6.1.2 化学反应与电能 同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019） 必修第二册

化学反应与电能 (分值:70分) A级　合格过关练 选择题只有1个选项符合题意 (1~7题,每题4分,共28分) (一)原电池构成条件及工作原理 1.下列关于原电池的叙述正确的是 (　　) 原电池是将化学能转变为电能的装置 构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属 在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原 原电池放电时,在电解质溶液中阳离子移向负极 2.下列图示的装置属于原电池的是 (　　) ③④⑤⑥ ③④⑥⑦ ③④⑤⑦⑧ ③④⑤⑥⑦⑧ 3.海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂—海水电池以金属锂为负极,石墨为正极,下列关于该电池的描述正确的是 (　　) 正极上发生氧化反应 电流由Li流向石墨 Li+由正极向负极迁移 电池的总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑ 4.如图所示,电流计指针发生偏转,同时A极质量减小,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是 (　　) B极为原电池的正极 A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C中阳离子向A极移动 A极发生氧化反应 5.如图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 (　　) 铜棒的质量 c(Zn2+) c(H+) c(S) (二)原电池工作原理的应用 6.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 电子从a极流向b极 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>b>c>d b>c>d>a d>a>b>c a>b>d>c 7.利用离子反应“Cu+2Fe3+C+2Fe2+”设计原电池,下列设计合理的是 (　　) 铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 石墨、铁片、Cu(NO3)2溶液组成的原电池 铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 铜片、石墨、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 8.(8分) 根据原电池原理,结合装置图,按要求解答问题: (1)(2分)若X为Zn,Y为稀硫酸溶液,则铜电极上的现象为　　　　　　　　　　　　;  溶液中的S移向　　　　　　　　　　 (填“Cu”或“Zn”)电极。 (2)(2分)若X为银,Y为硝酸银溶液,则电子从　　　　(填“Cu”或“Ag”)电极流出,Ag电极上的电极反应为　　　　　　　　　　　　。 (3)(2分)若X为Fe,Y为浓硝酸,则X为　　　　极(填“正”或“负”),电池的总反应为　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。 (4)(2分)若把反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+利用上图设计成原电池,则X为　　　　　　　　　　　 (填材料的名称),Y为　　　　　　　　　　　　(填化学式)。  B级　素养培优练 (9~11题,每题4分,共12分) 9.如图所示是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录如下: ①Cu为负极,Zn为正极 ②Cu电极上有气泡产生,发生还原反应 ③S向Cu电极移动 ④若有1 mol电子流经导线,则可产生0.5 mol气体 ⑤电子的流向是Cu→Zn ⑥正极反应式为Cu-2e-Cu2+,发生氧化反应 则卡片上的描述合理的是 (　　) ①②③ ②④ ②③④ ③④⑤ 10.某小组利用如图装置研究原电池工作原理。下列叙述不正确的是 (　　) a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出 a和b用导线连接时,铜片上的反应为Cu2++2e-Cu 无论a和b是否连接,铁片均发生还原反应 a和b用导线连接时,溶液中Cu2+向铜电极移动 11.