2021学年第三单元 化学能与电能的转化练习题

这是一份2021学年第三单元 化学能与电能的转化练习题，共15页。试卷主要包含了下列关于化学电源的说法正确的是，LED产品的使用为城市增添色彩，镍镉可充电电池可以发生反应，关于电解池的叙述不正确的是等内容，欢迎下载使用。

A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B．碳棒取出洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用
2．下列关于化学电源的说法正确的是( )
A．干电池放电之后还能再充电
B．充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能
C．充电电池可以无限制地反复放电、充电
D．氢氧燃料电池是一种环境友好型电池
3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )
①铝合金是负极 ②海水是电解质溶液 ③铝合金电极发生还原反应
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
4．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，电池放电时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列对电池放电时的分析正确的是( )
A．Pb为正极被氧化
B．电子从PbO2流向外电路
C．SOeq \\al(2－,4)向PbO2处移动
D．电解质溶液pH不断增大
5．LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是( )
A．a处通入氧气，b处通入氢气
B．通入H2的电极发生反应：H2－2e－===2H＋
C．通入O2的电极为电池的正极
D．该装置将化学能最终转化为电能
6．镍镉(Ni－Cd)可充电电池可以发生反应：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2eq \(,\s\up15(充电),\s\d15(放电))Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，该电池的负极材料是( )
A．Cd B．NiO(OH)
C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2
7．(双选)如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的化学原理示意图，下列判断不正确的是( )
A．电极A为电池负极
B．电极B表面上发生氧化反应
C．工作一段时间溶液pH保持不变
D．燃料电池工作时不会出现火焰
8．关于电解池的叙述不正确的是( )
A．与电源正极相连的是电解池的阳极
B．电解质溶液中的阳离子向阴极移动
C．在电解池的阳极发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，再经电解质溶液流入电解池的阳极
9．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列判断中正确的是( )
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
10．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。
(1)该电池的负极是锂，负极反应式是 。
(2)正极现象是 。
(3)放电时OH－向 (填“正极”或“负极”)移动。
11．如图所示，A、B两个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)A、B两个装置中属于原电池的是 ，属于电解池的是 。
(2)A池中Zn是负极，发生氧化反应，电极反应式为 。Cu是正极，发生还原反应，电极反应式为 。A池中总的化学方程式为 。
(3)B池中C是阴极，发生还原反应，电极反应式为 。Pt是 极，发生 反应，电极反应式为 。B池中总的化学方程式为 。
12．据报道，锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是( )
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液为强酸
13．一种微生物燃料电池的结构示意图如下，关于该电池的叙述正确的是( )
A．电池工作时，电子由a流向b
B．微生物所在电极区放电时发生还原反应
C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区
D．正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
14．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式为Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的说法正确的是( )
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该装置的阳极
D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
15．下列有关电化学的说法，完全正确的是( )
A．工业上电解熔融的AlCl3制备Al
B．电解NaCl溶液可以得到金属钠
C．电解水制H2、O2，为了增强溶液的导电性，可以加少量NaCl
D．一些无法自发进行的反应通过电解可以实现
16．下列说法正确的是( )
A．用惰性电极电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变
B．用惰性电极电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小
C．用惰性电极电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为21
D．原电池是将电能转化为化学能的装置
17．(双选)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念，设计制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu＋H2Oeq \(=====,\s\up15(通电))Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是( )
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生氧化反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1 ml电子转移时，有0.1 ml Cu2O生成
18．(双选)图中，两电极上发生的电极反应为a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋，下列说法中不正确的是( )
A．该装置可能是电解池
B．a极上一定发生还原反应
C．a、b不可能是同种电极材料
D．该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能
19．如图为原电池装置示意图。
(1)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是 (填字母)。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片
C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式： 。
(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。写出B电极反应式： ；该电池在工作时，A电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1 ml H2SO4，则转移电子的数目为 。
