6.3 化学能与电能的转化 第1课时 同步练习-2025-2026学年高一下学期化学苏教版必修第二册

**基本信息** 高中化学第三单元“化学能转化为电能”同步练，分“必备知识基础”“能力素养提升”两层，以化学观念为核心，通过基础巩固与能力进阶，培养科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|原电池构成条件、电极反应、电子流向等单一知识点|8道选择为主，直接考查概念辨析（如原电池正负极判断），强化基础认知| |能力素养提升|金属活动性比较、腐蚀速率分析、新型电池原理等综合应用|7题含选择与填空，结合情境（如锂水电池、火星探测器供电电池），深化科学思维与探究能力|

第三单元　化学能与电能的转化 第1课时　化学能转化为电能 一、必备知识基础 1.下列装置能形成原电池且灵敏电流计发生偏转的是(　　) 2.下列关于原电池的说法正确的是(　　) A.原电池是将电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极 C.原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应 D.形成原电池后,电解质溶液中的阳离子向正极移动 3.某原电池装置如图所示,下列说法正确的是(　　) A.Zn棒作原电池的正极 B.Zn棒处的电极反应式:Zn-2e-Zn2+ C.电子从Cu棒流向Zn棒 D.该装置能将电能转化为化学能 4.在以稀硫酸为电解质溶液的铜-锌原电池中,已知其电极反应分别为锌片:Zn-2e-Zn2+;铜片:2H++2e-H2↑。下列判断正确的是(　　) A.溶液的酸性逐渐增强 B.铜片逐渐溶解 C.溶液中H+向锌片作定向移动 D.锌片是负极并被氧化 5.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是(　　) A.4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 B.2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2 C.2H2O+O2+4e-4OH- D.Fe-3e-Fe3+ 6.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,b发生还原反应;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,S流向d极,则四种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　) A.a>b>c>d B.b>d>c>a C.c>a>b>d D.a>c>d>b 7.铁片与稀硫酸反应制氢气,下列措施不能使氢气生成速率增大的是(　　) A.用98%的浓硫酸代替稀硫酸 B.用铁粉代替铁片 C.滴加适量CuSO4溶液 D.加热 8.依据氧化还原反应:Cu2+(aq)+Fe(s)Fe2+(aq)+Cu(s)设计的原电池如图所示。 请回答下列问题: (1)电极X的材料是　　　　;电解质溶液Y是　　　　　　。  (2)X电极上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　。  (3)针对上述原电池装置,下列说法不正确的是　　　(填字母)。  A.原电池工作时的总反应:Cu2+(aq)+Fe(s)Fe2+(aq)+Cu(s),为放热反应 B.原电池工作时,X电极流出电子,发生氧化反应 C.原电池工作时,银电极上发生氧化反应 D.原电池工作时,阳离子不断移向X电极 (4)若Y为稀硫酸,Ag电极上出现的现象是　　　　　　　　　　　　　　。  二、能力素养提升 9.有关电化学知识的描述正确的是(　　) A.CaO+H2OCa(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能 B.某原电池反应为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,装置中一定是银作正极 C.因为铁的活动性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硫酸中,若能组成原电池,必是铁作负极、铜作正极 D.理论上,任何能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池 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,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 C.无论a和b是否连接,反应的本质相同,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+应向铜电极移动且能更快地在铜电极上析出铜 11.