6.3.1化学能转化为电能 限时练 2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

（高一化学） 编号：HXST-必修1-6使用日期：2024-9-20 化学能转化为电能 （第Ⅰ 卷，选择题共26道，每题3分，共78分） 1、 课内基础夯实 1．如图装置所示，铜片上发生的反应为(　　) A．Zn2＋＋2e－===Zn B．2H＋＋2e－===H2↑ C．Zn－2e－===Zn2＋ D．Cu2＋＋2e－===Cu 2．下列关于原电池的叙述，正确的是(　　) A．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活泼性不同的金属 B．原电池是将化学能转变为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 3．利用化学反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，可以设计出一种原电池。该原电池工作时(　　) A．Fe为正极 B．Cu为负极 C．负极上发生氧化反应 D．正极上发生氧化反应 4．原电池工作原理的发现极大地推进了现代化的进程，改变了人们的生活方式。关于如图所示原电池的说法不正确的是(　　) A．该装置中的铜片上有气泡产生 B．电子由锌片经导线流向铜片 C．铜片上发生的反应是Cu2＋＋2e－===Cu D．该装置中H＋向正极移动 5．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片。若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是(　　) A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸 B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸 D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 6．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符合的原电池是(　　) ①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 ②石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 ③铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 ④银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池 A．①②　　B．②③　　C．③④　　D．②④ 7．某实验兴趣小组按下图装置实验后，所记录内容合理的是(　　) 实验记录 ①Cu为正极，Zn为负极； ②Zn质量减少，Cu质量增加； ③SO向Cu极移动； ④电子流向：由Zn经导线流入Cu片； ⑤Zn电极发生还原反应； ⑥正极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu。 A．②③④ B．①②④⑥ C．①②④⑤ D．②③⑤⑥ 8．人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。据此判断氧化银是(　　) A．负极，被氧化 B．正极，被还原 C．负极，被还原 D．正极，被氧化 9．如图将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸中，发生原电池反应，下列叙述错误的是(　　) A．溶液的pH增大 B．溶液中的Zn2＋浓度增大 C．溶液中的SO浓度增大 D．溶液的密度增大 10．如图所示装置，电流计指针发生偏转，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 11．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)(　　) 12．下图实验为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法正确的是(　　) A．该实验研究的是金属的析氢腐蚀 B．铁表面的反应为Fe－2e－===Fe2＋ C．红色首先在食盐水滴的中心出现 D．食盐水中有气泡逸出 13．某兴趣小组依据反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu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18 g时，通过导线转移的电子的物质的量为(　　) A．0.15 mol B．0.3 mol C．1.5 mol D．3 mol 14．小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．若将图甲装置的Zn、Cu直接接触，Cu片上能看到气泡产生 B．图乙装置中SO向Cu片移动 C．若将图乙中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快 D．图乙与图丙中正极生成物的质量比为1：32时，Zn片减轻的质量相等 15．如图实验为研究金属腐蚀的实验。下列相关说法正确的是(　　) A．铁表面的反应为Fe－3e－===Fe3＋ B．红色首先在食盐水滴的中心出现 C．该腐蚀为常见的化学腐蚀 D．红色物质为Fe2O3·xH2O 16．下列关于金属材料的锈蚀说法不一，其中没有科学道理的是(　　) A．金属接触水和空气锈蚀加快 B．改变金属的内部结构形成合金能抵御金属锈蚀 C．金属表面刷油漆可以抵御金属锈蚀 D．不断擦去铝表面的锈能抵御铝的继续锈蚀 17．X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示： 甲　　　　　　乙 丙　　　　　　丁 则四种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　) A．Z>Y>X>W B．Z>X>Y>W C．Z>Y>W>X D．Y>Z>X>W 18．由Fe和Pt构成的原电池装置如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．该装置中Pt为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．该装置中Fe为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋ C．溶液中Na＋向Fe极移动 D．该原电池装置的最终产物是Fe2 19．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应相符的原电池是(　　) A．铜片、铁片、FeCl2溶液组成的原电池 B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 D．铁片、石墨、Fe(NO3)2溶液组成的原电池 20．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)(　　) A　　　　　　B C　　　　　　D 21．图甲是铜锌原电池示意图。图乙中x轴表示原电池工作时流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示(　　) ①c(Zn2＋)　②c(H＋)　③c(SO)　④锌棒的质量 ⑤铜棒的质量　⑥溶液的质量 A．①⑥　　　B．②④ C．③⑤　　　D．⑥ 22．为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验并记录了现象： ①向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成； ②向上述稀硫酸中插入铜片，没有看到有气泡生成； ③将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验①中的快； ④在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入稀硫酸中，发现电流计指针偏转。 下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是(　　) A．实验①、②说明锌能与稀硫酸反应而铜不能 B．实验③说明发生原电池反应时会加快化学反应速率 C．实验③说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气 D．实验④说明化学能可以转化为电能 23．如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．外电路的电流方向：X→外电路→Y B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn C．若两电极是两种不同的金属，则它们的活动性为X>Y D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 24．Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图所示。