(五) 化学反应与电能-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一化学必修第二册同步周测卷(人教版·HX)

高一同步周测卷/化学必修第二册 (五)化学反应与电能 (考试时间40分钟，满分100分) 可能用到的相对原子质量：H1Mg24A127Fe56Cu64Zn65Ag108 一、选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题意） 1.下列设备工作时，化学能转化为电能的是 锌粉和KOH 的混合物 Mn02 金属外壳 A.碱性普通锌锰电池 B.天然气灶 C.风力发电 D.太阳能电池 2.下列关于干电池的描述错误的是 A.最早的干电池是锌锰电池 B.普通干电池可以多次充电反复使用 C.普通锌锰干电池在使用过程中外壳逐渐变薄是因为Zn一2e一Zn+ D.普通干电池是一种将化学能转变成电能的装置 3.火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测 器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 A.负极上发生还原反应 B.CO2在正极上失电子 C.阴离子由负极移向正极 D.将化学能转化为电能 4.关于如图所示的原电池，下列说法正确的是 A.Zn电极上发生还原反应 Zn 石墨 B.电子由锌片通过导线流向石墨棒 C.将稀硫酸换成乙醇，灯泡也能发光 D.当电路中有0.4mol电子发生转移时，生成H2的体积为4.48 稀H2SO4 5.在如图所示的8个装置中，能实现化学能转化为电能的是 Zn(含石墨) 石墨 石黑 2] 稀硫酸 稀硫酸 HCI溶液 稀硫酸 酒精 ① ② ④ ⑤ Zn Cu Pb 稀硫酸 CuCl2溶液 稀硫酸 ⑥ ⑦ A.②④⑥⑦ B.③⑤ C.④⑧ D.②③⑥ 化学（人教版·HX)必修第二册第1页（共4页） 衡水金卷·先享题 6.电池研发与生产生活领域的发展密切相关。下列有关电池说法正确的是 A.燃料电池的能量转化率可以达到100% B.原电池是一种将电能转化为化学能的装置 C.高纯硅可以制成人造卫星的硅太阳能电池 D.手机、照相机和摄像机等电器所用的电池为一次电池 7.几位同学用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所 示。下列说法错误的是 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流大小/μA ① 番茄 1 98.7 ② 番茄 2 72.5 ③ 苹果 2 27.2 A.影响水果电池电流大小的因素可能还有同种水果的成熟程度 B.能表明水果间距对电流大小有影响的实验编号是①和③ C.该装置将化学能转化为电能，Zn片发生的电极反应为Zn一2e一Zn D.其他条件相同时，改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小 二、选择题（本题包括3小题，每小题8分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题 意，全部选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 8.实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下 列说法错误的是 Zn Zn 稀硫酸 CuSO4溶液 图1 图2 图3 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32：1 9.某同学根据化学反应Fe+Cu+一Fe2++Cu,并利用实验室材料制作原电池。下列 关于该原电池组成的说法正确的是 选项 A B C D 正极 石墨棒 石墨棒 铁棒 铜棒 负极 铁棒 铜棒 铜棒 铁棒 电解质溶液 CuCL,溶液 CuCl2溶液 FeSO4溶液 FeSO4溶液 10.如图所示为银锌纽扣电池，其电池的总反应式为Zn十Ag2O十H2O Zn(OH)2+ 2Ag。