2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量1.2化學(xué)反應(yīng)與電能練習(xí)含解析新人教版必修第二冊

PAGE8-化學(xué)反應(yīng)與電能(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題4分,共40分)1.下列電池中不易造成環(huán)境污染的是 ()A.鎳鎘電池 B.鋅錳電池C.鉛蓄電池 D.氫氧燃料電池【解析】選D。鎳鎘電池、鋅錳電池、鉛蓄電池中都有重金屬,運(yùn)用時(shí)簡單造成環(huán)境污染;氫氧燃料電池的原料分別是氫氣、氧氣,最終產(chǎn)物為水,運(yùn)用時(shí)對環(huán)境不易造成污染。【加固訓(xùn)練】下列關(guān)于充電電池的敘述,不正確的是 ()A.充電電池的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng)B.理論上充電電池可以被多次充放電C.充電和放電屬于可逆反應(yīng)D.較長時(shí)間不運(yùn)用電池時(shí),最好將電池取出并妥當(dāng)存放【解析】選C。充電電池中充電和放電屬于可逆過程,但是不屬于可逆反應(yīng)。因?yàn)榭赡娣磻?yīng)要求在同一條件下向兩個(gè)反應(yīng)方向同時(shí)進(jìn)行,而充電過程和放電過程的反應(yīng)條件不同,C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸中,經(jīng)過一段時(shí)間后,下列敘述正確的是 ()A.負(fù)極有Cl2逸出,正極有H2逸出B.負(fù)極旁邊Cl-的濃度漸漸減小C.正極旁邊Cl-的濃度漸漸增大D.溶液中Cl-的濃度基本不變【解析】選D。鐵片、銀片用導(dǎo)線連接起來插入稀鹽酸中形成原電池,其中鐵片作負(fù)極,銀片作正極,溶液中的H+在正極(銀片)上得到鐵供應(yīng)的電子生成H2,而鐵片上的鐵失電子生成Fe2+,此時(shí),Cl-移向負(fù)極。因此負(fù)極旁邊Cl-濃度增大,正極旁邊Cl-濃度減小,而溶液中Cl-的濃度基本不變。3.電子計(jì)算機(jī)所用紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其電極反應(yīng)式:Zn+2OH--2e-ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列推斷正確的是 ()A.鋅為正極,Ag2O為負(fù)極B.鋅為負(fù)極,Ag2O為正極C.該電池工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能D.該電池工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液的pH增大【解析】選B。依據(jù)化合價(jià)變更可知Zn被氧化,應(yīng)為電池的負(fù)極,則正極為Ag2O,故A錯(cuò)誤,B正確;原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故C錯(cuò)誤;原電池工作時(shí),負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,OH-濃度減小,溶液的pH減小,故D錯(cuò)誤。4.魚雷是一種水中兵器。它可從艦艇、飛機(jī)上放射,它放射后可自己限制航行方向和深度,遇到艦船,只要一接觸就可以爆炸。用于攻擊敵方水面艦船和潛艇,也可以用于封鎖港口和狹窄水道。魚雷采納Al-Ag2O動(dòng)力電池,以溶有氫氧化鉀的流淌海水為電解液,電池反應(yīng)為2Al+3Ag2O+2KOH6Ag+2KAlO2+H2O,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.Ag2O為電池的正極B.Al在電池反應(yīng)中被氧化C.電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Al極D.溶液中的OH-向Al極遷移【解析】選C。A項(xiàng),依據(jù)原電池工作原理,化合價(jià)上升,失電子的作負(fù)極,即鋁單質(zhì)作負(fù)極,則Ag2O作電池的正極,正確;B項(xiàng),依據(jù)電池總反應(yīng),鋁的化合價(jià)上升,被氧化,正確;C項(xiàng),依據(jù)原電池工作原理,外電路電子從負(fù)極流向正極,由鋁流向氧化銀,錯(cuò)誤;D項(xiàng),依據(jù)原電池工作原理,陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極,即OH-移向Al極,正確。5.原電池是化學(xué)電源的雛形。若保持如圖裝置原電池的電池反應(yīng)式不變,下列說法中正確的是 ()A.Zn換成FeB.稀H2SO4換成CuSO4溶液C.稀H2SO4換成蔗糖溶液D.Cu換成石墨【解析】選D。假如Zn換為Fe,則負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,電池反應(yīng)式發(fā)生變更,故A錯(cuò)誤;稀硫酸換為硫酸銅,正極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,電池反應(yīng)式發(fā)生變更,故B錯(cuò)誤;稀硫酸換為蔗糖溶液,不能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng),則不能構(gòu)成原電池,故C錯(cuò)誤;假如Cu換為石墨,正極反應(yīng)式仍舊為2H++2e-H2↑,電池反應(yīng)式不變,故D正確。