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第二节 化学能与电能
5分钟训练(预习类训练，可用于课前)
1.根据Zn+Cu2+====Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是( )
A.镁 B.石墨 C.铝 D.铅
根据原电池形成条件，要使Zn作负极，与它相连的金属必须要比Zn的活泼性差，石墨为非金属，故答案为D。 答案：D
2.X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出，X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X
解析：X能把Z从其硝酸盐溶液中置换出来，说明X的活泼性强于Z；X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，说明Y的活泼性强于X，故正确答案为C。 答案：C
3.市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。试完成下列问题：
(1)热敷袋产生热量的来源是_____________________________________________________。 (2)炭粉的主要作用是___________________________________________________________。 (3)加入NaCl的作用是__________________________________________________________。 (4)木屑的作用是_______________________________________________________________。 解析：本题主要考查学生对原电池原理的掌握和应用的题目，是一道理论联系实际的好题。 答案：(1)铁被氧化放出的热量
(2)与铁屑、NaCl溶液构成原电池，加速铁屑的氧化 (3)NaCl溶于水，形成电解质溶液
(4)使用“热敷袋”时受热均匀
4.1 mol氢气燃烧时约放热286 kJ，而每千克汽油燃烧时约放热4 600 kJ。氢气被认为是本世纪替代矿物燃料的理想能源。试述氢气作为能源的三个主要优点：
①______________________；②______________________；③______________________。 可从H2和汽油的燃烧产物的异同点对比得出结论：
产物：H2生成H2O，汽油生成H2O、CO2，还有少量CO、SO2等污染物； 放热：每千克汽油燃烧时约放出4 600 kJ，每千克H2放出286×来源：H2可来自水，汽油要由石油分馏或裂化产生。
答案：①来源丰富 ②单位质量的氢气燃烧时放出热量多 ③燃烧后不产生污染物 10分钟训练(强化类训练，可用于课中)
1.自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( ) ①生物能 ②核能 ③电能 ④太阳能 ⑤化学能
A.①④⑤ B.①③⑤ C.①②③ D.①③④
解析：人骑自行车是将生物能转化为机械能；电动自行车是将蓄电池的电能转化为机械能；普通汽车是将汽油的化学能转化为机械能，所以B选项正确。 答案：B
2.如图所示的装置中，能够组成原电池，产生电流的是( )
10002=143 000 kJ，是汽油的3.1倍。
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解析：根据构成原电池的条件必须同时满足：(1)要有活动性不同的两个电极。如金属与金属，金属与非金属(如石墨)等。(2)要有电解质溶液，如酸、碱或盐溶液都可以。(3)要有导线，能形成闭合回路。
由此条件进行判断：A项中两个电极的金属性相同，不符合条件(1)。C项中没有构成闭合回路，不符合条件(3)。D项中没有电解质溶液，酒精是非电解质。所以只有B项符合条件。 答案：B
3.氢氧燃料电池是将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
--
12O2+H2O+2e====2OH则下列叙述正确的是( )
--
A.通H2的一极是正极，通入O2的一极是负极 B.通O2的一极是正极，通入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
解析：H2失去电子为负极，负极产生水稀释，且消耗OH，碱性减弱，pH减小。O2得到电子为正极。故A、C项错误，B、D项正确。 答案：BD
4.废电池污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是( ) A.锌、铁、铜 B.汞、镉、铅 C.石墨 D.二氧化锰 解析：电池中的汞、镉、铅等重金属离子对土壤和水源造成污染。故选B项。 答案：B
5.下列反应属于放热反应的是( )
A.铝和盐酸反应 B.碳和CO2加热 C.石灰石的分解 D.天然气燃烧 解析：B、C项为吸热反应。
答案：AD
能源可划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。H2是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)
-
电解 2H2↑(g)+O2↑(g)。根据以上叙述，完成6—7题。 6.下列叙述正确的是( )
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源 C.天然气是一级能源 D.水煤气是一级能源 7.关于用水制取二级能源H2，以下研究方向不正确的是( )
A.构成水的氢和氧是可以燃烧的物质，因此，可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源 B.设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生H2 C.寻找高效催化剂，使水分解产生H2，同时释放能量
D.寻找特殊的化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取H2
解析：根据“自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源”，可知6题中的水力、天然气属于一级能源；
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根据“需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源”，可知电能、水煤气属于二级能源。7题中的A项，水是一种物质，但组成它的元素氢、氧不能称为物质，只有将氢转化为单质氢气时才可以燃烧，故A项不正确；使水分解的条件有电解、高温、合适的催化剂等，B项充分利用自然资源(太阳能)以产生高温来分解水，是一种较理想的方案，则B项正确；C项即是寻找合适的催化剂，但并不能改变水的分解反应是吸热反应这一事实，即不可能释放能量，则C项不正确；若用电解法制取氢气，因消耗大量的电能而成本太高，D项是开发廉价能源，以分解水制取H2，也是可行的方案，则D项正确。 答案：6.AC 7.AC
30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)
2+2+
1.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu====Zn+Cu，该反应的原电池的正确组成是( )
