[課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)]一、選擇題1．下列過(guò)程屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是()A．行人踩踏發(fā)電瓷磚(原理是利用行人踩踏地板產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)發(fā)電)B．iPhone7手機(jī)電池放電C．汽車(chē)發(fā)電機(jī)中汽油燃燒D．氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)解析：選B。A選項(xiàng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，正確；C選項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，錯(cuò)誤。2．下列電池工作時(shí)，O2在正極放電的是()A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池解析：選B。鋅錳電池，正極反應(yīng)：MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－，MnO2在正極放電，A錯(cuò)誤。氫燃料電池，正極反應(yīng)(酸性條件下)：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，O2在正極放電，B正確。鉛蓄電池，正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，PbO2在正極放電，C錯(cuò)誤。鎳鎘電池，正極反應(yīng)：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正極放電，D錯(cuò)誤。3．(2016·高考上海卷)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示()A．銅棒的質(zhì)量 B．c(Zn2＋)C．c(H＋) D．c(SOeq\o\al(2－,4))解析：選C。該裝置構(gòu)成原電池，Zn是負(fù)極，Cu是正極。A.在正極Cu上溶液中的H＋獲得電子變?yōu)闅錃?，Cu棒的質(zhì)量不變，錯(cuò)誤；B.由于Zn是負(fù)極，不斷發(fā)生反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)逐漸增大，錯(cuò)誤；C.由于反應(yīng)不斷消耗H＋，所以溶液中c(H＋)逐漸減小，D.SOeqD.SOeq\o\al(2－,4)不參加反應(yīng)，其濃度不變，錯(cuò)誤。4．(2018·泉州模擬)課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置B．原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成C．圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流D．圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時(shí)，電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片解析：選D。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，A正確；原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成，B正確；圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時(shí)，構(gòu)成原電池，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流，C正確；圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時(shí)，鋅片作負(fù)極，電子由鋅片通過(guò)導(dǎo)線流向銅片，D錯(cuò)誤。5．(教材改編)根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是()A．燒杯a中的溶液pH降低B．燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)C．燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑D．燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑解析：選B。據(jù)圖示鋅電極失去電子，該極上發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；燒杯a中O2得到電子，發(fā)生反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，使pH升高，故A、C錯(cuò)；鋅為負(fù)極，失去電子，發(fā)生反應(yīng)：Zn－2e－=Zn2＋，故D錯(cuò)。6．燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、無(wú)污染等特點(diǎn)，如圖為Mg-NaClO燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說(shuō)法正確的是()A．鎂作Y電極B．電池工作時(shí)，Na＋向負(fù)極移動(dòng)C．廢液的pH大于NaClO溶液的pHD．X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO－＋2H2O－4e－=ClOeq\o\al(－,3)＋4H＋解析：選A。圖中OH－向Y電極移動(dòng)，那么Y為負(fù)極，故鎂作Y電極，故A正確；電池工作時(shí)，Na＋向正極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO－＋H2O＋2e－=Cl－＋2OH－，OH－移向負(fù)極與Mg2＋反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，廢液NaCl溶液的pH小于NaClO溶液的pH，故C、D錯(cuò)誤。7．二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，降低了成本，提高了效益，其原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋B．Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－=2O2－C．該電池放電時(shí)電子從Pt1電極經(jīng)過(guò)外電路流到Pt2電極D．相同條件下，放電過(guò)程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1解析：選B。電池總反應(yīng)是2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4，Pt1為負(fù)極，電極反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，Pt2為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，A、C、D正確，B錯(cuò)誤。8．銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說(shuō)法正確的是()A．處理過(guò)程中銀器一直保持恒重B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C．該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S=6Ag＋Al2S3D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl解析：選B。鋁質(zhì)容器、變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置，鋁作負(fù)極，變質(zhì)的銀器作正極。負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－=Al3＋，正極反應(yīng)式為Ag2S＋2e－=2Ag＋S2－。Al3＋與S2－在溶液中不能共存，能發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)：2Al3＋＋3S2－＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原電池總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6H2O=6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。A項(xiàng)，原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，銀器中Ag2S被還原成Ag，質(zhì)量減輕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．(2018·淮北高三模擬)高溫鈉硫電池是一種新型可充電電池，其工作原理如圖所示，圖中固體電解質(zhì)是Na＋導(dǎo)體。下列敘述正確的是()A．放電時(shí)，石墨電極a為正極B．放電時(shí)，Na＋從石墨b向石墨a方向遷移C．充電時(shí)，b極反應(yīng)為Na2Sx－2e－=xS＋2Na＋D．可將裝置中的固體電解質(zhì)改成NaCl溶液解析：選C。放電時(shí)，石墨電極a為負(fù)極，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，Na＋從石墨a向石墨b方向遷移，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，b極反應(yīng)為Na2Sx－2e－=xS＋2Na＋，C選項(xiàng)正確；固體電解質(zhì)不能改成NaCl溶液，因?yàn)殁c單質(zhì)會(huì)與水反應(yīng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題10．