2024-2025学年新教材高中化学第六章化学反应与能量1.2化学反应与电能练习含解析新人教版必修第二册

PAGE8-化学反应与电能(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)1.下列电池中不易造成环境污染的是 ()A.镍镉电池 B.锌锰电池C.铅蓄电池 D.氢氧燃料电池【解析】选D。镍镉电池、锌锰电池、铅蓄电池中都有重金属,运用时简单造成环境污染;氢氧燃料电池的原料分别是氢气、氧气,最终产物为水,运用时对环境不易造成污染。【加固训练】下列关于充电电池的叙述,不正确的是 ()A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应B.理论上充电电池可以被多次充放电C.充电和放电属于可逆反应D.较长时间不运用电池时,最好将电池取出并妥当存放【解析】选C。充电电池中充电和放电属于可逆过程,但是不属于可逆反应。因为可逆反应要求在同一条件下向两个反应方向同时进行,而充电过程和放电过程的反应条件不同,C项错误。2.将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中,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.负极旁边Cl-的浓度渐渐减小C.正极旁边Cl-的浓度渐渐增大D.溶液中Cl-的浓度基本不变【解析】选D。铁片、银片用导线连接起来插入稀盐酸中形成原电池,其中铁片作负极,银片作正极,溶液中的H+在正极(银片)上得到铁供应的电子生成H2,而铁片上的铁失电子生成Fe2+,此时,Cl-移向负极。因此负极旁边Cl-浓度增大,正极旁边Cl-浓度减小,而溶液中Cl-的浓度基本不变。3.电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应式:Zn+2OH--2e-ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列推断正确的是 ()A.锌为正极,Ag2O为负极B.锌为负极,Ag2O为正极C.该电池工作时,将电能转化成化学能D.该电池工作时,负极区溶液的pH增大【解析】选B。依据化合价变更可知Zn被氧化,应为电池的负极,则正极为Ag2O,故A错误,B正确;原电池是将化学能转化为电能的装置,故C错误;原电池工作时,负极发生反应Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,OH-浓度减小,溶液的pH减小,故D错误。4.鱼雷是一种水中兵器。它可从舰艇、飞机上放射,它放射后可自己限制航行方向和深度,遇到舰船,只要一接触就可以爆炸。用于攻击敌方水面舰船和潜艇,也可以用于封锁港口和狭窄水道。鱼雷采纳Al-Ag2O动力电池,以溶有氢氧化钾的流淌海水为电解液,电池反应为2Al+3Ag2O+2KOH6Ag+2KAlO2+H2O,下列说法错误的是 ()A.Ag2O为电池的正极B.Al在电池反应中被氧化C.电子由Ag2O极经外电路流向Al极D.溶液中的OH-向Al极迁移【解析】选C。A项,依据原电池工作原理,化合价上升,失电子的作负极,即铝单质作负极,则Ag2O作电池的正极,正确;B项,依据电池总反应,铝的化合价上升,被氧化,正确;C项,依据原电池工作原理,外电路电子从负极流向正极,由铝流向氧化银,错误;D项,依据原电池工作原理,阳离子移向正极,阴离子移向负极,即OH-移向Al极,正确。5.原电池是化学电源的雏形。若保持如图装置原电池的电池反应式不变,下列说法中正确的是 ()A.Zn换成FeB.稀H2SO4换成CuSO4溶液C.稀H2SO4换成蔗糖溶液D.Cu换成石墨【解析】选D。假如Zn换为Fe,则负极反应式为Fe-2e-Fe2+,电池反应式发生变更,故A错误;稀硫酸换为硫酸铜,正极反应式为Cu2++2e-Cu,电池反应式发生变更,故B错误;稀硫酸换为蔗糖溶液,不能自发地发生氧化还原反应,则不能构成原电池,故C错误;假如Cu换为石墨,正极反应式仍旧为2H++2e-H2↑,电池反应式不变,故D正确。【加固训练】将纯锌片和纯铜片按图示插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是 ()A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的酸性均减小D.产生气泡的速率甲比乙慢【解析】选C。A项,甲是原电池,正极铜片上发生还原反应2H++2e-H2↑,乙装置中在锌片上发生反应Zn+2H+Zn2++H2↑,铜片上无气泡产生,故A错误;B项,甲装置是原电池,铜片作正极,乙装置不是原电池,故B错误;C项,两烧杯中的氢离子发生反应,浓度削减,故C正确;D项,原电池可以加快反应速率,产生气泡的速率甲比乙快,故D错误。6.如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是 ()A.铜片表面有气泡生成B.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换C.假如将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流淌D.假如将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变【解析】选C。铜锌原电池中,Cu作正极,溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气,所以Cu上有气泡生成,故A正确;原电池中化学能转化为电能,LED灯发光时,电能转化为光能,故B正确;柠檬汁显酸性也能作电解质溶液,所以将稀硫酸换成柠檬汁,仍旧构成原电池,所以导线中有电子流淌,故C错误;金属性Cu比Zn、Fe弱,Cu作正极,所以电路中的电流方向不变,仍旧由Cu流向负极,故D正确。7.(2024·淄博高一检测)如图所示电流表的指针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是 ()A.B极为原电池的正极B.A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸C.C中阳离子向A极移动D.A极发生氧化反应【解析】选C。原电池中,负极金属失去电子,发生氧化反应,溶解,质量减小,故A极为负极,B极为正极,A、D项正确;A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时,可以构成原电池,且现象符合题意,B项正确;电解质溶液中阳离子移向正极,C项错误。8.(2024·菏泽高一检测)过量铁与少量稀硫酸反应,为了加快反应速率,但是又不影响生成氢气的总量,可以实行的措施是 ()A.加入适量NaCl溶液B.加入适量的水C.加入几滴硫酸铜溶液D.再加入少量稀硫酸【解析】选C。若加入NaCl溶液或水,会将稀硫酸稀释,c(H+)减小,反应速率减慢;若加入几滴CuSO4溶液,则发生反应Fe+Cu2+Cu+Fe2+,析出的Cu与Fe、稀硫酸形成原电池,反应速率加快且不影响生成H2的总量;若再加入少量稀硫酸,因Fe过量,则生成H2的总量增大,且反应速率不会变更。9.在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是 ()A.外电路的电流方向为X→外电路→YB.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为FeC.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性依次为X>Y【解析】选D。由图示电子流向知X为负极,Y为正极,则电流方向为Y→外电路→X,故A错;若两电极分别为Fe和碳棒,则X为Fe,Y为碳棒,B错;负极上失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,C错;若两电极均为金属,活泼金属作负极,故有活动性X>Y。10.(2024·广州高一检测)某小组为探讨原电池原理,设计如图装置,下列叙述正确的是 ()A.若X为Fe,Y为Cu,铁为正极B.若X为Fe,Y为Cu,电子由铜片流向铁片C.若X为Fe,Y为C,碳棒上有红色固体析出D.若X为Cu,Y为Zn,锌片发生还原反应【解析】选C。Fe比Cu活泼,Fe作负极,电子从Fe流向Cu,故A、B错误;若X为Fe,Y为C,电解质为硫酸铜,则正极C上析出Cu,故C正确;Zn比Cu活泼,Zn作负极,发生氧化反应,故D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(18分)(2024·镇江高一检测)如图所示,将锌、铜通过导线相连,置于稀硫酸中。(1)锌片上的现象是____________,电极反应为____________。

