6.1.2化学反应与电能 同步练习 -2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

化学反应与电能 [基础巩固练] 一、原电池工作原理 1．(3分)下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　) A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．C＋CO22CO 2．(3分)下列设备工作时，将化学能转化为电能的是(　　) 3．(3分)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的材料必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转化为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是正极 D．原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极 4．(3分)某原电池的总反应离子方程式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则该原电池的正确组成可以是下列的(　　) 5．(3分)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 二、原电池工作原理的应用 6．(3分)把A、B、C、D四块金属浸在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成多种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小的排列是(　　) A．A>C>D>B B．A>C>B>D C．B>D>C>A D．A>B>C>D 7．(3分)过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是(　　) A．加入适量NaCl溶液 B．加入适量的水 C．加入几滴硫酸铜溶液 D．再加入少量稀硫酸 8．(6分)利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在图中方格内画出实验装置图，并指出正极材料为__________，电极反应式为____________；负极为__________，电极反应式为_____________。 [综合提升练] 9.(3分)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→Y B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe C．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 10．(3分)按图甲所示装置进行实验，若图乙中x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示(　　) ①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的质量 A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑤ 11．(3分)各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为(　　) A．②①③④ B．④③①② C．④②①③ D．③②④① 12.(3分)由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L－1 CuCl2溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上 B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出 C．闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu 13．(3分)如图装置中，M棒变细，N棒变粗。由此判断下表所列M、N、R物质，其中合理的是(　　) 选项 M N R A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 铁 铜 硝酸银 D 铜 铁 蔗糖溶液 14．(3分)将锌片和铜片用导线相连浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计(装置如图)，若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为47 g，则该过程中产生H2(标准状况下)的体积为(　　) A．2.24 L B．3.36 L C．4.48 L D．6.72 L 15．(7分)某同学用如图所示装置进行水果电池的实验，测得数据如表所示： 实验编号 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 铝 菠萝 3 650 5 锌 铝 苹果 3 450 请回答下列问题： (1)实验5中负极的电极反应式为_____________________。 (2)实验1、4中电流方向相反的原因是______________________。 (3)分析实验数据可知，影响水果电池电压的因素有__________、__________。 (4)若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做__________(填“合理”或“不合理”)。 16．(12分)如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。根据原电池原理回答下列问题： (1)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，Cu电极上可以看到的现象为______________，SO向__________(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_____________________。 (2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为__________，电子沿导线向__________(填“a”或“b”)移动。 (3)①FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2)。请将此反应设计成原电池，该原电池负极的电极材料为_________，正极的电极材料为_____________，电解质溶液为__________，负极的电极反应式为____________。 ②一段时间后负极质量减轻m g，则下列说法正确的是__________(填字母)。 A．电路中通过的电子为 mol B．正极质量增加 g C．原电池工作过程中电子由正极经导线流向负极 D．原电池工作过程中Cl－向负极移动 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学反应与电能 [基础巩固练] 一、原电池工作原理 1．(3分)下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是(　　) A．Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag B．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4 D．C＋CO22CO [解析]　D是吸热的氧化还原反应，反应过程中吸收能量，不能设计为原电池。 [答案]　D 2．(3分)下列设备工作时，将化学能转化为电能的是(　　) [解析]　 A 化学能→电能 B 风能→机械能→电能 C 化学能→热能 D 太阳能→热能 [答案]　A 3．(3分)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的材料必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转化为电能的装置 C．在原电池中，电子流出的一极是正极 D．原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极 [解析]　原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与能导电的非金属，A项错误；原电池中电子流出的一极是负极，C项错误；原电池工作时，电流是从正极到负极，D项错误。 [答案]　B 4．(3分)某原电池的总反应离子方程式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则该原电池的正确组成可以是下列的(　　) [解析]　该原电池的负极必为锌，正极是比锌活动性弱的金属或导电的非金属，电解质溶液中含有Cu2＋，故选C。 [答案]　C 5．(3分)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 [解析]　①Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，正确；②铜为正极，发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，铜极质量增大，正确；③原电池工作时，阴离子向负极移动，错误；④电子由负极流向正极，即电子由Zn电极流向Cu电极，正确；⑤Zn电极发生氧化反应，错误；⑥正极发生还原反应，电极反应方程式为Cu2＋＋2e－===Cu，正确。综上所述，B项正确。 [答案]　B 二、原电池工作原理的应用 6．(3分)把A、B、C、D四块金属浸在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成多种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小的排列是(　　) A．A>C>D>B B．A>C>B>D C．B>D>C>A D．A>B>C>D [解析]　A、B相连时，A为负极，说明A与B相比较，A更加活泼；C、D相连时，D上有气泡逸出，则C为电源的负极，C比D活泼；A、C相连时，A极减轻，A参与了电极反应，被消耗，则A为负极，A比C活泼；B、D相连时，B为正极，则D比B活泼。故有A>C>D>B。 [答案]　A 7．(3分)过量铁与少量稀硫酸反应，为了加快反应速率，但是又不影响生成氢气的总量，可以采取的措施是(　　) A．加入适量NaCl溶液 B．加入适量的水 C．加入几滴硫酸铜溶液 D．再加入少量稀硫酸 [解析]　若加入NaCl溶液，会将稀硫酸稀释，c(H＋)减小，反应速率减慢，A错误；加入适量的水，会将稀硫酸稀释，c(H＋)减小，反应速率减慢，B错误；若加入几滴CuSO4溶液，则发生反应Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，析出的Cu与Fe、稀硫酸形成原电池，反应速率加快且不影响生成H2的总量，C正确；若再加入少量稀硫酸，因Fe过量，则生成H2的总量增大，D错误。 [答案]　C 8．(6分)利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在图中方格内画出实验装置图，并指出正极材料为__________，电极反应式为____________；负极为__________，电极反应式为_____________。 [解析]　首先将已知的反应拆成两个半反应(即失去电子和得到电子的反应)：Zn－2e－===Zn2＋，2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；然后结合原电池的工作原理分析可知，该电极的负极应用锌作材料，正极要保证Fe3＋得到负极失去的电子，一般可用不能还原Fe3＋的材料(如铂、碳棒等)作正极，电解质溶液只能用FeCl3溶液。 [答案]　装置如图 Pt(或其他合理答案)　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Zn　Zn－2e－===Zn2＋ [综合提升练] 9.(3分)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→Y B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe C．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 [解析]　根据题图知该装置是原电池，外电路中电子从X电极流向Y电极，电流的流向与此相反，即Y→外电路→X，A项错误；原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极，若两电极分别为Fe和碳棒，则Y为碳棒，X为Fe，B项错误；X是负极，负极上发生氧化反应，Y是正极，正极上发生还原反应，C项错误；原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极，该原电池中X是负极，Y是正极，所以若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y，D项正确。 [答案]　D 10．(3分)按图甲所示装置进行实验，若图乙中x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示(　　) ①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的质量 A．①③ B．②④ C．①③⑤ D．②④⑤ [解析]　NO不参加反应，因此c(NO)不变，②不符合图像变化；负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，则a棒的质量逐渐减少，b棒的质量逐渐增加，c(Ag＋)逐渐减小，①③符合图像变化，④不符合图像变化；由电极反应式可知，每溶解56 g铁转移2 mol电子，有216 g银从溶液中析出，故随着反应的进行，溶液的质量减少，⑤符合图像变化。 [答案]　C 11．(3分)各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为(　　) A．②①③④ B．④③①② C．④②①③ D．③②④① [解析]　②③④实质均为原电池装置。③中Fe为正极，被保护。②④中Fe为负极，均被腐蚀。但相对来说，Fe和Cu的金属活动性差别较Fe和Sn的差别大，故Fe－Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快。