四个烧杯中分别盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(　　) ①　②　③　④ A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④① 12.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。关于该电池的下列说法不正确的是(　　) A.水既是氧化剂又是溶剂 B.放电时正极上有氢气生成 C.放电时OH-向正极移动 D.总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑ 13.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。电池以金属钠为负极,多孔碳纳米管为正极,Na3Zr2Si2PO12(NZSP)为无机固态电解质(见下图)。放电时,下列说法正确的是(　　) A.金属钠发生氧化反应 B.在正极上生成CO2 C.电子通过NZSP移向负极 D.该电池是将电能转化为化学能的装置 14.科学家用氮化镓材料与铜组装的人工光合系统如图所示,利用该装置成功实现了以CO2和H2O合成CH4。 (1)正极反应式是　 ,  电路中每转移0.1 mol e-,正极区溶液质量　　　(填“增加”或“减少”)　　　　　 g。  (2)电路中每转移0.1 mol e-产生的O2在标准状况下的体积为　　　mL。  15.回答下列问题。 (1)如图是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。 ①当电极a为Al,电极b为Cu,电解质溶液为稀硫酸时,正极的电极反应式为　　　　　　　　;当电路中有0.2 mol电子通过时,负极的质量减少　　　　 g。  ②当电极a为Al,电极b为Mg,电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该装置　　　　(填“能”或“不能”)形成原电池,若不能,请说明理由,若能,请指出正、负极:　　　　　　　　。  (2)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。 ①锌片上发生的电极反应为　　　　　　　　。  ②若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,则通过导线的电子的物质的量为　　　　　,产生氢气的体积(标准状况)为　　　　　　。  参考答案 1.C　解析 A项中没有形成闭合回路,不能构成原电池;B项中乙醇是非电解质,不能构成原电池;C项中锌和铜是活泼性不同的金属,插入硫酸铜溶液中构成了闭合回路,能自发进行氧化还原反应,可形成原电池,灵敏电流计会发生偏转;D项中两个电极都是锌,电极材料相同,不能构成原电池。 2.D　解析 原电池是将化学能转化为电能的装置,A错误;原电池中电子流出的一极是负极,B错误;原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,C错误;形成原电池后,电解质溶液中的阳离子向正极移动,D正确。 3.B　解析 锌比铜活泼,Zn棒作原电池的负极,A错误;Zn棒为负极,电极反应式:Zn-2e-Zn2+,B正确;电子从负极流向正极,即从Zn棒流向Cu棒,C错误;该装置是原电池,将化学能转化为电能,D错误。 4.D　解析 在该原电池中,铜片作正极,氢离子在正极得电子生成氢气,溶液中氢离子浓度减小,酸性逐渐减弱,A错误;铜片不参与反应,不会溶解,B错误;溶液中H+向正极铜片作定向移动,C错误;锌片作负极,失电子被氧化,D正确。 5.D　解析 家用炒菜铁锅出现红棕色锈斑是发生吸氧腐蚀的结果。负极反应为Fe-2e-Fe2+,正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,Fe2+与OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2不稳定被氧化为Fe(OH)3,化学方程式为4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3,整个过程中铁失电子生成亚铁离子,不是生成铁离子,D符合题意,A、B、C不符合题意。 6.D　解析 若a、b相连时,b发生还原反应,说明活动性:a>b;c、d相连时,电流由d到c,则电子由c经外电路流向d,说明活动性:c>d;a、c相连时,c极上产生大量气泡,说明活动性:a>c;b、d相连时,S流向d极,说明d为负极,说明活动性:d>b;故四种金属的活动性由强到弱的顺序为a>c>d>b。 7.A　解析 改用98%的浓硫酸,铁在室温下与浓硫酸发生钝化,不能加快生成氢气的反应速率,A正确;改用铁粉,固体表面积增大,反应速率增大,B错误;滴加适量CuSO4溶液,置换出铜,形成原电池,反应速率增大,C错误;温度升高,反应速率增大,D错误。 8.