(3)若A、B均为铂片，电解质溶液为KOH溶液，分别从A、B两极分别通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式： ；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
6.3.2化学电源
1．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想将其变废为宝，以下他的想法你认为不正确的是( D )
A．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B．碳棒取出洗净用作电极
C．把铜帽取下洗净回收利用
D．电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用
解析：虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康，故选D。
2．下列关于化学电源的说法正确的是( D )
A．干电池放电之后还能再充电
B．充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能
C．充电电池可以无限制地反复放电、充电
D．氢氧燃料电池是一种环境友好型电池
解析：A项，干电池是一次性电池，放电之后不能再充电，错误；B项，充电电池在放电时化学能转化为电能，充电时将电能转化为化学能，错误；C项，充电电池不能无限制地反复放电、充电，错误；D项，氢氧燃料电池的生成物是水，是一种环境友好型电池，正确。
3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( A )
①铝合金是负极 ②海水是电解质溶液 ③铝合金电极发生还原反应
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
4．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，电池放电时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列对电池放电时的分析正确的是( D )
A．Pb为正极被氧化
B．电子从PbO2流向外电路
C．SOeq \\al(2－,4)向PbO2处移动
D．电解质溶液pH不断增大
解析：根据元素化合价变化知，铅失电子作还原剂而被氧化，则铅作负极，故A错误；该原电池中，铅失电子作负极，二氧化铅得电子作正极，电子从铅沿导线流向正极二氧化铅，故B错误；该原电池放电时，硫酸根离子向负极铅移动，氢离子向正极二氧化铅移动，故C错误；根据电池反应式知，硫酸参加反应，则溶液中氢离子浓度逐渐减小，溶液的pH逐渐增大，故D正确。
5．LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是( C )
A．a处通入氧气，b处通入氢气
B．通入H2的电极发生反应：H2－2e－===2H＋
C．通入O2的电极为电池的正极
D．该装置将化学能最终转化为电能
解析：A项，由电子流向可知a为负极，b为正极，负极上发生氧化反应，通入的是氢气，正极上发生还原反应，通入的是氧气，故错误；B项，a为负极，通入氢气，电解质溶液为碱性，因此发生的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，故错误；C项，氧气得电子，因此通入氧气的电极为电池的正极，故正确；D项，该装置的能量转换是化学能―→电能―→光能，故错误。
6．镍镉(Ni－Cd)可充电电池可以发生反应：Cd(OH)2＋2Ni(OH)2eq \(,\s\up15(充电),\s\d15(放电))Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，该电池的负极材料是( A )
A．Cd B．NiO(OH)
C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2
解析：放电时，元素化合价升高的物质为负极材料，故选A。
7．(双选)如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的化学原理示意图，下列判断不正确的是( BC )
A．电极A为电池负极
B．电极B表面上发生氧化反应
C．工作一段时间溶液pH保持不变
D．燃料电池工作时不会出现火焰
解析：甲醇燃料电池中，甲醇在负极通入，氧气在正极通入，即A是负极，B是正极，O2在电极B表面发生还原反应，A正确、B错误；由于氧气和甲醇不直接接触，不可能产生火焰，D正确；因为反应后会生成碳酸钾，消耗氢氧化钾，因此溶液的碱性降低，C错误。
8．关于电解池的叙述不正确的是( D )
A．与电源正极相连的是电解池的阳极
B．电解质溶液中的阳离子向阴极移动
C．在电解池的阳极发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，再经电解质溶液流入电解池的阳极
解析：与电源正极相连的是电解池的阳极，电解池中的阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，阳极发生氧化反应，A、B、C正确；电子由电源负极流向电解池阴极，不能经电解质溶液流向电解池的阳极，D错误。
9．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列判断中正确的是( C )
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
解析：由于电流从电源正极流出，故a为电源的正极，b为电源的负极，A项错误；电源称正、负极，B项错误；Cu2＋向阴极移动，d电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，在阴极上析出Cu，所以d电极质量增加，C项正确；Cl－向阳极移动，c电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，导致溶液中c(Cl－)降低，D项错误。
10．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。
(1)该电池的负极是锂，负极反应式是Li－e－===Li＋。
(2)正极现象是有无色气体产生。
(3)放电时OH－向负极(填“正极”或“负极”)移动。
解析：(1)金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为Li－e－===Li＋；(2)LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性：H＋>Li＋，所以正极反应是2H＋＋2e－===H2↑，正极产生无色气体；(3)在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH－向负极移动。
11．如图所示，A、B两个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)A、B两个装置中属于原电池的是A，属于电解池的是B。
(2)A池中Zn是负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。Cu是正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。A池中总的化学方程式为Zn＋CuCl2===ZnCl2＋Cu。
(3)B池中C是阴极，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。Pt是阳极，发生氧化反应，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。B池中总的化学方程式为CuCl2eq \(=====,\s\up15(通电))Cu＋Cl2↑。