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液,根据这一物理化学特点,科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间,此法的原理如图所示,反应的总方程式为2Cu+Ag2OCu2O+2Ag,下列有关说法正确的是 (　　) 电池工作时,OH-向Ag2O/Ag极移动 负极的电极反应式为2Cu+2OH-+2e-Cu2O+H2O 测量原理示意图中,电流方向从Cu→Ag2O 电路中转移2 mol电子时,正极材料减少了16 g 12.(6分)有甲、乙两位同学,他们一起做了水果电池的实验,测得数据如下: 实验次数 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV 1 锌 铜 菠萝 3 900 2 锌 铜 苹果 3 650 3 锌 铜 柑橘 3 850 4 锌 铜 西红柿 3 750 5 锌 铝 菠萝 3 650 6 锌 铝 苹果 3 450 试根据上表中的实验数据回答下列问题: (1)(2分)实验2中负极是　　　　　　,电极反应式为　　　　　　　　　　　　。  (2)(1分)实验1和5电流方向相反的原因是　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　。  (3)(2分)由实验1~实验4可知影响水果电池的电压的因素有　　　　　　　　　　　　。  (4)(1分)根据实验2、6和实验1、5的比较可发现水果电池的电压还与　　　　　　　　　　　　有关。  13.(16分)为了探究原电池的工作原理,某化学学习小组设计了一组实验,其装置如图所示: 回答下列问题: (1)(12分)根据原电池原理填写下表: 装置序号 正极 负极反应式 阳离子移动方向 甲 乙 丙 丁 (2)(1分)电极类型除与电极材料的性质有关外,还与　　　　　　有关。  (3)(1分)装置甲和装置丙中Mg电极的作用是否相同　　　　　　(填“是”或“否”)  (4)(2分)上述电池放电过程中,电解质溶液酸碱性的变化: 甲　　　　　　　　,丙　　　　　　　　　(填“酸性减弱”或“碱性减弱”)。  化学反应与电能 1.A　[原电池是将化学能转变为电能的装置,A正确;构成原电池的正极和负极的材料必须是能导电的材料,电极材料可以是金属,也可以是非金属,如石墨等,B错误;在原电池中,负极失电子,被氧化,电子从负极流出,C错误;原电池放电时,在电解质溶液中阳离子移向正极,D错误。] 2.B　[构成原电池的条件为两极为活动性不同的金属(或金属与石墨)、电解质溶液、自发进行的氧化还原反应、构成闭合回路。①②缺少另一电极材料、⑤中的酒精是非电解质、⑧没有构成闭合回路,故都不能构成原电池,符合构成原电池条件的为③④⑥⑦。] 3.D　[锂—海水电池以金属锂为负极,石墨为正极。电池的正极上发生还原反应,A错误;电池中电流由正极流向负极,故电流由石墨流向Li,B错误;电池中阳离子移向正极,故Li+由负极向正极迁移,C错误;负极Li失电子生成Li+,正极水得电子生成氢氧根离子和氢气,故电池的总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑,D正确。] 4.C　[原电池中,负极金属失去电子溶解,质量减小,故A极是负极,B极是正极,A项正确;根据构成情况可判断A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,B项正确;离子移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,D项正确。] 5.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+)逐渐增大,B项错误;由于反应不断消耗H+,所以溶液中c(H+)逐渐减小,C项正确; S不参加反应,其浓度不变,D项错误。] 6.C　[装置一:原电池中,电子从a极流向b极,a极为负极,b极为正极,所以金属的活动性顺序:a>b;装置二:未构成原电池,b极有气体产生,c极无变化,所以金属的活动性顺序:b>c;装置三:原电池中,d极溶解,所以d是负极,c极有气体产生,所以c是正极,所以金属的活动性顺序:d>c;装置四:原电池中,电流从a极流向d极,a极为正极,d极为负极,所以金属的活动性顺序:d>a;所以这四种金属的活动性顺序:d>a>b>c。] 7.D　[Cu不如铁活泼,则Fe作负极、Cu作正极,电池反应为Fe+2Fe3+3F故A错误;活泼金属铁作负极,电解质溶液是含有Fe3+的溶液,电池反应为Fe+CCu+Fe2+,B错误;Fe不如Zn活泼,则Fe作正极、Zn作负极,故C错误;铜片做负极,电解质溶液是可溶性的铁盐溶液,故D正确。] 8.