下列说法错误的是 A.锌作正极 B.正极发生还原反应 浸有KOH(aq) C.负极的电极反应式为Zn-2e—Zn+ 隔板 Ag2O D.电池工作时，电流从Ag2O经导线流向Zn 高一同步周测卷五 化学（人教版·HX)必修第二册第2页（共4页） 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 三、非选择题（本题包括2小题，共48分） 11.(24分)为了探究铝电极在原电池中的作用，某兴趣小组设计并进行了以下一系列 实验，实验结果如下表所示： 编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向 Al、Mg 稀硫酸 偏向A1 Al、Mg NaOH溶液 偏向Mg Ⅲ Al、Cu 稀硫酸 偏向Cu W A1、石墨 稀硫酸 偏向 V Al、Cu 浓硝酸 偏向A 根据上表记录的实验现象，回答下列问题： (1)实验I中，Mg电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 (2)指出实验Ⅱ中铝和镁的电极名称，并写出相应的电极反应和电池总反应。铝为 ,电极反应式为 ;镁为 ,电极反应式为 。电池 总反应的化学方程式为 (3)实验Ⅲ中，电池总反应的离子方程式为 (4)实验V中，电流表指针偏向 (5)实验V中电流表指针偏向铝电极的原因： 正极附近的现象是 (6)综合以上实验，铝在原电池中的作用，与另一个电极材料和 有关。 化学（人教版·HX)必修第二册第3页（共4页） 衡水金卷·先享题 12.(24分)如图所示是原电池的装置图。 A》 溶液C 回答下列问题： (1)若溶液C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极， 则A电极上发生的电极反应式为 ；在反应中溶液中的阴离子 移向 (填“A”或“B”),反应进行一段时间后溶液C的pH (填“升高”“降低”或“基本不变”)。 (2)若需将反应Cu+2Fe3+一Cu++2Fe+设计成如图所示的原电池装置，则A 极（负极）材料为 ,B极电极反应式为 (3)若装置中两电极质量变化与时间的关系如图所示，其中一个电极为Ag电极，则 该电池的电解质溶液为 (填化学式)溶液，电极X为 (填 选项字母)。 20.8 电极Y 10 电极X 1t/min a.Fe电极 b.Mg电极 c.Cu电极 d.A1电极 (4)将(1)中原电池改为用CH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图 所示： 催化剂e 负载 e 催化剂 电极c 电极d 质子交换膜 ①电极c为电子 (填“流入”或“流出”)的一极，H+移向 (填“正极”或“负极”)。 ②气体a为 (填“CH”或“O2”),若线路中转移2mol电子，则 该燃料电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为 高一同步周测卷五 化学（人教版·HX)必修第二册第4页（共4页）高一周测卷 ·化学（人教版·HX)必修第二册· 高一同步周测卷/化学必修第二册（五） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.知识获取能力Ⅱ，实践操作能力Ⅲ.思维认知能力 2.学科素养： ①宏观辨识与微观探析②变化观念与平衡思想 ③证据推理与模型认知④科学探究与创新意识 ⑤科学态度与社会责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) Ⅲ ① ②③④ ⑤ 档次 系数 1 选择题 化学能转化为电能的判断 易 0.90 2 选择题 4 关于干电池的描述的判断 易 0.85 原电池的电极反应分析、离子移动分 3 选择题 4 易 0.85 析等 4 选择题 4 原电池装置的原理分析、简单计算 分 0.75 选择题 原电池装置的分析与判断 中 0.70 6 选择题 不同种类电池的分析与判断 中 0.70 探究电池的构成及电流强度的影响 7 选择题 中 0.65 因素 8 选择题 8 不同原电池的对比分析与计算 中 0.60 9 选择题 8 依据氧化还原反应设计原电池 难 0.55 10 选择题 纽扣电池的工作原理分析 难 0.50 探究某电极在原电池中的作用，涉及 11 非选择题 24 电池反应的书写、电极的判断、电极 中 0.70 反应式的书写等 非选择题 依据原电池原理考查离子移动、电极 12 24 难 0.55 反应式的书写、相关计算等 季考答案及解析 一、选择题 能转化为电能，D项错误。 