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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化 课时作业
第二课时 化学反应与电能
基础达标
1．下列关于原电池的叙述正确的是 ( )
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是正极
D．原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极
【答案】B
【解析】A．构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属，A项错
误；B．原电池是将化学能转化为电能的装置，B项正确；C．原电池中电子流出的一极是
负极，C项错误；D．原电池工作时，电流是从正极到负极，D项错误。故选：B。
2．下列说法不正确的是（ ）
A．电能属于一次能源
B．太阳能电池的能量转化方式为光能→电能
C．植物及其加工品所储存的能量为生物质能
D．芒硝晶体(Na SO ·10H O)白天在阳光下曝晒后失水、溶解吸热，夜里重新结晶放
2 4 2
热，实现太阳能转化为化学能继而转化为热能
【答案】A
【解析】A. 电能是用风能、水能、太阳能等制取的能源，属于二次能源，故A错
误；B. 太阳能电池直接把太阳能转化为电能，故B正确；C. 生物质能是绿色植物将太阳
能转化为化学能而储存在生物质内部的能量，故C正确；D. Na SO •10H O结晶属于化学
2 4 2
变化，能量转换形式为化学能和热能的转化，白天在阳光下曝晒后失水，转换形式为太阳
能和化学能的转化，故D正确；选A。
3.原电池产生电流的本质原因是（ ）
A．原电池中，电解质溶液能电离出自由移动的离子
B．有两个活泼性不同的电极
C．导线将电极、电解质溶液连接，形成了闭合回路
D．原电池中发生了氧化还原反应
【答案】D
【解析】原电池中，外电路中，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极；内电路中，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离
子向正极移动，所以形成了闭合回路，产生了电流，所以在原电池中发生氧化还原反应是
原电池产生电流的本质原因。故选：D。
4．钢铁不是纯净的铁，通常含有少量的碳，在潮湿的空气中易形成原电池而腐蚀，下
列说法正确的是 ( )
A．铁为正极，发生还原反应 B．铁为负极，发生氧化反应
C．碳为正极，发生氧化反应 D．碳为负极，发生还原反应
【答案】B
【解析】钢铁在潮湿的空气中易形成原电池而发生吸氧腐蚀。在钢铁发生吸氧腐蚀
时，铁作负极发生氧化反应，碳作正极，氧气在正极发生还原反应。A．铁为负极，发生
氧化反应，故A错误；B．铁为负极，发生氧化反应，故B正确；C．碳为正极，发生还原
反应，故C错误；D．碳为负极，发生还原反应，故D错误；故答案为：B。
5．如图所示，为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家
提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法不正确的是（ ）
A．过程①将太阳能转换成化学能
B．电能属于一次能源
C．能量利用率：燃料电池比H 直接燃烧高
2
D．过程②将化学能转换为电能
【答案】B
【解析】A．化学物质中存在化学能，过程①是水在太阳能的作用下转化为氢气和氧
气，是太阳能转换成化学能，故A正确；B．电能是经过人为加工获得的，为二次能源，
故B错误；C．燃料电池的能量利用率要比燃料直接燃烧的能量利用率高，故C正确；D．
过程②是燃料电池，是将化学能转换为电能，故D正确；
故选B。
6．下列有关装置的说法正确的是（ ）A．装置Ⅰ中 为原电池的负极 B．装置Ⅱ为一次电池
C．装置Ⅲ可构成原电池 D．装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳
棒
【答案】D
【解析】A．镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能够与氢氧化钠溶液反应，装置Ⅰ中铝为
负极，镁为正极，故A错误；B．铅蓄电池是二次电池，可以放电充电，故B错误；C．装
置Ⅲ中的两个材料相同、都是Zn，不能构成原电池，故C错误；D．装置Ⅳ为干电池，锌
为负极，碳棒为正极，工作时，原电池中电子由负极沿导线流向正极，因此电子由锌通过
导线流向碳棒，故D正确；故选D。
7．一种锂水电池以锂和钢板为电极，LIOH为电解质，使用时加入水即可放电，总反
应为：2Li+2HO==2LiOH+H ↑。下列有关该电池的说法错误的是（ ）
2 2
A．锂极为负极 B．OH-移向正极