该电池工作时，下列说法中正确的是(　　) A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正极移动 25．原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是(　　) A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋ 26．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。其原理如图。下列说法正确的是(　　) A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁锈的成分是FeO C．铁片腐蚀中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 第Ⅱ卷 班级：_________ 小组：________ 组号：________ 姓名：_______（规范作答！） 1．利用原电池原理可比较金属的活泼性，原电池中，作负极的金属活动性一般比作正极的金属活动性强。结合相关知识解答下列问题。 由A、B、C三种金属按表中装置进行实验： 装置 甲 乙 现象 A不断溶解，B上产生气泡 C的质量增加，B的质量减轻 (1)在甲中，金属片________(填“A”或“B”)发生氧化反应。 (2)在乙中，金属片________(填“B”或“C”)作负极。 (3)如果把B、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，有一电极产生气泡。则金属片________(填“B”或“C”)上有气泡产生。 (4)上述三种金属的活动性顺序是________。 2．【实验目的】利用所学知识，设计原电池装置。 【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。 【电解质】果汁(橙汁、苹果汁、柠檬汁等)。 【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。 【实验方案】①Cu－Mg原电池，电解质溶液为橙汁； ②Cu－Fe原电池，电解质溶液为苹果汁； ③Fe－Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。 【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，将发光二极管两端分别接在三种方案中金属活动性不同的金属夹上。观察现象，连接方式如图所示。 【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。 【实验结论】原电池把化学能转变为电能。 回答问题： (1)连接装置时活泼金属接二极管的________极上，较不活泼金属接二极管的________极上。 (2)在方案①②中铜作电极情况：________。 (3)在方案①③中镁作电极情况：________。 (4)在方案②③中铁作电极情况：________。 (5)在方案③中负极反应为_________________________________________， 正极反应为_____________________________________________________， 总电池反应方程式为_____________________________________________ ____________________________________________________________________。 3．某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应。实验过程中，装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中连接的电流计指针发生偏转。请回答以下问题。 (1)装置A烧杯中发生反应的离子方程式为 。 (2)装置B中Mg上的现象是有气泡冒出，Al发生的电极反应式是 。 (3)当装置B导线中通过0.3 mol电子时，装置B烧杯中溶液的质量变化为 g(填增重或减轻多少克)。 (4)该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是 (填序号)。 A．原电池反应的过程中一定有电子转移 B．原电池装置需要2个电极 C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 E．原电池的正、负极不仅与金属的活动性有关，也与电解质溶液有关 答案 1．B　[根据图示可知，该装置为原电池，由于还原性Zn>Cu，所以Zn是负极，发生氧化反应，Cu是正极，H＋在正极上得到电子，发生还原反应，电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑。] 2(　B　) 3C　[由于金属活动性Fe>Cu，所以Fe是负极，Cu是正极，在负极Fe上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，在正极Cu上发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。] 4C　[Cu作正极，氢离子在Cu电极得电子转化为氢气，因此该装置中的铜片上有气泡产生， A正确；锌作负极，铜作正极，电子从负极锌沿导线流向正极， B正确；该装置中，正极上氢离子得电子，所以铜片上发生的反应为 2H＋＋2e－===H2↑，C不正确；原电池装置中阳离子向正极迁移，因此H＋向正极移动， D正确。] 5C　[电流表指针发生偏转，有电流通过，是原电池装置，a极上有大量气泡生成，a为正极，b为负极，H＋在a极上被还原成H2，即a为正极是碳棒，b为负极是铁片，烧杯中溶液为硫酸，C项符合。] 6C　[根据电池反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极，含Fe3＋的溶液为电解质溶液。] 7(　B　) 8(　B　) 9(　C　) 10(　D　) 11(　B　) 12(　B　) 13B　[总反应式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，一段时间后，两电极质量相差18 g，负极铁逐渐溶解，正极逐渐析出铜，若转移2 mol电子，两极质量差为56 g＋64 g＝120 g，则两电极质量相差18 g时，通过导线转移的电子的物质的量为×2 mol＝0.3 mol。] 14(　B　) 15D　[A项，负极上发生的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，错误；B项，食盐水滴周围液体少，氧气量多，所以红色首先在食盐水滴的周围出现，错误；C项，正极上发生的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以食盐水中没有气泡逸出，为电化学腐蚀，错误。] 16D　[A项，金属接触水和空气锈蚀加快，正确；B项，铁中掺入铬和镍等金属改变内部结构，制成不锈钢可以防腐蚀，所以改变金属的内部结构能抵御金属锈蚀，正确；C项，金属防锈的措施之一是在金属表面刷油漆，正确；D项，不断擦去铝表面的锈，使得内部金属暴露出来，加快了铝的腐蚀而不是抵御铝的继续锈蚀，错误。] 17[答案]　A 18A　[该装置中Pt为正极，氧气发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；该装置中Fe为负极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe2, B项错误； Fe是负极，Pt是正极，因此溶液中Na＋向Pt极移动， C项错误；氢氧化亚铁易被氧化，因此该原电池装置的最终产物是Fe3, D项错误。] 19(　B　) 20[答案]　B 21(　D　) 22(　C　) 23(　C　) 24(　C　) 25(　D　) 26(　D　) 1．[答案]　(1)A　(2)B　(3)C　(4)A>B>C 2．[解析]　在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性：Mg＞Fe＞Cu，故方案①②中Cu均作正极，①③中Mg均作负极，方案②中铁作负极，方案③中铁作正极。在方案③中负极反应为Mg－2e－===Mg2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总电池反应方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。 [答案]　(1)负　正　 (2)铜均作正极　(3)镁均作负极 (4)方案②中铁作负极，方案③中铁作正极 (5)Mg－2e－===Mg2＋　2H＋＋2e－===H2↑　Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 3．(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 (2)有气泡冒出， 是Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。 (3)增重2.4_g (4)ABDE(填序号)。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$