【加固訓(xùn)練】將純鋅片和純銅片按圖示插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,以下敘述正確的是 ()A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極C.兩燒杯中溶液的酸性均減小D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢【解析】選C。A項(xiàng),甲是原電池,正極銅片上發(fā)生還原反應(yīng)2H++2e-H2↑,乙裝置中在鋅片上發(fā)生反應(yīng)Zn+2H+Zn2++H2↑,銅片上無氣泡產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),甲裝置是原電池,銅片作正極,乙裝置不是原電池,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),兩燒杯中的氫離子發(fā)生反應(yīng),濃度削減,故C正確;D項(xiàng),原電池可以加快反應(yīng)速率,產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙快,故D錯(cuò)誤。6.如圖是用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.銅片表面有氣泡生成B.裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換C.假如將稀硫酸換成檸檬汁,導(dǎo)線中不會(huì)有電子流淌D.假如將鋅片換成鐵片,電路中的電流方向不變【解析】選C。銅鋅原電池中,Cu作正極,溶液中的氫離子在正極上得電子生成氫氣,所以Cu上有氣泡生成,故A正確;原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,LED燈發(fā)光時(shí),電能轉(zhuǎn)化為光能,故B正確;檸檬汁顯酸性也能作電解質(zhì)溶液,所以將稀硫酸換成檸檬汁,仍舊構(gòu)成原電池,所以導(dǎo)線中有電子流淌,故C錯(cuò)誤;金屬性Cu比Zn、Fe弱,Cu作正極,所以電路中的電流方向不變,仍舊由Cu流向負(fù)極,故D正確。7.(2024·淄博高一檢測)如圖所示電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)A極的質(zhì)量減小,B極上有氣泡產(chǎn)生,C為電解質(zhì)溶液,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.B極為原電池的正極B.A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動(dòng)D.A極發(fā)生氧化反應(yīng)【解析】選C。原電池中,負(fù)極金屬失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),溶解,質(zhì)量減小,故A極為負(fù)極,B極為正極,A、D項(xiàng)正確;A、B、C分別為Zn、Cu和稀鹽酸時(shí),可以構(gòu)成原電池,且現(xiàn)象符合題意,B項(xiàng)正確;電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極,C項(xiàng)錯(cuò)誤。8.(2024·菏澤高一檢測)過量鐵與少量稀硫酸反應(yīng),為了加快反應(yīng)速率,但是又不影響生成氫氣的總量,可以實(shí)行的措施是 ()A.加入適量NaCl溶液B.加入適量的水C.加入幾滴硫酸銅溶液D.再加入少量稀硫酸【解析】選C。若加入NaCl溶液或水,會(huì)將稀硫酸稀釋,c(H+)減小,反應(yīng)速率減慢;若加入幾滴CuSO4溶液,則發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu2+Cu+Fe2+,析出的Cu與Fe、稀硫酸形成原電池,反應(yīng)速率加快且不影響生成H2的總量;若再加入少量稀硫酸,因Fe過量,則生成H2的總量增大,且反應(yīng)速率不會(huì)變更。9.在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示,關(guān)于該裝置的下列說法正確的是 ()A.外電路的電流方向?yàn)閄→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(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D.若兩電極都是金屬,則它們的活動(dòng)性依次為X>Y【解析】選D。由圖示電子流向知X為負(fù)極,Y為正極,則電流方向?yàn)閅→外電路→X,故A錯(cuò);若兩電極分別為Fe和碳棒,則X為Fe,Y為碳棒,B錯(cuò);負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng),C錯(cuò);若兩電極均為金屬,活潑金屬作負(fù)極,故有活動(dòng)性X>Y。10.(2024·廣州高一檢測)某小組為探討原電池原理,設(shè)計(jì)如圖裝置,下列敘述正確的是 ()A.若X為Fe,Y為Cu,鐵為正極B.若X為Fe,Y為Cu,電子由銅片流向鐵片C.若X為Fe,Y為C,碳棒上有紅色固體析出D.若X為Cu,Y為Zn,鋅片發(fā)生還原反應(yīng)【解析】選C。Fe比Cu活潑,Fe作負(fù)極,電子從Fe流向Cu,故A、B錯(cuò)誤;若X為Fe,Y為C,電解質(zhì)為硫酸銅,則正極C上析出Cu,故C正確;Zn比Cu活潑,Zn作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括2小題,共30分)11.(18分)(2024·鎮(zhèn)江高一檢測)如圖所示,將鋅、銅通過導(dǎo)線相連,置于稀硫酸中。(1)鋅片上的現(xiàn)象是____________,電極反應(yīng)為____________。