C．H 为正极产物 D．电子由锂经导线流向钢板
2
【答案】B
【解析】A．由方程式可知，Li失去电子，发生氧化反应，做负极，则钢板做正极，A
项正确；B．负极上的电极方程式为：Li-e-+OH-==LiOH，可知OH-移向负极，B项错误；
C．正极上的电极方程式为：2Li+2HO==2LiOH+H ↑，可知氢气为正极产物，C项正确；
2 2
D．电子会从负极流向正极，即电子由锂经导线流向钢板，D项正确；答案选B。
8．下列四个常用电化学装置的叙述错误的是（ ）
A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出
B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极
C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为Pb-2e-+SO2-==PbSO
4 4
D．图Ⅳ所示电池中通入氧气的电极是正极
【答案】C
【解析】A．图I构成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，电子由锌片流出，故A正确；B．图II为锌锰干电池，其中锌作负极，故B正确；C．图III为铅蓄电池，放电时正
极二氧化铅得电子生成硫酸铅，电极反应式为：PbO +2e- +SO 2-+4H+==PbSO +2H O，故C
2 4 4 2
错误；D．图Ⅳ为氢氧燃料电池，氢气失电子，a为负极；氧气在b电极得电子，b电极为
正极，故D正确；故选：C。
9．碱性锌锰电池获得了广泛的应用，根据电池的电极反应，下列判断正确的是（
）
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．Zn为负极，MnO 为正极
2
C．工作时电子由MnO 经外电路流向Zn极
2
D．Zn电极发生还原反应，MnO 电极发生氧化反应
2
【答案】B
【解析】A． 碱性锌锰电池是一次电池，不可重复使用，故A错误；B． Zn失电子
发生氧化反应，为负极，MnO 为正极，故B正确；C． 工作时电子由经Zn极外电路流向
2
MnO ，故C错误；D． Zn电极发生氧化反应，MnO 电极发生还原反应，故D错误；故
2 2
选B。
10．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图。下列说法正确的是（
）
A．该电池的总反应：2H+O ==2H O
2 2 2
B．该电池工作时电能转化为化学能
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的离子导体可以选择稀硫酸，也可选
择酒精溶液
【答案】A
【解析】A．由分析可知，电池的总反应为2H+O ==2H O，故A正确；B．燃料电池
2 2 2
工作时，将化学能转化为电能，故B错误；C．燃料电池工作时，外电路中电子由负极电
极a通过导线流向正极电极b，故C错误；D．若离子导体选择酒精溶液，酒精是非电解
质，不能形成闭合回路，不能构成原电池，故D错误；故选A。
能力提升
11．X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下反应：
①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；②M、N为电极，与N的盐溶液组成原电池，电子从M极流出，经过外电路，流入N
极；
③Z+2HO(冷水)=Z(OH) +H ↑；
2 2 2
④水溶液中，X+Y2+=X2++Y。
则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A．Z＞X＞Y＞M＞N B．Z＞Y＞X＞M＞N
C．Z＞X＞Y＞N＞M D．X＞Y＞M＞N＞Z
【答案】A
【解析】①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡，说明M作为原电池的正
极，活泼性MN；
③Z+2H O(冷水)=Z(OH) +H ↑，Z的化学性质非常活泼；④水溶液中，X+Y2+=X2++Y，X可
2 2 2
以置换出Y的盐溶液中的Y，所以活泼性X>Y，所以五种金属活动性由强到弱的顺序为：
Z>X>Y>M>N，答案选A。
12．2018 年 5 月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下
图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．图中能量转化方式只有 2 种
B．b 极发生的电极反应为：N+6H＋+6e－= 2NH
2 3
C．H＋向 a 极区移动
D．a 极上每产生 22.4L O 流过电极的电子数为 2N
2 A
【答案】B