(1)有气泡产生　Zn (2)Cu　Ag++e-Ag (3)正　Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (4)银(或石墨等其他合理答案)　FeCl3或Fe2(SO4)3 解析　(1)若X为Zn,Y为稀硫酸溶液,可知Zn为原电池的负极,铜电极为正极,氢离子在正极上得到电子,产生氢气,可以看到的现象是有气泡产生;溶液中的S移向负极,即Zn电极;(2)若X为银,Y为硝酸银溶液,因为活泼性:Cu>Ag,则铜为原电池的负极,银为正极,则电子从Cu电极流出;Ag电极上,银离子得电子,生成Ag,电极反应为Ag++e-Ag;(3)若X为Fe,Y为浓硝酸,因为室温下,铁与浓硝酸发生钝化反应,铜可以反应,则铜为负极,铁为正极,即X为正极;该电池的总反应为铜与浓硝酸反应,生成硝酸铜、二氧化氮和水,方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;(4)若把反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+利用上图设计成原电池,该反应中,铜失电子,做电池的负极,则X为正极,电极材料比铜活动性差,材料可以为银(或石墨等其他合理答案);电解质在正极上得到电子,即Y中含有铁离子,可以为FeCl3、Fe2(SO4)3。 9.B　[Zn和Cu形成的原电池,以稀硫酸作电解质溶液,Zn是负极失去电子,电极反应:Zn-2e-Zn2+,Cu是正极,电极反应:2H++2e-H2↑。①据分析, Zn为负极,Cu为正极,①不合理;②Cu电极上有气泡产生,发生还原反应,电极反应:2H++2e-H2↑,②合理;③原电池中阴离子向负极移动,该电池中S向Zn电极移动,③不合理;④若有1 mol电子流经导线,据分析,2H++2e-H2↑,则可产生0.5 mol氢气,④合理;⑤电子的流向是从负极经外电路流向正极, Zn→Cu,⑤不合理;⑥Cu为正极材料,起到导电作用,正极反应式为2H++2e-H2↑,发生还原反应,⑥不合理;合理的是②④。] 10.C　[a和b不连接时,铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应,铁能将金属铜从其盐中置换出来,所以铁片上会有金属铜析出,A正确;a和b用导线连接时,形成了原电池,铜作正极,发生的反应为Cu2++2e-Cu,故B正确;a和b不连接时,铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应,铁能将金属铜从其盐中置换出来,a和b用导线连接时,形成了原电池,加快了铁将金属铜从其盐中置换出来的速度,无论a和b是否连接,铁片均会溶解,铁片均发生氧化反应,故C错误;a和b用导线连接时,形成了原电池,Fe为负极,Cu为正极,铜离子移向铜电极,故D正确。] 11.D　[根据总反应可知,电池工作时Cu被氧化,为负极,Ag2O/Ag电极为正极。A项,原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动;B项,负极发生氧化反应,电极方程式为2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O;C项,测量原理示意图中,电流方向从正极流向负极,即Ag2O→Cu;D项,正极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,电路中有2 mol电子转移时,电极减少1 mol O,质量为16 g。] 12.(1)锌　Zn-2e-Zn2+ (2)水果类型(电解质溶液)相同时,实验1中锌的还原性大于铜,锌是负极,实验5中锌的还原性小于铝,锌是正极 (3)水果的类型(或电解质溶液) (4)电极材料 13.(1) 装置 正极 负极反应式 阳离子移动方向 甲 Al Mg-2e-Mg2+ 移向铝极 乙 Pt Fe-2e-Fe2+ 移向铂极 丙 Mg Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]- 移向镁极 丁 Al Cu-2e-Cu2+ 移向铝极 (2)电解质溶液的性质 (3)否 (4)酸性减弱　碱性减弱 解析　(1)甲中Mg、Al分别为负极和正极,负极Mg失电子生成Mg2+,阳离子向正极Al移动;乙中Fe、Pt分别为负极和正极,负极Fe失电子生成Fe2+,阳离子向正极Pt移动;丙中Al、Mg分别为负极和正极,负极Al生成[Al(OH)4]-,阳离子向正极Mg移动;丁中Al遇浓硝酸钝化,Cu、Al分别为负极和正极,负极Cu失电子生成Cu2+,阳离子向正极Al移动。(2)电极类型与电极材料和电解质溶液的性质都有关。(3)甲装置中,电解质溶液为稀硫酸,Mg作负极,丙装置中电解质溶液为氢氧化钠,Mg作正极。(4)甲中消耗稀硫酸,溶液酸性减弱,丙反应中消耗OH-,溶液碱性减弱。 学科网（北京）股份有限公司 $$