①中不能构成原电池，腐蚀速率比②④慢。 [答案]　C 12.(3分)由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L－1 CuCl2溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上 B．闭合K，铁棒上有紫红色固体析出 C．闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18 g D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu [解析]　闭合K，电子由铁棒通过导线流向碳棒，故A错误；闭合K，碳棒为正极，溶液中铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，碳棒上有紫红色固体析出，故B错误；闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，负极上减少的质量为＝8.4 g，正极上增加的质量为＝9.6 g，则理论上碳棒与铁棒的质量差为8.4 g＋9.6 g＝18 g，故C正确；闭合K，铁棒作原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D错误。 [答案]　C 13．(3分)如图装置中，M棒变细，N棒变粗。由此判断下表所列M、N、R物质，其中合理的是(　　) 选项 M N R A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 铁 铜 硝酸银 D 铜 铁 蔗糖溶液 [解析]　由于蔗糖溶液不是电解质溶液，故D错误；M棒变细，N棒变粗，则M为负极，N为正极，M的金属活动性比N强，故B错误；N棒变粗则电解质溶液中有能得电子的金属阳离子，故A错误。 [答案]　C 14．(3分)将锌片和铜片用导线相连浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计(装置如图)，若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为47 g，则该过程中产生H2(标准状况下)的体积为(　　) A．2.24 L B．3.36 L C．4.48 L D．6.72 L [解析]　由题意可知，该原电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，则负极上锌生成锌离子进入溶液而导致质量减少，正极上氢离子得电子生成氢气，所以正极质量不变，两个电极减少的质量是参加反应的锌的质量，锌和稀硫酸反应的离子方程式为2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑，根据反应的离子方程式得氢气的物质的量n(H2)＝n(Zn)＝＝0.2 mol，标准状况下H2的体积为V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。 [答案]　C 15．(7分)某同学用如图所示装置进行水果电池的实验，测得数据如表所示： 实验编号 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 铝 菠萝 3 650 5 锌 铝 苹果 3 450 请回答下列问题： (1)实验5中负极的电极反应式为_____________________。 (2)实验1、4中电流方向相反的原因是______________________。 (3)分析实验数据可知，影响水果电池电压的因素有__________、__________。 (4)若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做__________(填“合理”或“不合理”)。 [解析]　(1)实验5中两电极是Zn与Al，因Al比Zn活泼，则Al作负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋。(3)分析实验数据可知，水果电池的电压与水果品种及电极材料有关。(4)这样做可使电压增大，做法合理。 [答案]　(1)Al－3e－===Al3＋ (2)实验1中锌比铜活泼，锌作负极；实验4中铝比锌活泼，锌作正极，所以两实验中电流方向相反 (3)水果品种　电极材料 (4)合理 16．(12分)如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。根据原电池原理回答下列问题： (1)若电极a为Zn、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸，该装置工作时，Cu电极上可以看到的现象为______________，SO向__________(填“a”或“b”)极移动，正极的电极反应式为_____________________。 (2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，该原电池工作时，原电池的负极材料为__________，电子沿导线向__________(填“a”或“b”)移动。 (3)①FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板(2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2)。请将此反应设计成原电池，该原电池负极的电极材料为_________，正极的电极材料为_____________，电解质溶液为__________，负极的电极反应式为____________。 ②一段时间后负极质量减轻m g，则下列说法正确的是__________(填字母)。 A．电路中通过的电子为 mol B．正极质量增加 g C．原电池工作过程中电子由正极经导线流向负极 D．原电池工作过程中Cl－向负极移动 [解析]　(1)由题中图示可知，Zn、Cu、稀硫酸构成的原电池，Zn为负极，Cu为正极，正极上发生得电子的还原反应，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，Cu电极上可以看到的现象是有气体产生，根据原电池工作时阴离子向负极移动，即溶液中硫酸根离子移向负极a(Zn)电极。(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液，金属活动性：Fe>Ag，所以Fe为负极，Ag为正极，电子从负极经导线流向正极，即电子向b极移动。(3)由题中化学方程式Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2可知，Cu失电子发生氧化反应，所以Cu为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，发生还原反应，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，正极材料是 Pt、石墨棒等比Cu不活泼的金属或惰性电极，电解质溶液为FeCl3溶液。 [答案]　(1)有气体产生　a　2H＋＋2e－===H2↑ (2)Fe　b　(3)①Cu　Pt或石墨棒等比Cu不活泼的金属或能导电的非金属　FeCl3溶液　Cu－2e－===Cu2＋　②AD 学科网（北京）股份有限公司 $