【解析】A. 图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为
电能等，所以能量转化方式不只是2种，故A错误；B. b极氮气转化为氨气，氮元素化合
价降低被还原为原电池的正极，b 极发生的电极反应为：N+6H＋+6e－= 2NH ，故B正
2 3
确；C. b极氮气转化为氨气，氮元素化合价降低被还原为原电池的正极，故H＋向 b极区
移动，故C错误；D. a极为负极，电极反应为2HO-4e-==O ↑+4H+，每产生标准状况下
2 2
22.4L O 流过电极的电子数为4N ，但题干没说明标准状况，故D错误；答案选B。
2 A
13．一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是（ ）A．a电极为正极，发生还原反应
B．H＋由右室通过质子交换膜进入左室
C．当b电极上产生lmolN 时，溶液中将有l0mole—通过
2
D．b电极反应式为：2NO ＋10e—＋12H＋=N ↑＋6HO
2 2
【答案】D
【解析】A．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，故A错误；B．燃料电池工作
时，氢离子向正极移动，由左室通过质子交换膜进入右室，故B错误；C．由分析可知，
电极b为正极，硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，则当b电极上产
生lmolN 时，导线中将有lmol×5×2=l0mole—通过，故C错误；D．由分析可知，电极b为
2
正极，硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为2NO ＋10e
—＋12H＋=N ↑＋6HO，故D正确；故选D。
2 2
14．高一台山市华侨中学校考期中）原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进
步，是化学对人类的一项重大贡献。
（1）现有如下两个反应：
A．NaOH+HCl==NaCl+H O； B．Zn+H SO ==ZnSO +H ↑。
2 2 4 4 2
判断能否设计成原电池A，B(填“能”或“不能”)。
（2）将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答
下列问题：
①下列说法正确的是。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的 均
增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲乙(填“>”“<”或“=”)。
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式：。构成原电池的电池工作时，溶液中
向极移动；电池工作完成后，溶液中 浓度(填“增大”或“减小”或“不变”)。
④当乙中产生1.12L 标准状况 气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至
1L，测得溶液中 设反应前后溶液体积不变 。试确定原稀硫酸的物质的
量浓度为。
(3)当甲中产生1.12L 标准状况 气体时，理论上通过导线的电子数目为。
【答案】(1) 不能 能
(2) BD > Zn-2e-==Zn2+ 负 不变 1mol/L
(3)0.1N
A
【解析】（1）原电池的构成条件之一为自发的氧化还原反应，A．
NaOH+HCl═NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B．
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑是氧化还原反应，能设计成原电池；
（2）①A．甲构成原电池，将化学能转变为电能，乙中铜锌没有用导线连接，乙没有
形成原电池，乙不能将化学能转变为电能，故A错误；B．乙没有形成原电池，乙装置中
铜片不反应，所以铜片上没有明显变化，故B正确；C．甲、乙中都是锌失电子生成锌离
子，铜片不反应，锌片质量都减少、铜片质量不变，故C错误；D．两个烧杯中都产生氢
气，氢离子浓度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正确；选BD；
②甲构成原电池，所以甲的腐蚀速度>乙的腐蚀的速度；
③甲构成原电池，负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；原电
池的电池工作时阴离子移向负极，则溶液中SO向负极移动，该原电池的总反应式为：
Zn+2H+=Zn2++H2↑，SO不参与反应，电池工作完成后，溶液中SO浓度不变；