(2)銅片上的現(xiàn)象是____________,電極反應(yīng)為____________。

(3)電子由____________經(jīng)導(dǎo)線流向____________。

(4)若反應(yīng)過程中有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________。

【解析】Cu-Zn-稀硫酸形成的原電池中,Zn作負(fù)極:Zn-2e-Zn2+,現(xiàn)象是鋅片漸漸溶解,Cu作正極:2H++2e-H2↑,銅片表面有氣泡產(chǎn)生。電子由負(fù)極(Zn)經(jīng)導(dǎo)線流向正極(Cu)。由電極反應(yīng)式可知當(dāng)有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),可生成0.1molH2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L。答案:(1)鋅片漸漸溶解Zn-2e-Zn2+(2)銅片上有氣泡產(chǎn)生2H++2e-H2↑(3)鋅片銅片(4)2.24L12.(12分)探討人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),運(yùn)用時(shí)加入水即可放電。總反應(yīng)為2Li+2H2O2LiOH+H2↑。(1)該電池的負(fù)極是________,負(fù)極反應(yīng)式是____________。

(2)正極現(xiàn)象是________________。

(3)放電時(shí)OH-向________(填“正極”或“負(fù)極”)移動(dòng)。

【解析】金屬鋰比鐵活潑,作原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為Li-e-Li+,LiOH溶液中的陽離子有Li+和H+,由于氧化性:H+>Li+,所以正極反應(yīng)是2H++2e-H2↑,正極產(chǎn)生無色氣體;在原電池的放電過程中,陽離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),所以O(shè)H-向負(fù)極移動(dòng)。答案:(1)鋰Li-e-Li+(2)有無色氣體產(chǎn)生(3)負(fù)極(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)13.圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示試驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量,y軸表示 ()A.銅棒的質(zhì)量 B.c(Zn2+)C.c(H+) D.c(S)【解析】選C。該裝置構(gòu)成原電池,Zn是負(fù)極,Cu是正極。在正極Cu上溶液中的H+獲得電子變?yōu)闅錃?Cu棒的質(zhì)量不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Zn是負(fù)極,不斷發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)漸漸增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于反應(yīng)不斷消耗H+,所以溶液中c(H+)漸漸減小,C項(xiàng)正確;S不參與反應(yīng),其濃度不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.試驗(yàn)探究是提高學(xué)習(xí)效果的有力手段。陳穎同學(xué)用如圖所示裝置探討原電池原理,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.若將圖1中的Zn、Cu下端接觸,Zn片漸漸溶解,Cu片上能看到氣泡產(chǎn)生B.圖2中H+向Zn片移動(dòng)C.若將圖2中的Zn片改為Mg片,Cu片上產(chǎn)生氣泡的速率加快D.圖2與圖3中,Zn片減輕的質(zhì)量相等時(shí),正極產(chǎn)物的質(zhì)量比為1∶32【解析】選B。Zn、Cu干脆接觸就能構(gòu)成閉合回路而形成原電池,Zn片漸漸溶解,Cu片上可看到有氣泡產(chǎn)生,A項(xiàng)正確;H+帶正電荷,應(yīng)當(dāng)向正極Cu片移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Mg的失電子實(shí)力強(qiáng)于Zn,所以將Zn片改為Mg片后,電子轉(zhuǎn)移速率加快,生成H2的速率也加快,C項(xiàng)正確;圖2中假設(shè)消耗負(fù)極65gZn,則轉(zhuǎn)移2mol電子,正極產(chǎn)生2gH2,而圖3中消耗負(fù)極65gZn,也轉(zhuǎn)移2mol電子,則正極析出64gCu,正極產(chǎn)物的質(zhì)量比為1∶32,D項(xiàng)正確。二、非選擇題(本題包括1小題,共20分)15.某化學(xué)愛好小組為了探究鋁電極在原電池中的作用,在常溫下,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果記錄如下。編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液電流表指針偏轉(zhuǎn)方向1Al、Mg稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀鹽酸偏向石墨4Al、Mg氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試依據(jù)上表中的試驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題:(1)試驗(yàn)1、2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)是否相同(填“是”或“否”)?________。

(2)由試驗(yàn)3完成下列填空:①鋁為________極,電極反應(yīng)式:____________;

②石墨為________極,電極反應(yīng)式:__________________;

③電池總反應(yīng)式:__________________________________________________。

(3)試驗(yàn)4中鋁作負(fù)極還是正極?________,理由是__________________。

寫出鋁電極的電極反應(yīng)式:_________________。

(4)說明試驗(yàn)5中電流表指針偏向鋁的緣由:__________________。

(5)依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素:_________。

【解析】在稀鹽酸中的活動(dòng)性:Mg>Al>Cu。由試驗(yàn)1和2可知,原電池中電流表指針是偏向正極。在試驗(yàn)3中電流表指針偏向石墨,由上述規(guī)律可知,Al是負(fù)極,石墨是正極,化學(xué)反應(yīng)是Al失去電子被氧化為Al3+,鹽酸中的H+得到電子被還原為H2。在Na