2024-2025学年新教材高中化学第六章化学反应与能量第1节第2课时化学反应与电能练习含解析新人教版必修2

PAGE1-第2课时化学反应与电能基础达标一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，经过一段时间后，下列各项叙述正确的是(D)A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出B．负极旁边Cl－的浓度减小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：铁片、银片、稀盐酸构成的原电池，负极反应Fe－2e－=Fe2＋，正极反应2H＋＋2e－=H2↑，溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极，负极旁边Cl－浓度变大，但整个溶液中Cl－浓度不变，只有D项正确。2．某小组同学用锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是(D)A．原电池是将化学能转化成电能的装置B．原电池的负极发生氧化反应C．图中a极为铜片、b极为锌片时，a极上有气泡产生D．图中a极为铜片、b极为锌片时，电子由铜片通过橙汁流向锌片解析：铜片、锌片、橙汁构成的原电池，将化学能转为电能，A项正确；锌片作负极，发生氧化反应，B项正确；橙汁显酸性，在正极铜片上生成H2，C项正确；电子由负极锌片流出，经导线流向铜片，D项错误。3．将等质量的两份锌粉a、b分别加入两份相同体积、相同物质的量浓度且过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图为产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是(A)解析：锌粉质量相等，硫酸过量，a中加入CuSO4溶液，少量锌粉与Cu2＋反应而削减，a中生成H2量少，a形成原电池，反应速率快，所以选A。4．一学生用如图装置探讨原电池原理，下列说法错误的是(D)A．(1)图中铜棒上没有气体产生B．(2)图中假如两极上都有气体产生，则说明锌片不纯C．(2)图与(3)图中正极生成物质量之比为1∶32时，锌片减轻的质量相等D．(3)图中锌片增重质量与铜棒减轻质量的比值为65∶64解析：装置图(1)，锌和稀硫酸发生反应生成氢气，铜和稀硫酸不反应，图(1)中铜棒上没有气体产生，故A正确；图(2)是原电池装置，锌作负极，铜作正极，溶液中氢离子在铜电极生成氢气，锌片不纯会形成原电池，锌片表面也有气体生成，故B正确；图(2)与图(3)中负极电极反应Zn－2e－=Zn2＋，图(2)中正极上电极反应2H＋＋2e－=H2↑，图(3)中正极电极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，正极生成物质量之比为1∶32时，依据电子守恒计算两个原电池中电子转移相同，所以反应的锌的质量相同，故C正确；图(3)是原电池装置，锌作负极失电子生成锌离子，铜作正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，锌电极减轻，铜电极增重，故D错误。5．如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调整杠杆并使其在水中保持平衡，然后当心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向推断正确的是(试验中，不考虑两球的浮力改变)(D)A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝缘体时，A端低B端高D．当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝缘体时，A端高B端低解析：若杠杆是导体，则滴入硫酸铜后，装置构成原电池，铁是负极，失去电子，被氧化，B端质量减小，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子，析出铜，附着在铜电极表面，所以A端低，B端高；若杠杆是绝缘体，不能构成原电池，此时铁干脆和硫酸铜发生置换反应，生成的铜附着在铁表面，质量增加，因此A端高，B端低，故D正确。二、非选择题6．(Ⅰ)下列装置能组成原电池的是__②④__(填序号)。(Ⅱ)如上图④所示，若是原电池，请回答下列问题(若不是，则不用回答)。(1)正极材料是__Ag__。(2)负极的电极反应式为__Cu－2e－=Cu2＋__。(3)电池工作时总反应的离子方程式是__Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag__。(4)阴离子的移动方向为__移向负极(铜极)__。(5)导线中电子的流向为__负极到正极(或铜到银)__。解析：(Ⅰ)①酒精不是电解质溶液，不能组成原电池；②符合原电池的构成条件；③未形成闭合回路，不能构成原电池；④符合原电池的构成条件，所以选②④。(Ⅱ)(1)Cu比Ag活泼，所以正极是Ag。(2)Cu是负极，发生氧化反应：Cu－2e－=Cu2＋。(3)电池工作时总反应为Cu置换Ag的反应，离子方程式为：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag。(4)原电池中阴离子移向负极。(5)导线中电子从负极流向正极。7．A、B、C三个水槽中分别盛有200mL相同物质的量浓度的稀硫酸：(1)分别写出B、C装置中铁片表面发生反应的电极反应式：B__Fe－2e－=Fe2＋__，C__2H＋＋2e－=H2↑__。(2)一段时间后，C中产生3.36L(标准状况下)气体时，硫酸恰好消耗完。此时三个烧杯中液体质量最大的为__C__(填字母)，稀硫酸的物质的量浓度为__0.75__mol·L－1。解析：(1)A中是金属铁和硫酸发生置换反应，反应方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；B中Sn、Fe、硫酸构成原电池，金属铁较活泼，作负极，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，C中Zn、Fe、硫酸构成原电池，金属锌较活泼，作负极，金属铁作正极，该极发生的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑。(2)A中是金属铁和硫酸发生置换反应，进入的是铁(设1mol完全反应)，出来的是氢气，质量增重是54g，B中Sn、Fe、硫酸构成原电池，进入的是铁(设1mol完全反应)，出来的是氢气，质量增重是54g，C中Zn、Fe、硫酸构成原电池，进入的是锌(设1mol完全反应)，出来的是氢气，质量增重是63g，所以三个烧杯中液体质量最大的为C，C中电池总反应为H2SO4＋Zn=ZnSO4＋H2↑，n(H2SO4)＝n(H2)＝eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.15mol，则c(H2SO4)＝eq\f(0.15mol,0.2L)＝0.75mol·L－1。8．依据氧化还原反应：Cu2＋(aq)＋Fe(s)=Fe2＋(aq)＋Cu(s)设计的原电池如图所示。(1)电极X的材料是__Fe__；电解质溶液Y是__硫酸铜溶液(或氯化铜溶液等)__。(2)X电极上发生的电极反应式为__Fe－2e－=Fe2＋__。(3)针对上述原电池装置，下列说法中不正确的是__C、D__。A．原电池工作时的总反应：Cu2＋(aq)＋Fe(s)=Fe2＋(aq)＋Cu(s)，为放热反应B．原电池工作时，X电极流出电子，发生氧化反应C．原电池工作时，银电极上发生氧化反应D．原电池工作时，阳离子不断移向X电极(4)若Y为稀硫酸，Ag极上出现的现象是__有气泡生成__。解析：(1)依据方程式可知Fe为负极，Cu2＋在正极得电子，所以电解质溶液中肯定含有Cu2＋。(2)X为负极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。(3)Ag电极为正极，发生还原反应，C错误；原电池工作时，阳离子不断移向正极(即Ag)，D错误。(4)若Y为稀硫酸，Ag极上氢离子发生还原反应生成氢气，故有气泡生成。实力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．某同学依据化学反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，并利用试验室材料制备原电池。下列关于该原电池的组成及现象描述正确的是(A)选项ABCD正极碳棒碳棒铁棒碳棒负极铁棒铁棒锌片铁棒电解质溶液FeCl3FeCl3H2SO4FeCl2现象铁棒变细，碳棒四周溶液黄色变浅铁棒变细，碳棒变粗锌棒变细，铁棒变粗铁棒变细，碳棒不变解析：依据反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，可知该原电池中Fe为负极；反应过程中Fe3＋在正极得电子生成Fe2＋，故正极区Fe3＋的浓度降低；由电池反应可知电解液为含Fe3＋的溶液。综上所述，A项正确。2．对于放热反应Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，下列叙述正确的是(AC)A．反应过程中的能量关系可用右图表示B．1molZn的能量大于1molH2的能量C．若将其设计为原电池，则锌作负极D．若将其设计为原电池，当有32.5gZn溶解时，正极放出的气体肯定为11.2L解析：依据能量守恒，则反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，A正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，反应物和生成物均有两种，无法比较1molZn和1molH2的能量大小，B错误；若将其设计为原电池，锌化合价上升，失电子，则锌作负极，C正确；若将其设计为原电池，当有32.5gZn溶解时，消耗锌的物质的量为0.5mo1，依据反应方程式可知生成0.5molH2，但气体所处状态未知，不能确定气体体积，D错误。3．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。已知PbSO4难溶于水。下列结论正确的是(AD)A．Pb为负极，被氧化 B．溶液的pH不断减小C．SOeq\o\al(2－,4)只向PbO2处移动 D．