化学反应与电能(精练)(人教版必修第二册)解析

6.1.2化学反应与电能【合格性测试】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【答案】D【解析】镍镉电池、锌锰电池、铅蓄电池中都有重金属，使用时容易造成环境污染；氢氧燃料电池的原料分别是氢气、氧气，最终产物为水，使用时对环境不易造成污染。2．对化学电源的叙述正确的是()A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C．化学电源均是安全、无污染的D．化学电源即为可充电电池【答案】A【解析】由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。3.下列关于原电池的叙述中正确的是 ()A.正极和负极必须是两种不同的金属B.电子流入的一极为正极C.原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应D.锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5g锌溶解，正极上就有0.1g氢气生成【答案】B【解析】原电池中电子从负极流出，从正极流入；它的正、负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应；当锌片上有6.5g锌溶解时，正极上生成0.2g氢气。下列各个装置中能组成原电池的是 ()【答案】B【解析】A中两电极材料相同，不符合题意；C中酒精是非电解质，不符合题意；D中不能构成闭合回路，不符合题意。5.如图，在盛有稀H2SO4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，则它们的活动性顺序为X>Y【答案】D【解析】外电路的电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，A错误；X极失电子，作负极，Y极上发生的是还原反应，X极上发生的是氧化反应。若两电极分别为Fe和碳棒，则Y为碳棒，X为Fe，B、C错误，D正确。6.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为 ()A.X>Y>Z B.X>Z>YC.Y>X>Z D.Y>Z>X【答案】C【解析】根据原电池原理，负极的金属比正极活泼，可知Y>X，根据金属活动性顺序和置换反应原理，可知X>Z，故有Y>X>Z。7.如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()选项MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液【答案】C【解析】该原电池中M棒变粗，N棒变细。说明原电池反应时N棒溶解作负极，溶液中有金属析出在M棒上。M棒作正极，A、B选项中，电解质溶液分别为稀硫酸和稀盐酸，原电池工作时，不会有金属析出且A中M棒变细，C选项正极反应为Ag++e-===Ag。而D选项正极反应为Fe3++e-===Fe2+，不会有金属析出，是M棒锌溶解变细。8.图1是铜锌原电池示意图。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.铜棒的质量 B.c(Zn2+)C.c(H+) D.c(SO42-)【答案】C【解析】在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气，铜棒的质量不变，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+)增大，B项错误；由于反应不断消耗H+，所以溶液的c(H+)逐渐降低，C项正确；SO42-不参加反应，其浓度不变，D项错误。9．如右图所示装置，电流表指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，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Zn，C为稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液【答案】D【解析】A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中。A和B中的反应为Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，则A中A极变细，B中A极不变。C和D两项中的反应为Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A极变细，D中A极变粗。10.某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是()A．a和b不连接时，该装置不能形成原电池，铁片上有红色的铜析出B．a和b用导线连接时，铜片为负极，发生的反应为Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成D．a和b用导线连接时，溶液中的Cu2＋向铜电极移动【答案】B【解析】a和b不连接时，没有形成闭合回路，没有构成原电池，发生化学反应，铁把铜置换出来，A项正确；导线连接后，构成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，B项错误；根据选项A、B分析可知，无论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成，C项正确；构成原电池时，阳离子向正极移动，铜作正极，D项正确。【等级性测试】11．已知空气—锌电池的电极反应为锌片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；碳棒：eq\f(1,2)O2＋H2O＋2e－=2OH－，据此判断，锌片是()A．正极并被还原B．正极并被氧化C．负极并被还原D．负极并被氧化【答案】D【解析】Zn失电子作负极，被氧化。12.如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化) ()A.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B.杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时，A端低B端高；为导体时，A端高B端低D.当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高【答案】D【解析】根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入CuSO4溶液后，在铁球表面析出Cu，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入CuSO4溶液后，形成原电池，在铜球表面析出Cu，A端下沉。13．将纯锌片和纯铜片按图所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．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pH均增大D．产生气泡的速度甲比乙慢【答案】C【解析】由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件。铜的活泼性比锌弱，故铜作正极，发生电极反应为2H＋＋2e－=H2↑；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，由于两者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙的快。14.某小组为研究原电池原理，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为石墨，石墨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【答案】C【解析】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，则正极石墨棒上析出Cu，故C正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生氧化反应，故D错误。15．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．a>b>c>dB．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a>b>d>c【解析】装置一是原电池，a极质量减小，说明a极金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼；装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序为d>a>b>c，故选C。【答案】C16．汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如下图所示，放电时的电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O根据此反应判断下列叙述中正确的是()A．PbO2是电池的负极B．Pb是电池的负极C．PbO2得电子，被氧化D．电池放电时，溶液酸性增强【解析】根据电池反应知放电过程中铅失去电子，因此它是原电池的负极，其电极反应式为Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，B正确；PbO2在放电过程中得到电子被还原，所以它是原电池的正极，A、C错误；由于原电池放电的过程中消耗硫酸，所以溶液的酸性减弱，D错误。【答案】B17.实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研究原电池原理，下列说法错误的是 ()A.若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，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【答案】B【解析】Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Zn片逐渐溶解，Cu片上可看到有气泡产生，A项正确；H+带正电荷，应该向正极Cu片移动，B项错误；由于Mg的失电子能力强于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中假设负极消耗65gZn，则转移2mol电子，正极产生2gH2，而图3中负极消耗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。18.某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是()A.电池反应为Mg+2H+===Mg2++H2↑B.镁棒发生还原反应C.电子从铜棒经外电路流向镁棒D.铜棒为负极【答案】A【解析】A项，镁比铜活泼，镁作负极，其总电极反应式为Mg+2H+===Mg2++H2↑，故正确；B项，镁失去电子，化合价升高，被氧化，故错误；C项，根据原电池工作原理，电子从镁流向铜，故错误；D项，镁化合价升高，作负极，故错误。19．研究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，使用时加入水即可放电。总反应为2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑(1)该电池的负极是________，负极反应是________。(2)正极现象是_____________________________________________。(3)放电时OH－向________移动(填“正极”或“负极”)。【答案】(1)锂Li－e－=Li＋(2)有无色气体产生(3)负极【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。20.由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题:(1)装置甲中负极的电极反应式是____________。

(2)装置乙中正极的电极反应式是________