1.A【解析】原电池装置将化学能转化为电能，A项正 2.B【解析】锌锰电池是最早的干电池，A项正确：普 确；天然气灶将化学能转化为热能，B项错误；风力发 通干电池是一次电池，不能多次充电反复使用，B项 电将风能转化为电能，C项错误：太阳能电池将太阳 错误；干电池中的电解质溶液易与锌反应，Z在负极 ·17· ·化学（人教版·HX)必修第二册· 参考答案及解析 失电子，逐渐溶解导致锌锰干电池在使用过程中外壳 二、选择题 逐渐变薄，C项正确：普通干电池属于原电池，是将化 8.BD【解析】Z、Cu直接接触就能构成闭合回路而形 学能转化为电能的装置，D项正确。 成原电池，Zn片逐渐溶解，Cu片上可看到有气泡产 3.D【解析】放电时负极上N发生氧化反应失去电 生，A项正确；图2中原电池工作时，Zn作负极，Cu 子生成Na+,A项错误；放电时正极CO2中碳元素化 作正极，H+带正电荷，应该向正极C片移动，B项错 合价降低，CO2得电子被还原，B项错误：放电时阴离 误：由于Mg的失电子能力强于Zn,所以将Zn片改 子由正极移向负极，C项错误；放电时装置为原电池， 为Mg片后，电子转移速率加快，生成H2的速率也加 化学能转化为电能，D项正确。 快，C项正确；图2中假设负极消耗65gZn,则转移 4.B【解析】锌电极为负极，失去电子，发生氧化反应， 2mol电子，正极产生2gH2,而图3中负极消耗65g A项错误；锌电极为负极，石墨电极为正极，电子由锌 Zn,也转移2mol电子，则正极析出64gCu,正极产 片通过导线流向石墨棒，B项正确：由于乙醇是非电 物的质量比为1：32，D项错误。 解质，将稀硫酸换成乙醇，不能构成原电池，灯泡不发 9.A【解析】由分析可知Fe为负极，碳棒为正极，含 光，C项错误；未给定标准状况下，无法得知气体的体 Cú+的溶液为电解液，故选A项。 积，D项错误。 10.AC【解析】Z的化合价升高，发生氧化反应，故 5.A【解析】①不存在活泼性不同的电极，不能把化学 Zn作负极，A项错误；正极为AgO得电子生成 能转化为电能：②满足构成原电池的条件，该装置可 Ag,化合价降低，发生还原反应，B项正确；负极的电 以构成ZC稀硫酸原电池，能把化学能转化为电能； 极反应式为Zn十2OH-一2e一Zn(OH)2,C项错 ③不存在活泼性不同的电极，不能把化学能转化为电 误：电流由正极流向负极，Ag2。作正极，故电池工 能；④满足构成原电池的条件，该装置可以构成FeC 作时，电流从AgO经导线流向Zn,D项正确。 稀硫酸原电池，可把化学能转化为电能：⑤该装置酒 三、非选择题 精为非电解质，化学能不能转化为电能；⑥满足构成 11.(24分) 原电池的条件，该装置可以构成ZPb稀硫酸原电 (1)氧化(2分) 池，化学能可以转化为电能；⑦满足构成原电池的条 (2)负极(2分)2A1-6e十8OH 件，化学能可以转化为电能：⑧该装置不能形成闭合 2[A1(OH):]-(2分)正极(2分)6H2O+6e 回路，化学能不能转化为电能；故选A项。 -3H2↑+6OH(2分)2A1+2NaOH+6HO 6.C【解析】燃料电池可以将化学能转化为电能，但燃 —2Na[A1(OH)1]+3H2个(2分) 料电池的能量转化率不足100%，部分化学能会转化 (3)2A1+6H+—2A1+十3H2个(2分) 为热能等其他形式的能量，A项错误：原电池的原理 (4)石墨(2分) 是氧化还原反应，正负极物质在电解质溶液中发生反 (5)A1虽然比Cu活泼，但常温下，Al遇浓硝酸发生 应，可以将化学能转化为电能，B项错误；硅具有半导 钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Cu电极为 体的性质，高纯硅为半导体材料，可以用高纯硅制造 负极，A1作正极，故电流表指针偏向铝电极(3分) 人造卫星的太阳能电池，C项正确；手机、照相机、摄 有红棕色气体产生(3分) 像机的电池在放电后可以再次充电，则其电池为可充 (6)电解质溶液(2分) 电电池，是二次电池，D项错误。 