2＋0.1 mol/L×1＝c(SO2解得4)×2，

－

c(SO24)＝0.5 mol/L.

－

答案：(1)Cu＋2Fe3===Cu2＋2Fe2

＋

＋

＋

(2)0.64 0.5 (3)

X极 Y极

12．(12分)(1)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不．正确的是________．

A．太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学 B．氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境

C．以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同 D．以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同

(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电

正、负极判断 负极 正极 电极材料 铜 碳 电极反应式 Cu－2e===Cu2 －＋2Fe3＋2e===2Fe2 ＋－＋??池的总反应式为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O??????充电放电

3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH.

①该电池放电时负极反应式为_________________．

②放电时每转移3 mol电子，正极有________ mol K2FeO4被还原．

(3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位．电池反应式为：

??Li1－xMnO4＋Lix?正确的是________． ?????LiMnO4，下列有关说法不．

充电放电A．放电时电池的正极反应式为：Li1－xMnO4＋xLi＋xe===LiMnO4 B．放电过程中，石墨没有得失电子

C．该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作

D．充电时电池上标有“－”的电极应与外接电源的负极相连

解析：(1)选项A，电解获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学．选项B，氢氧燃料电池中生成物为H2O，对环境无污染．选项C，以稀H2SO4为介质的电池负极反应式为：H2－2e===2H，以KOH为介质的电池负极反应式为H2＋2OH－2e===2H2O..选项D，氢氧燃料电池的总反应式均为：2H2＋O2===2H2O.

(2)①放电时，在碱性条件下，负极反应式为：Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2.

②根据电池总反应式可知，2 mol K2FeO4被还原时有6 mol电子转移，所以放电时每转移3 mol电子，有1 mol K2FeO4被还原．

(3)选项A，根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为：xLi－xe===xLi，由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为Li1－xMnO4＋xLi＋xe===LiMnO4.选项B，根据总反应式可判断石墨没有得失电子．选项C，Li能与KOH溶液中的H2O反应，导致电池无法正常工作．选项D，充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，所以标有“－”的电极应与外接电源的负极相连．

答案：(1)C (2)①Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2 ②1 (3)C

13．(12分)某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L1，盐桥中装有饱和K2SO4溶液．回答下列问题：

－－

－

＋

－－

＋

－

－

－

－

－

＋

＋－

(1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)． (2)外电路的电流方向为：从________到________．(填“a”或“b”) (3)电池工作时，盐桥中的SO24移向________(填“甲”或“乙”)烧杯．

－

(4)甲烧杯中发生的电极反应为______________________________________________． 解析：根据氧化还原反应可知：甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应为：MnO4＋8H＋5e===Mn2＋4H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe2

＋

－

＋

＋

－e===Fe3，外电路电流方向从正极流向负极，即从a到b.电池工作时，盐桥中的阴离

－

＋

子移向负极，阳离子移向正极，即SO24移向乙烧杯．

－

答案：(1)乙 (2)a b (3)乙 (4)MnO4＋8H＋5e===Mn2＋4H2O

－

＋

－

＋

14．(14分)(2011·东北高三联考)锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器．电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag.请回答下列问题：

(1)该电池的正极材料是________；电池工作时，阳离子向________(填“正极”或“负极”)移动；负极的反应式为____________．

(2)①电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，化学反应方程式为ZnO＋C=====Zn＋CO↑，此法为________．

A．电解法 B．热还原法 C．热分解法

②电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为________________________． (3)可用石墨作电极电解提纯氢氧化钾电解液．电解池内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，其工作原理如图所示．

①该电解池的阴极反应式为______________．

②除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口________(填“A”或“B”)导出．

③在相同条件下，a处与b处产生的气体体积比为______________________．

解析：(1)依据电池总反应式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag，锌为活泼金属，故锌为负极，电极反应式为：Zn－2e＋2OH===ZnO＋H2O；Ag2O为正极；电池工作时，阳离子向正极移动．(2)①化学反应方程式为ZnO＋C=====Zn＋CO↑，说明碳还原氧化锌，故此法为 热还原法，选B.②氧化银不稳定，受热会分解得到银，其化学方程式为2Ag2O=====4Ag＋ O2↑.

(3)①电解池的阴极是H放电，故电极反应式为2H＋2e===H2↑；②除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口B导出；③a为电解池的阳极，放出的是氧气，b为电解池的阴极，放出的是氢气，总反应方程式为：2H2O=====2H2↑＋

O2↑，所以相同条件下a处与b处产生的气体体积比为1∶2. 答案：(1)Ag2O 正极

Zn－2e＋2OH===ZnO＋H2O (2)①B ②2Ag2O=====4Ag＋O2↑ (3)①2H＋2e===H2↑ ②B ③1∶2

＋

－

－

－

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高温

高温

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电解

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