(1)理論上任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計(jì)成原電池。根據(jù)氧化還原反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋設(shè)計(jì)的原電池如圖所示，其中鹽橋內(nèi)裝瓊脂-飽和KNO3溶液。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：①電解質(zhì)溶液X是______；電解質(zhì)溶液Y是______。②寫(xiě)出兩電極的電極反應(yīng)式。鐵電極：________________________________；碳電極：________________________________。③外電路中的電子是從________電極流向________電極。(填“鐵”或“碳”)④鹽橋中向X溶液中遷移的離子是________(填字母)。A．K＋B．NOeq\o\al(－,3)(2)請(qǐng)將下列氧化還原反應(yīng)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O設(shè)計(jì)成原電池，在方框中畫(huà)出類似(1)中的裝置圖，并寫(xiě)出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。正極：___________________________________________；負(fù)極：___________________________________________。解析：(1)①根據(jù)反應(yīng)，F(xiàn)e作負(fù)極，C作正極，負(fù)極電解質(zhì)溶液中應(yīng)含有鐵的陽(yáng)離子且不與鐵反應(yīng)，所以X為含F(xiàn)e2＋的電解質(zhì)溶液；正極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－=Fe2＋，因而Y為含F(xiàn)e3＋的電解質(zhì)溶液。②負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋，正極反應(yīng)式：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋。③外電路電子由負(fù)極(Fe)流向正極(C)。④Fe是負(fù)極，因而向X溶液中遷移的是鹽橋中的陰離子，即為NOeq\o\al(－,3)。(2)見(jiàn)答案中的裝置圖及電極反應(yīng)式。答案：(1)①FeCl2(或FeSO4)FeCl3[或Fe2(SO4)3]②Fe－2e－=Fe2＋2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋③鐵碳④B(2)NOeq\o\al(－,3)＋3e－＋4H＋=NO↑＋2H2OCu－2e－=Cu2＋11．化學(xué)在能源開(kāi)發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。Ⅰ.氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極)：(1)對(duì)于氫氧燃料電池，下列敘述不正確的是________。A.a電極是負(fù)極，OH－移向負(fù)極B．b電極的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．電池總反應(yīng)式為2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2H2OD．電解質(zhì)溶液的pH保持不變E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置(2)上圖右邊裝置中盛有100mL0.1mol·L－1AgNO3溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，此時(shí)AgNO3溶液的pH＝________(溶液體積變化忽略不計(jì))。Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱ΔH＝－726.5kJ·mol－1，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_(kāi)____________，正極的反應(yīng)式為_(kāi)_____________。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ，則該燃料電池的理論效率為_(kāi)_______(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。解析：Ⅰ.(1)C項(xiàng)，反應(yīng)條件不是點(diǎn)燃，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，隨著燃料電池的不斷反應(yīng)，水越來(lái)越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸降低，錯(cuò)誤。(2)右池為電解池，其電極反應(yīng)為陽(yáng)極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，陰極：4Ag＋＋4e－=4Ag，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01mol，右池中共消耗0.01molOH－，故生成0.01molH＋，c(H＋)＝eq\f(0.01mol,0.1L)＝0.1mol·L－1，pH＝1。Ⅱ.該燃料電池的理論效率＝eq\f(702.1kJ,726.5kJ)×100%≈96.6%。答案：Ⅰ.(1)CD(2)1Ⅱ.CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋O2＋4H＋＋4e－=2H2O96.6%12．某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol·L－1，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)此原電池的正極是石墨________(填“a”或“b”)，發(fā)生________反應(yīng)。(2)電池工作時(shí)，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲________________________________________________________________________；乙________________________________________________________________________。(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5mol·L－1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為_(kāi)_______mol。解析：(1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極。(2)電池工作時(shí)，SOeq\o\al(2－,4)向負(fù)極移動(dòng)，即向乙燒杯移動(dòng)。(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnOeq\o\al(－,4)＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2＋－5e－=5Fe3＋。(4)溶液中的MnSO4濃度由1mol·L－1變?yōu)?.5mol·L－1，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過(guò)程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0.5mol·L－1×0.2L＝0.1mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.1mol×5＝0.5mol。答案：(1)a還原(2)乙(3)MnOeq\o\al(－,4)＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O5Fe2＋－5e－=5Fe3＋(4)0.513．全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。下圖是釩電池基本工作原理示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)硫酸在電池技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是____________，實(shí)驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時(shí)需要加入少量硫酸，硫酸的作用是___________。(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價(jià)態(tài)的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VOeq\o\al(＋,2))為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2＋＋V3＋＋H2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))V2＋＋VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋。放電時(shí)的正極反應(yīng)式為_(kāi)__________，充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為_(kāi)_________________