高中化學蘇教版化學反應原理化學反應與能量變化專題綜合學業(yè)分層測評3

學業(yè)分層測評(三)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．下列裝置不可以組成原電池的是()【導學號：92410040】【解析】C中裝置不能形成閉合回路?！敬鸢浮緾2．在如圖所示的水果電池中，外電路上的電流從X電極流向Y電極。若X為鐵，則Y可能是()A．鋅 B．石墨C．銀 D．銅【解析】電流的方向與電子的移動方向相反，由已知條件知電子由Y電極流向X電極，因此Y電極的金屬活動性強于鐵，故Y電極只能為選項中的鋅?！敬鸢浮緼3．關于如圖所示的原電池，下列說法正確的是()【導學號：92410041】A．電子從鋅電極通過導線流向銅電極B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C．鋅電極發(fā)生還原反應D．銅電極上發(fā)生的電極反應為2H＋＋2e－=H2↑【解析】該原電池中，較活潑的金屬鋅作負極，發(fā)生氧化反應，較不活潑的銅作正極，發(fā)生還原反應，電子由負極鋅流出，經(jīng)導線流向銅電極，負極、正極反應式分別為負極：Zn－2e－=Zn2＋，正極：Cu2＋＋2e－=Cu；鹽橋中的陰離子向負極區(qū)域硫酸鋅溶液中遷移，故A正確，B、C、D錯誤?！敬鸢浮緼4．如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關于該裝置的下列說法中正確的是()A．外電路的電流方向為：X→外電路→YB．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC．X極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應D．若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y【解析】由圖示電子流向知X為負極，Y為正極，則電流方向為Y→外電路→X，故A錯；若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為鐵，Y為碳棒，B錯；負極上失去電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應，C錯；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負極，故有活動性X>Y。【答案】D5．甲醇燃料電池(DMFC)可用于筆記本電腦、汽車、遙感通訊設備等，它的一極通入甲醇，一極通入氧氣；電解質(zhì)是質(zhì)子交換膜，它能傳導氫離子(H＋)。電池工作時，甲醇被氧化為二氧化碳和水，氧氣在電極上的反應是O2＋4H＋＋4e－=2H2O。下列敘述中不正確的是()A．負極的反應式為CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋B．電池的總反應方程式是2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2OC．電池工作時，H＋由正極移向負極D．電池工作時，電子從通入甲醇的一極流出，經(jīng)外電路再從通入氧氣的一極流入【解析】首先判斷出通入甲醇的一極失去電子作負極，通入氧氣的一極得到電子作正極。電池總反應式為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，B項正確；電池總反應式減去氧氣在正極的電極反應式，就得到了負極反應式，A項也正確；電池工作時，H＋移向正極而不是移向負極，所以C項錯誤?！敬鸢浮緾6．在理論上不能用于設計原電池的化學反應是()【導學號：92410042】A．H2SO4(aq)＋BaCl2(aq)=2HCl(aq)＋BaSO4(s)ΔH<0B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH<0C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH<0D．3Cu(s)＋8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)＋2NO(g)＋4H2O(l)ΔH<0【解析】理論上放熱的氧化還原反應均能設計成原電池?！敬鸢浮緼7．M、N、P、E四種金屬：①M＋N2＋=N＋M2＋②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡③N、E用導線連接放入E的硫酸溶液中，電極反應為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。四種金屬的還原性由強到弱順序是()A．PMNE B．ENMPC．PNME D．EPMN【解析】由①知，活潑性M>N，M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面產(chǎn)生氣泡，構成原電池正極，活潑性P>M；N、E構成的原電池N作負極，活潑性N>E。【答案】A8．紐扣電池可作計算器、電子表等的電源。有一種紐扣電池，其電極分別為Zn和Ag2O，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池的總反應為Zn＋Ag2O＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。關于該電池的敘述不正確的是()【導學號：92410043】A．使用時電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極，Zn是負極B．使用時電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極，Ag2O是負極C．正極的電極反應為Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－D．Zn極發(fā)生氧化反應，Ag2O極發(fā)生還原反應【解析】由總方程式可以看出，負極為Zn，正極為Ag2O，使用時電子由負極流向正極，A項正確，B項錯誤；負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，C項正確，D項也正確?！敬鸢浮緽9．鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2有關該電池的說法正確的是()A．充電時陽極反應：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiOOH＋H2OB．充電過程是化學能轉化為電能的過程C．放電時負極附近溶液的堿性不變D．