解析：由装置图和题给条件知，A为原电池，B为电解池。对于原电池，活泼电极作负极，负极发生氧化反应，不活泼电极作正极，正极上发生还原反应。对于电解池，与电源负极相连为阴极，阴极上发生还原反应，与电源正极相连为阳极，阳极上发生氧化反应。
12．据报道，锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是( B )
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液为强酸
解析：Zn与O2反应的电子转移情况为，所以Zn作负极，负极发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。O2是正极反应物，发生还原反应。若电解液是强酸，电池的化学反应不是2Zn＋O2===2ZnO，而是Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，故选B。
13．一种微生物燃料电池的结构示意图如下，关于该电池的叙述正确的是( D )
A．电池工作时，电子由a流向b
B．微生物所在电极区放电时发生还原反应
C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区
D．正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
解析：因为右侧产生CO2，说明微生物所在的电极区Cm(H2O)n失电子生成CO2，电池工作时电子由b极经外电路流向a极，A错误；微生物所在电极区放电时发生氧化反应，B错误；放电时阳离子向正极区移动，C错误；放电时正极发生还原反应，D正确。
14．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式为Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的说法正确的是( C )
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该装置的阳极
D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
解析：该反应不能自发进行，因此该反应必须在电解池中发生，使电能转化为化学能。Cu被氧化，故金属铜作阳极，故选C。
15．下列有关电化学的说法，完全正确的是( D )
A．工业上电解熔融的AlCl3制备Al
B．电解NaCl溶液可以得到金属钠
C．电解水制H2、O2，为了增强溶液的导电性，可以加少量NaCl
D．一些无法自发进行的反应通过电解可以实现
解析：工业制备铝应电解熔融Al2O3，制备金属钠应电解熔融NaCl，电解水制H2、O2为了增强溶液导电性应加H2SO4或NaOH等，而加NaCl会产生Cl2，A、B、C错，故选D。
16．下列说法正确的是( C )
A．用惰性电极电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变
B．用惰性电极电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小
C．用惰性电极电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为21
D．原电池是将电能转化为化学能的装置
解析：用惰性电极电解稀硫酸溶液，氢离子和氢氧根离子放电，实质上是电解水，硫酸浓度增大，溶液的pH降低，A错误；用惰性电极电解稀NaOH溶液，氢离子和氢氧根离子放电，实质上是电解水，氢氧化钠浓度增大，故溶液的pH升高，B错误；用惰性电极电解Na2SO4溶液，氢离子和氢氧根离子放电，实质上是电解水，因此在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为21，C正确；原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。
17．(双选)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念，设计制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu＋H2Oeq \(=====,\s\up15(通电))Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是( AB )
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生氧化反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1 ml电子转移时，有0.1 ml Cu2O生成
解析：根据方程式可知，铜失去电子，发生氧化反应，所以铜和电源的正极相连，作阳极，则石墨是阴极。溶液中的氢离子得到电子，产生氢气，A、B项正确、C项不正确；当有0.1 ml电子转移时，有0.05 ml Cu2O生成，所以D项不正确。
18．(双选)图中，两电极上发生的电极反应为a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋，下列说法中不正确的是( CD )
A．该装置可能是电解池
B．a极上一定发生还原反应
C．a、b不可能是同种电极材料
D．该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能
解析：根据电极反应，该装置可能是原电池，a为正极，b为负极，化学能转化为电能；该装置也可能是电解池，a极为阴极，发生还原反应，b为阳极，电能转化为化学能，两极均为Fe，电解质为CuCl2溶液，是合理的，故C、D说法错误，选CD。
19．如图为原电池装置示意图。
(1)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是B(填字母)。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片
C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成的原电池的负极反应式：Al－3e－＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。
(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。写出B电极反应式：PbO2＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O；该电池在工作时，A电极的质量将增加(填“增加”“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1 ml H2SO4，则转移电子的数目为0.1NA。
(3)若A、B均为铂片，电解质溶液为KOH溶液，分别从A、B两极分别通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式：H2＋2OH－－2e－===2H2O；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将减弱(填“增强”“减弱”或“不变”)。
解析：(1)铝遇浓硝酸钝化，铜能与浓硝酸反应，故此时作负极的是铜片；铝能与烧碱溶液反应，铜不能，此时作负极的是铝片；铝在烧碱溶液中失去电子后结合OH－生成AlOeq \\al(－,2)。(2)B为PbO2，得到电子后结合溶液中的SOeq \\al(2－,4)生成难溶的PbSO4：PbO2＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O；同样A极也生成PbSO4，故质量会增加；由总反应可知消耗2 ml H2SO4时，转移2 ml电子，故消耗0.1 ml H2SO4时转移电子的数目为0.1NA。(3)碱性条件下电极反应式中不能出现H＋，只能出现OH－；因为电池反应最终生成了水，对KOH溶液有稀释作用，故溶液的碱性将减弱。