电解液密度不断减小解析：由总方程式可知Pb化合价上升，被氧化，为原电池负极，A正确；反应过程中H2SO4被消耗，酸性减弱，pH不断增大，B项错误；阴离子向负极移动，即移向Pb，C项错误；反应中H2SO4消耗，有H2O生成，电解液密度变减小，D项正确。二、非选择题4．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行试验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生依据试验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是__A－2e－=A2＋__。(2)装置乙中正极的电极反应式是__Cu2＋＋2e－=Cu__。(3)装置丙中溶液的pH__变大__(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的依次是__D>A>B>C__。解析：据图(Ⅰ)知活泼性：A>B，A作负极，电极反应为A－2e－=A2＋；据图(Ⅱ)知活泼性：B>C，正极反应为Cu2＋＋2e－=Cu；据图(Ⅲ)知活泼性：D>A，正极反应为2H＋＋2e－=H2↑，故c(H＋)减小，pH变大。据(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)知活泼性：D>A>B>C。5．原电池是化学对人类的一项重要贡献。某爱好小组为探讨原电池原理，设计如图装置：(1)a和b用导线连接，Cu极为原电池__正__极(填“正”或“负”)，电极反应式为__2H＋＋2e－=H2↑__，Zn极发生__氧化__(填“氧化”或“还原”)反应。溶液中H＋移向__Cu__(填“Cu”或“Zn”)极。(2)无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀。若转移了0.2mol电子，则理论上Zn片质量减轻__6.5__g。(3)有同学想把Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应设计成原电池，你认为是否可行？__否__(填“是”或“否”)，理由是__此反应为非氧化还原反应，且反应吸热__。解析：(1)a和b用导线连接，构成原电池，总反应为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，Cu极为原电池正极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。Zn极发生氧化反应。溶液中H＋移向Cu极。(2)依据Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑知，若转移了0.2mol电子，则理论上Zn片质量减轻6.5g。(3)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应为吸热的复分解反应，而设计成原电池的反应为放热的氧化还原反应，故该反应不能设计成原电池。6．甲、乙两同学想利用原电池反应检验金属的活动性强弱，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将两电极放入6mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将两电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，装置如图所示。(1)写出图1中正极的电极反应式：__2H＋＋2e－=H2↑__。(2)图2中负极为__铝片__，总反应的离子方程式为__2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑__。(3)甲、乙同学都认为“假如构成原电池的电极材料都是金属，则作负极的金属应比作正极的金属活泼”，则甲同学得出的结论是__Mg__的活动性更强，乙同学得出的结论是__Al__的活动性更强。(4)由该试验得出的下列结论中，正确的有__AD__(填序号)。A．利用原电池反应推断金属活动性强弱时应留意选择合适的电解质B．镁的金属性不肯定比铝的金属性强C．该试验说明金属活动性依次表已过时，没有好用价值D．该试验说明化学探讨对象困难，反应受条件影响较大，因此应详细问题详细分析解析：甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。由于Al与强碱的反应是一个特例，因此不能作为推断金属活动性强弱的依据。7．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag，其中一个电极反应为Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。(1)推断正负极的材料。__依据电池总反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。因此Zn为负极材料，Ag2O为正极材料。__(2)写出另一电极的电极反应式，并推断反应类型。__Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，氧化反应。利用总的电池反应减去一极的电极反应式，就可以得到另一极的电极反应式。__(3)推断电池工作时，电子的流淌方