放電時電解質(zhì)溶液中的OH－向正極移動【解析】充電時二次電池的電極反應式為：陽極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O，陰極：Cd(OH)2＋2e－=Cd＋2OH－，即A正確；充電過程是將電能轉化為化學能的過程，B錯；放電時負極附近溶液的堿性減弱，C錯；放電時電解質(zhì)溶液中的OH－向負極移動，D錯?！敬鸢浮緼10．(1)下列裝置屬于原電池的是________?！緦W號：92410044】(2)在選出的原電池中，________是負極，發(fā)生____________________反應，________是正極，該極的現(xiàn)象是________。(3)此原電池反應的化學方程式為_____________________________?！窘馕觥?1)構成原電池的條件：a.兩個活潑性不同的電極；b.電解質(zhì)溶液；c.形成閉合回路；d.自發(fā)進行的氧化還原反應。根據(jù)此條件知⑤屬于原電池。(2)(3)在⑤原電池中，F(xiàn)e為負極，發(fā)生氧化反應，Cu為正極，發(fā)生還原反應，表面有氣泡冒出，反應實質(zhì)為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑。【答案】(1)⑤(2)Fe氧化CuCu表面有氣泡產(chǎn)生(3)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑11．利用反應Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2設計一個原電池。在下圖方格內(nèi)畫出實驗裝置圖，并指出正極材料為____________，電極反應式為____________；負極材料為________，電極反應式為________。【解析】將Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2拆分為：Zn－2e－=Zn2＋(氧化反應)，2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋(還原反應)。結合原電池的電極反應特點分析可知，該電池的負極應用鋅，正極用活潑性比鋅弱的金屬或導電的非金屬，為保證Fe3＋在正極得電子，電解質(zhì)溶液為FeCl3等易溶的鐵鹽溶液。【答案】Pt(或C)2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋ZnZn－2e－=Zn2＋或12．科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。(甲醇的燃燒熱為ΔH＝－kJ·mol－1)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負極的電極反應式為_________________________________________________________，正極的電極反應式為_________________________________。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為kJ，則該燃料電池的理論效率為________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應所能釋放的全部能量之比)?！窘馕觥吭谌剂想姵刂?，通入氧氣的一極是正極，通入甲醇的一極是負極，根據(jù)甲醇中碳元素的化合價變化可推知1mol甲醇轉移6mol電子，故寫出負極反應為CH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋；正極反應為eq\f(3,2)O2＋6H＋＋6e－=3H2O。因為甲醇的燃燒熱是kJ·mol－1，故可求得該燃料電池的理論效率＝kJ÷kJ×100%≈%?！敬鸢浮緾H3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋eq\f(3,2)O2＋6H＋＋6e－=3H2O%[能力提升]13．(2023·江蘇高考)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關該電池的說法正確的是()【導學號：92410045】A．反應CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4轉移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應為：H2＋2OH－－2e－=2H2OC．電池工作時，COeq\o\al(2－,3)向電極B移動D．電極B上發(fā)生的電極反應為：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)【解析】A選項，甲烷中的C為－4價，一氧化碳中的C為＋2價，每個碳原子失去6個電子，因此每消耗1mol甲烷失去6mol電子，所以錯誤；B選項，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能參與電極反應，電極反應式應為H2＋CO＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2＋H2O，所以錯誤；C選項，碳酸根離子應向負極移動，即向電極A移動，所以錯誤；D選項，電極B上氧氣得電子和二氧化碳生成碳酸根離子，所以正確?！敬鸢浮緿14．(2023·天津高考)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是()【導學號：92410046】A．銅電極上發(fā)生氧化反應B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡【解析】A．Cu作正極，電極上發(fā)生還原反應，錯誤；B.電池工作過程中，SOeq\o\al(2－,4)不參加電極反應，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))基本不變；C.電池工作時，甲池反應為Zn－2e－=Zn2＋，乙池反應為Cu2＋＋2e－=Cu，甲池中Zn2＋會通過陽離子交換膜進入乙池，以維持溶液中電荷平衡，由電極反應式可知，乙池中每有64gCu析出，則進入乙池的Zn2＋為65g，溶液總質(zhì)量略有增加，正確；D.由題干信息可知，陰離子不能通過陽離子交換膜。【答案】C15．(1)今有2H2＋O2eq\o(=,\s\up17(KOH溶液),\s\do15())2H2O反應，構成燃料電池，負極通的應是________，正極通的應是________，電極反應式：負極為________________________________________，正極為________________________。(2)若把KOH溶液改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，則電極反應式：負極為_______