A B C D 正极 负极 Zn Cu Cu Zn Cu Zn Fe Zn 电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 CuCl2 解析：由离子方程式：Zn+Cu2+====Zn2++Cu可知原电池中，Zn应作负极，Cu或Fe可作正极，A项错误。电解质溶液应为可溶性铜盐溶液，所以B项错误。故C、D项正确。 答案：CD
2.已知空气锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+2OH--2e-====ZnO+H2O 石墨：
12O2+H2O+2e====2OH
--
据此判断，锌片是( )
A.负极，并被氧化 B.负极，并被还原 C.正极，并被氧化 D.正极，并被还原 解析：锌失去电子，被氧化，作原电池的负极。
答案：A
3.随着人们生活质量的提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是( ) A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉、铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中的石墨电极
解析：电池中的重金属离子会对土壤和水源产生污染，故必须要集中回收处理。
答案：B
4.将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成。若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀，B未被腐蚀，关于A、B的叙述正确的是( ) A.金属活动性A>B
B.还原性B>A
C.在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应 D.金属B的表面有明显气泡产生，金属A表面无明显现象
解析：金属A和金属B相连投入稀H2SO4中，形成原电池，A被腐蚀说明A失去电子，被氧化，作负极，则A比B的金属活动性强，还原性A强于B。故A项正确，B、C项错误。原电池中，H+在正极B上得到电子，生成H2，B的表面有明显气泡产生，A的表面无明显现象，故D项正确。 答案：AD
5.一种新型燃料电池，是用两根金属铂作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入H2和O2，下列说法不正确的是( )
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A.通入H2的电极为负极
B.通入O2的一极电极反应为2H2O+O2+4e-====4OH- C.随着放电的进行，负极附近pH上升
D.标准状况下通入5.6 L O2完全反应后有1 mol电子转移 解析：电极反应为：
正极：2H2O+O2+4e====4OH
--负极：2H2+4OH-4e====4H2O
所以通H2的一极为负极，并且负极pH下降。 答案：C
6.下列有关原电池的叙述正确的是( )
A.把电能转变为化学能，使溶液发生氧化还原反应 B.电子从活泼金属流向不活泼金属，不活泼金属为负极 C.外电路中电子从负极流向正极 D.正极发生氧化反应
解析：原电池是化学能转化为电能的装置，故A项错误。原电池中活泼金属作负极，失电子，电子沿导线流向正极；负极发生氧化反应，正极发生还原反应。故B、D项错误，C项正确。 答案：C
7.下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
解析：铜铁是两种活泼性不同的金属，稀硫酸是电解质溶液，三者共同形成原电池，铁片上发生氧化反应：Fe-2e-====Fe2+；铜片上发生还原反应：2H++2e-====2H 2H====H2↑故A选项正确；B选项中Zn片上发生氧化反应Zn-2e====Zn，铁片上发生还原反应，溶液中的 Zn+2e====Zn沉积在铁片上，故B选项正确；C选项发生的反应为：Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2，故C错误；在D选项中由于发生
2+2+
Zn+Cu====Zn+Cu，Cu沉积在Zn片上形成原电池，加快了氢气放出的速率，D选项也正确。 答案：C
8.对于原电池的组成条件，某同学列出了以下几点，其中正确的是( ) A.有两种活动性不同的金属(或非金属单质)作电极 B.电极材料均插入电解质溶液中 C.电极必须是金属 D.两极相连形成闭合电路
E.必须有一个自发的氧化还原反应
解析：由形成原电池的条件是可知，组成原电池的条件是A、B、D、E。电极有两个，负极必须是较活泼的金属，而正极可以是较不活泼的金属，也可以是非金属，如碳棒。 答案：ABDE
9.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，下列叙述正确的是( ) A.负极有Cl2逸出，正极有H2逸出 B.负极附近Cl的浓度减小
C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大 D.溶液中Cl-的浓度基本不变
解析：Fe为负极：Fe-2e====Fe；Ag为正极：2H+2e====H2↑；Cl的浓度基本不变。 答案：D
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-2+
+
----2+
2+
---
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10.下图所示能够组成原电池，并且能产生明显的电流的是( )
解析：首先按照构成原电池的条件，B、C、D项为原电池，但D项中的Zn与硫酸锌不反应，且溶液酸性弱，产生电流弱。 答案：B、C
11.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( ) A.D、C、A、B B.D、A、B、C C.D、B、A、C D.B、A、D、C
解析：A、B形成原电池，B不易被腐蚀，则A为负极，B为正极，活泼性A>B；A、D放入HCl中，D反应剧烈，则活泼性D>A，Cu不能置换B而Cu能置换C，则活泼性B>Cu>C。所以活泼性为：D>A>B>C。 答案：B
12.下列事实不能用电化学理论解释的是( )
A.镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀
B.轮船水线以下的船壳上，镶嵌一定量的锌块 C.铝片不用特殊的方法保存
D.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后反应速率加快
解析：由于铝在空气中发生化学腐蚀生成一层氧化物薄膜,起到保护作用,所以与电化学理论无关。 答案：C
13.将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下：
金属 电子流动方向 电压/V A A→Cu -0.78 B Cu→B -0.15 C C→Cu +1.35
D D→Cu +0.30
已知，构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。请依据记录数据判断，下列有关说法正确的是( )
A.在四种金属中C的还原性最强
B.金属B能从硫酸铜溶液中置换出铜 C.A、D若形成原电池时，A为正极
D.A、B形成合金时，将该合金露置在空气中，A先被腐蚀
解析：由题意中的电子流向可知金属性强弱为A>Cu，B
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