6.1 化学反应与能量变化（第二课时 化学反应与电能）-2021-2022学年高一化学同步课时练+单元测试（人教版2019必修第二册）（解析版）

第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化（第2课时化学反应与电能）一、选择题1．如图所示，电流计G发生偏转，同时A极逐渐变细，B极逐渐变粗，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的A．A是Zn、B是Cu、C为稀硫酸B．A是Cu、B是Al、C为CuSO4溶液C．A是Zn、B是石墨、C为AgNO3溶液D．A是石墨、B是Fe、C为FeCl3溶液【答案】C【解析】原电池中负极的活泼性大于正极的活泼性，负极上金属失电子变成离子进入溶液，质量减少，正极上得电子发生还原反应，正极上析出物质，若析出的物质是金属，则正极质量增加，A极逐渐变细则A为负极，B极逐渐变粗则B为正极；A．Zn的金属性比Cu活泼，与稀硫酸组成原电池时Zn做负极，失电子生成锌离子，A极变细，由于得电子能力：H+>Cu2+，B极产生氢气，B极不变粗，A错误；B．Al的金属性比Cu活泼，A为正极，铜离子得电子生成铜，A极变粗，B为负极，B极变细，B错误；C．石墨是惰性电极，B为正极，银离子得电子生成Ag，B极变粗，A为负极，Zn失电子生成锌离子，A极变细，C正确；D．Fe与FeCl3溶液反应生成FeCl2，A是石墨为正极，质量不变，B是Fe为负极，Fe失电子生成亚铁离子，B极变细，D错误；故选：C。2．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中，如图所示，下面有关说法正确的是A．Zn是正极，Cu是负极B．电子从Cu片经导线流向Zn片C．Zn极有铜析出D．Cu极上有气泡产生【答案】D【解析】A．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中构成原电池，由于金属性Zn＞Cu，则Zn是负极，Cu是正极，A错误；B．Zn是负极，Cu是正极，电子从Zn片经导线流向Cu片，B错误；C．Zn是负极，Zn溶解，没有铜析出，C错误；D．Cu是正极，正极上氢离子放电，则Cu极上有气泡产生，D正确；答案选D。3．（2021·上海静安·高一期末）下图为铜锌原电池示意图，下列说法中不正确的是A．锌为阴极，铜为阳极B．电子由锌片通过导线流向铜片C．锌片质量逐渐减少，溶液的质量逐渐增加D．该装置能把化学能转化为电能【答案】A【解析】由图中的铜锌原电池可知，Zn较活泼，则Zn作负极，Cu作正极，电池总反应式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为2H++2e-=H2↑，电子由负极经导线流向正极，该装置可将化学能转变为电能，据此解答。A．用锌片、铜片和稀硫酸组成的原电池装置中，锌片的活泼性大于铜片的活泼性，所以锌片作负极，铜片作正极，A项错误；B．电子由负极（锌片）通过导线流向正极（铜片），B项正确；C．锌、铜和稀硫酸构成的原电池中，锌易失电子生成锌离子进入溶液而质量逐渐减少，铜电极上氢离子得电子生成氢气而产生气泡，根据Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，溶液的质量逐渐增加，C项正确；D．该装置是把化学能转化为电能，D项正确；答案选A。4．（2022·全国·高一）图1是原电池示意图，图2中x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示A．溶液的质量 B． C． D．锌棒的质量【答案】A【解析】A．图1发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，随转移电子的物质的量增多，溶液质量增大，故选A；B．图1发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，随转移电子的物质的量增多，溶液中由0逐渐增大，故不选B；C．图1发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，随转移电子的物质的量增多，溶液中逐渐减小，故不选C；D．图1发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，随转移电子的物质的量增多，锌棒的质量减小，故不选D；选A。5．（2021·江苏·东海县教育局教研室高一期中）将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是A．产生气泡的速率甲比乙慢B．两烧杯中溶液的酸性均减弱C．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极D．两烧杯中铜片表面均无气泡产生【答案】B【解析】A．甲构成原电池，产生气泡的速率甲比乙快，故A错误；B．两烧杯中的总反应都是，硫酸浓度减小，溶液的酸性均减弱，故B正确；C．甲构成原电池，锌的活泼性大于铜，甲中铜片作正极；乙没有构成原电池，故C错误；D．甲构成原电池，锌的活泼性大于铜，甲中铜片作正极，正极反应为，甲中铜片表面有气泡产生，故D错误；选B。6．（2022·全国·高一）、两根金属棒插入溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时棒变粗，棒变细，则、、溶液可能是下列中的编号溶液A稀硫酸B硝酸银溶液C硫酸铜溶液D稀硫酸A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；B．锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，做原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；C．铜、银在硫酸铜溶液中构成原电池，铜的金属性强于银，X棒为金属铜，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成铜离子，X棒变细，故C不符合题意；D．锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，做原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意；故选B。7．碱性电池具有容量、放电电流大的特点。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质，电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列说法不正确的是A．