(2)铜片上的现象是____________,电极反应为____________。

(3)电子由____________经导线流向____________。

(4)若反应过程中有0.2mol电子发生转移,则生成的氢气在标准状况下的体积为________。

【解析】Cu-Zn-稀硫酸形成的原电池中,Zn作负极:Zn-2e-Zn2+,现象是锌片渐渐溶解,Cu作正极:2H++2e-H2↑,铜片表面有气泡产生。电子由负极(Zn)经导线流向正极(Cu)。由电极反应式可知当有0.2mol电子发生转移时,可生成0.1molH2,标准状况下为2.24L。答案:(1)锌片渐渐溶解Zn-2e-Zn2+(2)铜片上有气泡产生2H++2e-H2↑(3)锌片铜片(4)2.24L12.(12分)探讨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,运用时加入水即可放电。总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑。(1)该电池的负极是________,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。

【解析】金属锂比铁活泼,作原电池的负极,电极反应式为Li-e-Li+,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;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。答案:(1)锂Li-e-Li+(2)有无色气体产生(3)负极(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)13.图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示试验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示 ()A.铜棒的质量 B.c(Zn2+)C.c(H+) D.c(S)【解析】选C。该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu棒的质量不变,A项错误;由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)渐渐增大,B项错误;由于反应不断消耗H+,所以溶液中c(H+)渐渐减小,C项正确;S不参与反应,其浓度不变,D项错误。14.试验探究是提高学习效果的有力手段。陈颖同学用如图所示装置探讨原电池原理,下列说法错误的是 ()A.若将图1中的Zn、Cu下端接触,Zn片渐渐溶解,Cu片上能看到气泡产生B.图2中H+向Zn片移动C.若将图2中的Zn片改为Mg片,Cu片上产生气泡的速率加快D.图2与图3中,Zn片减轻的质量相等时,正极产物的质量比为1∶32【解析】选B。Zn、Cu干脆接触就能构成闭合回路而形成原电池,Zn片渐渐溶解,Cu片上可看到有气泡产生,A项正确;H+带正电荷,应当向正极Cu片移动,B项错误;由于Mg的失电子实力强于Zn,所以将Zn片改为Mg片后,电子转移速率加快,生成H2的速率也加快,C项正确;图2中假设消耗负极65gZn,则转移2mol电子,正极产生2gH2,而图3中消耗负极65gZn,也转移2mol电子,则正极析出64gCu,正极产物的质量比为1∶32,D项正确。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)15.某化学爱好小组为了探究铝电极在原电池中的作用,在常温下,设计并进行了以下一系列试验,试验结果记录如下。编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向1Al、Mg稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Al、Mg氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试依据上表中的试验现象回答下列问题:(1)试验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)?________。

(2)由试验3完成下列填空:①铝为________极,电极反应式:____________;

②石墨为________极,电极反应式:__________________;

③电池总反应式:__________________________________________________。

(3)试验4中铝作负极还是正极?________,理由是__________________。

写出铝电极的电极反应式:_________________。

(4)说明试验5中电流表指针偏向铝的缘由:__________________。

(5)依据试验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素:_________。

【解析】在稀盐酸中的活动性:Mg>Al>Cu。由试验1和2可知,原电池中电流表指针是偏向正极。在试验3中电流表指针偏向石墨,由上述规律可知,Al是负极,石墨是正极,化学反应是Al失去电子被氧化为Al3+,盐酸中的H+得到电子被还原为H2。在Na