答案 (1)Fe(或铁)　CuSO4溶液(其他合理答案均可) (2)Fe-2e- Fe2+ (3)CD　(4)有气泡生成 解析 (1)根据总反应的化学方程式可知,铁失去电子,为负极,电极Ag是正极,电极X是负极,则电极X是单质铁,电解质溶液Y为含Cu2+的溶液,如CuSO4溶液。 (2)X电极为负极,负极反应式为Fe-2e- Fe2+。 (3)根据题给信息可知,原电池工作时的总反应:Cu2+(aq)+Fe(s)Fe2+(aq)+Cu(s),为放热反应,A正确;原电池工作时,X电极流出电子,发生氧化反应,B正确;原电池工作时,银电极上发生还原反应,C错误;X为负极,Ag为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,即向Ag电极移动,D错误。 (4)若Y为稀硫酸,则在Ag电极上发生的反应是2H++2e-H2↑,Ag电极上有气泡生成。 9.D　解析 该反应不是氧化还原反应,不能把该反应设计成原电池,A错误;该电池中Cu作负极,正极的活动性要比Cu弱,可以是Ag或石墨等,B错误;铁在浓硫酸中会钝化,不能持续反应,而铜可以和浓硫酸反应,则铁作正极、铜作负极,C错误。 10.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,铁直接从溶液中把铜置换出来,A正确;a和b用导线连接后,构成原电池,铁比铜活泼,铁作负极,发生的反应为Fe-2e-Fe2+,B错误;无论a和b是否连接,反应的本质相同,均为Fe+Cu2+Fe2++Cu,铁片均会被氧化,溶液中均有Fe2+生成,C正确;a和b用导线连接时,构成原电池,铜电极为正极,阳离子向正极迁移,且原电池可以增大反应速率,D正确。 11.C　解析 ②③④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的金属活动性差别比Fe和Sn的差别大,故Fe-Cu原电池中的Fe被腐蚀得更快。与②④相比,①中铁被腐蚀得更慢。 12.C　解析 在该锂水电池中,锂作负极,失电子,水作氧化剂,在正极得电子生成氢气,同时水又是溶剂,A、B正确;电池放电时,阴离子向负极移动,所以OH-向负极移动,C错误;根据负极和正极反应可得总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑,D正确。 13.A　解析 该电池以金属钠为负极,多孔碳纳米管为正极,Na3Zr2Si2PO12(NZSP)为无机固态电解质,则负极钠失去电子被氧化,正极二氧化碳得到电子被还原,电子从负极沿着导线流向正极,固体电解质中钠离子向正极移动。 14.答案 (1)CO2+8e-+8H+CH4+2H2O　增加　0.45 (2)560 解析 (1)该电池为原电池,电子流出的为负极,故产生氧气的电极为负极(左侧),产生甲烷的电极为正极(右侧),正极反应式是CO2+8e-+8H+CH4+2H2O;根据正极反应式,电路中每转移8 mol电子,生成2 mol水,正极区溶液质量增加2 mol×18 g·mol-1=36 g,故每转移0.1 mol e-,正极区溶液质量增加×0.1 g=0.45 g。(2)负极的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,每转移0.1 mol e-,生成0.025 mol氧气,标准状况下的体积为0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L=560 mL。 15.答案 (1)①2H++2e-H2↑　1.8　②能　负极为Al,正极为Mg (2)①Zn-2e-Zn2+　②0.4 mol　4.48 L 解析 (1)①当电极a为Al,电极b为Cu,电解质溶液为稀硫酸时,金属Al作负极,金属Cu作正极,正极上氢离子得到电子,负极上Al失去电子,电池总反应的离子方程式为2Al+6H+2Al3++3H2↑,其中正极的电极反应式为2H++2e-H2↑。当转移0.2 mol 电子时,根据Al~3e-可得m(Al)=0.2 mol÷3×27 g·mol-1=1.8 g。②当电极a为Al,电极b为Mg,电解质溶液为NaOH溶液时,Al与NaOH能发生自发进行的氧化还原反应,而Mg与NaOH不反应,故Al为负极,Mg为正极。 (2)①将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌作负极,失电子,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e-Zn2+。②电极减小的质量是负极反应的锌的质量,n(Zn)==0.2 mol。锌作负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,0.2 mol Zn参与反应,转移电子的物质的量为0.4 mol;银片作正极,溶液中氢离子在银电极上得到电子,发生还原反应,电极反应为2H++2e-H2↑,依据电子守恒可知,生成0.2 mol H2,则V(H2)=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。 1 学科网（北京）股份有限公司 $