该电池属于一次电池，已使用过的电池需放到专门的电池回收箱中B．原电池工作时，正极的极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C．电池工作时，电解质氢氧化钾溶液中阳离子迁移到电池的正极D．电池工作时，Zn为负极，负极区pH变大【答案】D【解析】电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)，据此分析，锌被氧化，为原电池的负极，极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，总反应减去负极反应式可得正极的极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)，据以上分析解答。A．该电池属于一次电池，用完之后无法充电，其内部的氧化还原反应是不可逆的；已使用过的电池需放到专门的电池回收箱中，故A正确；B．结合以上分析可知，电池正极的电极反应式为2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)，故B正确；C．原电池工作时，阳离子向正极移动，因此电解质氢氧化钾溶液中阳离子迁移到电池的正极，故C正确；D．电池工作时，Zn为负极，极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，氢氧根离子浓度减小，负极区pH变小，故D错误；故选D。8．锌一铜西红柿电池装置示意图如图所示，下列说法不正确的是A．铜片为正极，发生还原反应B．锌片上发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+C．可将西红柿替换成盛装酒精的装置D．电子由锌片沿导线流向铜极【答案】C【解析】A．该原电池工作时，Zn为负极，Cu为正极，正极发生还原反应，A项正确；B．Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B项正确；C．酒精是非电解质，不能导电，若将西红柿替换成盛装酒精的装置，则不能形成闭合回路，不能构成原电池，C项错误；D．电子由负极经导线流向正极，即电子由锌片沿导线流向铜极，D项正确；答案选C。9．（2021·湖南·双峰县第八中学高一期中）下列说法正确的是()A．镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C．化学电池的反应原理是氧化还原反应D．铅蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2【答案】C【解析】A．镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，故A错误；B．燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，故B错误；C．化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的得失，实质为氧化还原反应，故C正确；D．铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被还原，为原电池的正极，故D错误。答案选C。10．（2021·广东梅州·）如图为某锌-铜原电池示意图，下列说法正确的是A．该装置能将化学能完全转变为电能B．电子由锌片通过导线流向铜片C．锌片为负极，且发生还原反应D．正极的电极反应式：【答案】B【解析】锌-铜原电池，铜的活泼性小于锌，锌做负极，发生氧化反应，铜做正极，发生还原反应，铜离子在此极得电子生成铜。A．原电池是把化学能转化为电能的装置，但原电池在工作中会发热，故不能将化学能全部转化为电能，故A错误；B．原电池中电子由负极流经导线进入正极，即电子由锌片通过导线流向铜片，故B正确；C．锌为负极，失电子发生氧化反应，故C错误；D．铜做正极，铜离子在此极得电子，发生还原反应，电极反应式：Cu2++2e-=Cu，故D错误；故选B。11．已知空气—锌电池的电极反应为：锌片：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；碳棒：O2+H2O+2e-=2OH-，据此判断，锌片是A．负极，被氧化 B．正极，被氧化C．负极，被还原 D．正极，被还原【答案】A【解析】在空气—锌电池中锌片发生的反应为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，则锌的化合价升高，发生氧化反应，原电池中负极发生氧化反应，所以在空气—锌电池中锌为负极被氧化，故A正确，故选A。12．（2021·河南商丘·高一期末）金属镁和铝设计成如图所示的原电池。下列说法正确的是A．铝作该原电池的负极 B．溶液中向极移动C．电极的电极反应式为 D．电流方向为A【答案】D【解析】根据原电池构成条件，Mg比Al活泼，因此Mg为负极，Al为正极，据此分析；A．Mg比Al活泼，且Mg能与硫酸反应，因此Mg为负极，Al为正极，故A错误；B．根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即向Mg极移动，故B错误；C．根据上述分析，Mg为负极，电极反应式为Mg－2e－=Mg2+，故C错误；D．电流方向是正电荷定向移动方向，从正极流出，因此电流方向是Al→A→Mg，故D正确；答案为D。13．（2021·全国·高一课时练习）将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中，如图所示，下面有关说法正确的是A．Zn是正极，Cu是负极B．电子从Cu片经导线流向Zn片C．Zn极有铜析出D．Cu极上有气泡产生【答案】D【解析】A．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中构成原电池，由于金属性Zn＞Cu，则Zn是负极，Cu是正极，A错误；B．Zn是负极，Cu是正极，电子从Zn片经导线流向Cu片，B错误；C．Zn是负极，Zn溶解，没有铜析出，C错误；D．Cu是正极，正极上氢离子放电，则Cu极上有气泡产生，D正确；答案选D。14．（2021·江苏省前黄高级中学高一期末）某新能源汽车电池中含有LiFePO4，放电过程中，LiFePO4转化为FePO4，下列说法正确的是A．LiFePO4中P为+5价，则Fe为+3价B．该过程铁元素被还原C．该过程得到电子D．