2020届化学高考二轮复习（浙江）化学能与电能的转化作业 练习

课后达标检测[学生用书P117(单独成册)]

一、选择题

1．下列过程属于化学能转化为电能的是(　　)

A．行人踩踏发电瓷砖(原理是利用行人踩踏地板产生的振动来发电)

B．智能手机电池放电

C．汽车发电机中汽油燃烧

D．氢氧化钠与盐酸反应

解析：选B。A选项，动能转化为电能，错误；B选项，化学能转化为电能，正确；C选项，化学能转化为动能，错误；D选项，化学能转化为热能，错误。

2．下列说法正确的是(　　)

A．煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物

B．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向

C．化学电源放电、植物光合作用都发生化学变化，并伴随能量的转化

D．若反应过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热

解析：选C。A项，煤是有机化合物，A错误；B项，利用太阳能的光解产生氢气是氢能开发的研究方向，B错误；D项，若化学过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，则反应吸热，D错误。

3．下列电池工作时，O2在正极放电的是(　　)

解析：选B。锌锰电池，正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－，MnO2在正极放电，A错误。氢燃料电池，正极反应(酸性条件下)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，O2在正极放电，B正确。铅蓄电池，正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，PbO2在正极放电，C错误。镍镉电池，正极反应：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正极放电，D错误。

4．下列有关金属的腐蚀与防护的说法中，不正确的是(　　)

A．温度升高，金属腐蚀速率加快

B．在铁管外壁上镀锌可防止其被腐蚀

C．金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应

D．将钢闸门与直流电源的正极相连可防止其被腐蚀

解析：选D。温度升高，金属的腐蚀速率加快，A正确；锌比铁活泼，破损后锌被腐蚀而铁被保护，B正确；金属被腐蚀的过程是金属失去电子被氧化的过程，C正确；防止钢闸门被腐蚀应将其与直流电源的负极相连，D不正确。

5．化学与生产、生活息息相关， 下列叙述错误的是(　　)

A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性

B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染

C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素

D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放

解析：选B。铁表面镀锌，发生电化学腐蚀时，Zn作负极，失去电子发生氧化反应；Fe作正极，O2、H2O在其表面得到电子发生还原反应，铁受到保护，A正确。聚乳酸塑料能自行降解，聚乙烯塑料则不能，因此用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料，将加剧白色污染，B不正确。燃烧化石燃料时，产生大量烟尘、CO等有害物质，是造成雾霾天气的原因之一，C正确。重金属离子有毒性，含有重金属离子的电镀废液随意排放，易引起水体污染和土壤污染，应进行处理达标后再排放，D正确。

6．相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是(　　)

解析：选C。A、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，易被腐蚀；C中铜镀层把铁完全覆盖，构不成原电池而不被腐蚀。

7.利用如图装置进行实验，开始时，左右两管液面相平，密封好放置一段时间。下列说法正确的是(　　)

A．左管中O2得到电子，右管中H＋得到电子

B．一段时间后，左管液面低于右管液面

C．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋

D．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

解析：选A。左管中铁丝发生吸氧腐蚀，O2得电子，右管中铁丝发生析氢腐蚀，H＋得电子，A项正确；左管中吸收氧气，压强减小，右管中析出氢气，压强增大，故一段时间后，左管液面上升，右管液面下降，左管液面高于右管液面，B项错误；a、b两处铁丝均作负极，电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；左管中O2得电子，发生反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故a处溶液c(OH－)增大，pH增大，右管中H＋得电子，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，b处溶液c(H＋)减小，pH增大，D项错误。

8．将反应IO＋5I－＋6H＋3I2＋3H2O设计成如下图所示的原电池。开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针发生偏转，一段时间后，电流计指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流计指针再次发生偏转。下列判断不正确的是(　　)

A．开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变蓝

C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．两次电流计指针偏转方向相反

解析：选B。开始加入少量浓硫酸时，由氧化还原反应方程式可知，反应正向进行，KI是还原剂，KIO3是氧化剂，故甲为正极区，甲中石墨作正极，得电子发生还原反应，电极反应式为2IO＋10e－＋12H＋===I2＋6H2O，乙为负极区，乙中石墨作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为10I－－10e－===5I2，两烧杯中均有I2生成，在甲、乙两烧杯中都加入淀粉溶液，两烧杯中的溶液均变蓝，A正确，B错误；电流计读数为零时，表明反应达到化学平衡状态，C正确；由氧化还原反应方程式可知，电流计指针读数为零，反应达到平衡状态，此时再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，则消耗了H＋，原氧化还原反应的平衡逆向移动，电流计指针的偏转方向相反，D正确。

9.在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图。

下列说法正确的是(　　)

A．铁片发生还原反应而被腐蚀

B．铁片腐蚀最严重区域应该是生锈最多的区域

C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－

D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀

解析：选D。A.铁片发生氧化反应而被腐蚀，错误；B.铁片腐蚀最严重区域在铁片发生氧化反应的负极区域，但生锈最多的区域在接近空气的正极区域，错误；C.负极发生氧化反应，错误。

10．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　)

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移

C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原

D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

解析：选B。该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，H＋为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2，3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 2/3 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。

二、非选择题

11.如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。

(1)①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_________________________________。

②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是________(填“正”或“负”)极，其电极反应式为

________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________。

解析：(1)①电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。②当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反应，而Fe不与NaOH溶液反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。

(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则Fe电极是正极，Zn电极是负极，Fe电极上的电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。

答案：(1)①正　2H＋＋2e－===H2↑

②负　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O

(2)正　NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O

12．金属镁在目前的汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中得到迅猛发展。

(1)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、联想电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用镁铝合金、钛铝合金等材料。镁铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是________(多选)。

A．降低成本 B．增强美观　C．利于散热 D．增加强度

E．增加运算速度

(2)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。

①给你一只电流表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。

②一段时间后，铝片发生的电极反应式是_________________________________

________________________________________________________________________；

镁条表面只有极少量的气泡产生，则镁电极发生的主要反应的电极反应式为________________________________________________________________________。

解析：(1)镁铝合金材料比有机合成材料在价格上要高，所以A错；实际上镁铝合金材料在电脑外壳上的使用是从“增加强度”和“增强美观”的角度考虑的，当然镁铝合金作为电脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好得多；镁铝合金材料的应用与电脑的运算速度没有关系。

(2)铝能够与NaOH溶液反应，所以作原电池的负极，而镁与NaOH溶液不反应，故作原电池的正极。

答案：(1)BCD　(2)①如图所示

②Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

13．原电池、电解池原理在工业生产、日常生活中应用广泛。

(1)Li­SOCl2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LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

①电池的负极反应式为__________________________________________________。

②电池的正极反应式为_________________________________________________。

(2)

钢铁生锈的现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图所示。

①写出石墨电极的电极反应式：

___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②将该装置进行简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置进行修改，并用箭头标出导线中电子流动的方向。

③写出修改后石墨电极的电极反应式：_________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)分析反应中各元素的化合价变化，可知Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。①负极材料为Li(还原剂)，负极反应式为Li－e－===Li＋。②正极反应式为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。(2)①钢铁的吸氧腐蚀中石墨作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。②利用外加电流的阴极保护法，将钢铁与直流电源的负极相连接，可以保护钢铁不被腐蚀。③修改后的装置为电解池，石墨电极作阳极，Cl－放电，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。

答案：(1)①Li－e－===Li＋

②2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑

(2)①2H2O＋O2＋4e－===4OH－

②

③2Cl－－2e－===Cl2↑