【解析】(1)实验中，A1,Mg电极浸入稀硫酸中，发生 7.B【解析】水果的成熟程度不同，电解质溶液的浓度 反应Mg十2H+—Mg++H2↑，Mg化合价升高， 不同，也会影响水果电池电流大小，A项正确；实验① 失去电子，发生氧化反应。 和②都是番茄，电极间距离不同，电流大小不同，表明 (2)实验Ⅱ中，Al、Mg电极浸入NaOH溶液中，发生 电极间距离对电流大小有影响，B项错误：锌比铜活 反应2A1+2NaOH+6H2O2Na[A1(OH)]+ 泼，锌作负极，电极反应为Zn一2e—Zn+,C项正 3H2个，A1化合价升高，失去电子，因此A1被氧化作 确：其他条件相同时，改变电极插入水果的深度，改变 负极，则A1电极反应式为2A1一6e+8OH— 了电极和电解质溶液的接触面积，可能影响水果电池 2[A1(OH):];镁为正极，电极反应式为6HO十 电流大小，D项正确。 6e-3H2↑+6OH。 ·18· 高一周测卷 ·化学（人教版·HX)必修第二册· (3)实验中，A1、Cu电极浸入稀硫酸中，铝和稀硫酸 Fe-2e—Fe2+,电池总反应为Fe十2H 反应生成硫酸铝和氢气，发生反应2A1十6H+ Fe+十H2个，反应中消耗H+,反应进行一段时间后 2AI3++3H2个。 溶液C中H+的浓度减小，pH升高。 (4)实验V中A1和石墨，A1为负极，而电流表指针 (2)反应Cu十2Fe3+-Cu2++2Fe2+中，Fe3+发生 偏向正极，故偏向石墨。 还原反应转化成Fe+,Cu发生氧化反应转化成 (5)实验V中，A1、Cu电极浸入浓硝酸中，A1发生钝 Cu2+,根据原电池工作原理，A极（负极）材料为Cu, 化，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，其 B极为正极，B极电极反应式为Fe+十e一Fe+。 反应的离子方程式为Cu十2NO十4H+Cu++ (3)若其中一个电极为Ag电极，一个电极质量增加 2NO2↑十2H2O。Cu被氧化作负极，正极反应式为 10.8g,另一个电极质量减少0.9g,题中金属活泼 NO+2H+十e—NO2↑十H2O,所以正极附近 性都比银强，说明银为正极，银电极质量增加，则该 有红棕色气体产生。 电池的电解质溶液为硝酸银(AgNO,)溶液，有 (6)分析实验I,Ⅲ可知铝在原电池中的作用，与另 0.1mol银生成，有0.1mol电子转移，则负极会消 一个电极材料有关，分析实验工、Ⅱ可知铝在原电池 耗0.05mol铁或0.05mol镁或0.05mol铜或 中的作用，与电解质溶液有关。 0.1mol=1 12.(24分) 3 30mo1铝，质量分别为2.8g、1,2g、 (1)2H+2e—H2↑(2分) B(2分)升高 3.2g、0.9g,则电极X为A1电极。 (2分) (4)①c电极是电子流出的电极，d电极是电子流入 (2)Cu(2分)Fe3++e-Fe2+(2分) 的电极，说明c电极是负极，d电极是正极，H+移向 (3)AgNO3(3分)d(3分) 正极。 (4)①流出(2分)正极(2分) ②甲烷在负极上发生氧化反应生成CO2,电极反应 ②CH(2分)11.2(2分) 式为CH:-8e+2H2O一CO2+8H+,即气体a 【解析】(1)若溶液C为稀HSO,溶液，电流表指针 为CH;该电池的正极反应式为2O2十8H+十8e 发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极为 一4H2O,当线路中转移2mol电子，则该燃料电池 正极，A电极上发生的电极反应式为2H十2e 理论上消耗的O2的物质的量为0.5mol,标准状况 一H2个；原电池工作时阴离子向负极移动，在反 下的体积为0.5mol×22.4L·mol1=11.2L。 应中溶液中的阴离子移向B(负极)：负极反应式为 ·19·