将FePO4溶于稀硫酸后，可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素【答案】D【解析】A．磷酸根离子中P为+5价，故LiFePO4中P为+5价，Li为+1价，则Fe为+2价，A错误；B．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，B错误；C．LiFePO4转化为FePO4，Fe由+2价转化为+3价，化合价升高，被氧化，失电子，C错误；D．将FePO4溶于稀硫酸得到硫酸铁和磷酸，硫酸铁完全电离得到Fe3+，故可以用硫氰化钾溶液检验其中所含的铁元素，D正确；15．（2021·河南·高一期末）18世纪末伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流，制造了最初的电池。某兴趣小组依据反应探究原电池的工作原理，将质量相等的铁片和碳棒用导线相连后浸入硫酸铜溶液中构成如图所示装置，当两电极质量相差时，通过导线转移的电子的物质的量为A． B． C． D．【答案】B【解析】根据总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，负极铁逐渐溶解，Fe-2e-=Fe2+，正极逐渐析出铜，Cu2++2e-=Cu，结合两电极质量差分析计算。总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差18g，负极铁逐渐溶解，正极逐渐析出铜，若转移2mol电子，两极质量差为56g+64g=120g，则两电极质量相差18g时，通过导线转移的电子的物质的量为×2mol=0.3mol，故选B。二、非选择题16．原电池是一种可将___________直接转化为___________的装置，其中发生的化学反应属于___________。原电池的必要组成部分有___________。【答案】化学能电能氧化还原反应两个活泼性不同的电极、电解质溶液和形成闭合回路【解析】原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，原电池反应中存在电子转移，则化学反应属于氧化还原反应；原电池的必要组成部分有两个活泼性不同的电极、电解质溶液和形成闭合回路。17．为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验：①将金属片a、b插入稀硫酸中，用导线将它们与电流表相连，发现a是负极；②用金属片b、c替换a、b后重复上述实验，发现c是正极。则a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为___________。【答案】a＞b＞c【解析】原电池中金属活动性较强的金属作原电池负极，不活泼金属做正极。将金属片a、b插入稀硫酸中，用导线将它们与电流表相连，发现a是负极，则a的金属性强于b；用金属片b、c替换a、b后重复上述实验，发现c是正极，则b的金属性强于c，所以a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为a＞b＞c，故答案为：a＞b＞c。18．写出下列原电池的电极反应和总反应(属于离子反应的，用离子方程式表示)。负极正极电解质溶液(1)铁铜稀硫酸(2)铜银AgNO3溶液(1)负极：___________；正极：___________；总反应式：___________。(2)负极：___________；正极：___________；总反应式：___________。【答案】(1)Fe-2e-=Fe2＋2H＋＋2e-=H2↑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(2)Cu-2e-=Cu2＋2Ag＋＋2e-=2AgCu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag【解析】(1)金属性铁强于铜，构成的原电池中铁是负极，反应是为Fe-2e-=Fe2＋，铜是正极，溶液中的氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，总反应是为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。(2)金属性铜强于银，构成的原电池中铜是负极，反应是为Cu-2e-=Cu2＋，银是正极，溶液中的银离子放电，反应是为2Ag＋＋2e-=2Ag，因此总反应式为Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag。19．（2021·云南·玉溪第二中学高一期中）以Zn、Cu为两电极，稀硫酸为电解质溶液的原电池。(1)原电池：化学能能转化为___________能的装置。(2)正负电极的判断：负极___________电子，发生___________反应，一般为活泼___________；(3)正极___________电子，发生___________反应，一般为不活泼_______或非金属单质；(4)电子流向___________，电流流向___________。(5)电极反应式及总反应式的书写：负极___________；正极___________；【答案】(1)电(2)失去氧化金属(3)得到还原金属(4)由负极流向正极由正极流向负极(5)Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑【解析】(1)原电池是将化学能能转化为电能的装置；(2)负极失去电子，发生氧化反应，一般为活泼金属；(3)正极得到电子，发生还原反应，一般为不活泼金属或非金属单质；(4)电子负极流向正极，电流由正极流向负极；(5)该原电池负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑。20．（2021·山东聊城·高一期末）探究原电池原理并应用原电池原理制作多种电池，对现实生活具有重要的意义。(1)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用时，设计了如下实验：①甲、乙两装置工作时，电流计指针的偏转方向是否相同？_______。乙装置中负极的电极反应式是_______。②根据上述实验结果分析，下列说法正确的是__________a.构成原电池负极的金属总是比正极活泼b.镁的金属活泼性不一定比铝的强c.金属在原电池中作正极还是负极，既与金属活泼性有关，还与电解质溶液的成分有关(2)铅酸蓄电池是常见的二次电池，放电时发生反应为：Pb+PbO2+2H2S