④稀释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol•L-1=0.1mol，生成氢气的氢离子的物质的量
为1.12L/22.4L/mol×2=0.1mol，所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol，硫酸的物质的量为0.1mol，原溶液中硫酸的浓度为0.1mol/0.1L=1mol/L；
（3）甲中正极反应式为2H++2e-=H2↑，产生1mol氢气时转移2mol电子，产生标准状
况1.12L气体即物质的量为1.12L/22.4L/mol=0.05mol时转移0.1mol电子，理论上通过导线
的电子数目为0.1N 。
A
直击高考
15.尿素燃料电池既能去除城市废水中的尿素，又能发电。尿素燃料电池结构如下图所
示，甲电极上发生如下反应：CO(NH)+H O-6e-==CO +N +6H+，则下列说法正确的是（
2 2 2 2 2
）
A．甲电极是正极 B．每1.5molO 理论上可净化1molCO(NH )
2 2 2
C．H+从乙电极附近向甲电极附近迁移 D．电解质溶液可以是NaOH溶液
【答案】B
【解析】A．甲电极电极反应式为：CO(NH)+H O-6e-==CO +N +6H+，是氧化反应，
2 2 2 2 2
甲电极是负极，A错误；B．由电荷守恒知：2CO(NH)～12e-～3O，则每1.5molO 理论上
2 2 2 2
可净化1molCO(NH )，B正确；C．阳离子移向正极，甲电极为负极、乙电极为正极，则
2 2
H+从甲电极附近向乙电极附近迁移，C错误；D． 从甲电极电极反应式CO(NH)+H O-6e-
2 2 2
==CO +N +6H+知，电解质溶液不可以是NaOH溶液，D错误；答案选B。
2 2
16．现代生产、生活和国防中大量使用电池，各种电池应运而生。请回答下列问题。
（1）碱性锌锦干电池是应用广泛的一次电池。总反应Zn+2MnO +2H O=2MnO(OH)+
2 2
Zn(OH) 该电池的负极材料是__________，负极电极反应式是
2
_________________________。
（2）铅蓄电池工作时的总反应为Pb+PbO+2H SO =2PbSO+2H O，电池在工作时，
2 2 4 4 2
PbO 电极附近溶液的酸性将__________(填“增强”、“减弱，'或“不变”)；若该电池反
2
应转移了0.2mol电子，则正极电极理论上增重_______g。（3）氢氧燃料电池是一种将化学能转化为电能的高效、环境友好的发电装置。该电池
的构造如图所示，请回答：
电极a为该电池_______(填“正极”或“负极”)，电极b的电极反应为
___________________。
（4）某实验小组依据氧化还原反应：_______(用离子方程式表示)设计的原电池装置
如图，反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质盘相差12g，导线中通过
_______mol电子。
【答案】(1)Zn Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)
2
（2）减弱 6.4 g
（3）负极 O+4e-+2H O=4OH-
2 2
（4）Fe+Cu2+=Fe2++Cu 0.2
【解析】(1)碱性锌锦干电池总反应Zn+2MnO +2H O=2MnO(OH)+Zn(OH) ，反应中还
2 2 2
原剂是锌，失电子发生氧化反应，该电池的负极材料是Zn，负极电极反应式是Zn-2e-
+2OH-=Zn(OH) 。故答案为：Zn；Zn-2e-+2OH-=Zn(OH) ；
2 2
(2)铅蓄电池工作时的总反应为Pb+PbO+2H SO =2PbSO+2H O，电池在工作时，正极
2 2 4 4 2
反应式为PbO +SO+4H++2e-=PbSO+2H O，消耗氢离子，PbO 电极附近溶液的酸性将减弱
2 4 2 2
(填“增强”、“减弱，'或“不变”)；由电池反应可知消耗2mol酸转移2mol电子，正极电
极理论上增重64g，若该电池反应转移了0.2mol电子，则正极电极理论上增重6.4g。故答
案为：减弱；6.4；
(3)电极a上氢气失电子，发生氧化反应，为该电池负极(填“正极”或“负极”)，电极b氧气得电子，发生还原反应，电极反应为O+4e-+2H O=4OH-。故答案为：负极；
2 2
O+4e-+2H O=4OH-；
2 2
(4)Fe为负极，发生：Fe-2e-=Fe2-，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为
Fe+Cu2+═Fe2++Cu；一段时间后，两电极质量相差12g，
导线中通过0.2mol电子。故答案为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu；0.2。
