第2章第2节化学反应与能量转化同步练习 （含答案）2022-2023学年下学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册
文档属性
| 名称 | 第2章第2节化学反应与能量转化同步练习 （含答案）2022-2023学年下学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 707.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-19 18:02:07 | ||
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文档简介
第2章第2节化学反应与能量转化同步练习
单选题
1. 如图所示是一种新型高温可充电电池电池活性物质为和，则下列说法中正确的是 ( )
A. 放电时石墨上发生的反应为
B. 充电时石墨与外接电源正极相连
C. 可将装置中的固体电解质改成溶液
D. 放电时，电子由石墨经固体电解质向石墨迁移
2. 中国科学院成功开发出一种新型铝石墨双离子电池，大幅度提升了电池的能量密度。该电池结构如图所示，下列有关该电池的说法不正确的是( )
A. 放电时，电子沿导线流向石墨电极
B. 放电时，正极的电极反应式为
C. 充电时，铝锂电极质量增加
D. 充电时，向阳极移动
3. 对于敞口容器中的化学反应：，下列叙述中正确的是 ( )
A. 改用浓硫酸可以加快该反应的化学反应速率
B. 反应过程中能量关系可如图表示
C. 若将该反应设计成原电池，电解质溶液中向锌一极移动
D. 若将该反应设计成原电池，当有锌溶解时正极放出气体
4. 熔融钠硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。图中的电池反应为，难溶于熔融硫。下列说法错误的是( )
A. 的电子式为
B. 放电时正极反应为
C. 和分别为电池的负极和正极
D. 该电池是以为隔膜的二次电池
5. 为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状可以高效沉积的特点，设计了采用强碱性电解质的二次电池，结构如图所示。电池反应为。下列说法错误的是( )
A. 三维多孔海绵状具有较高的表面积，所沉积的分散度高
B. 充电时阳极反应为
C. 放电时负极反应为
D. 放电过程中通过隔膜从负极区移向正极区
6. 可充电钠电池示意图如图所示，放电时电池总反应为。下列说法正确的是( )
A. 该电池也可用水作溶剂
B. 每吸收，理论上电路中转移
C. 充电时，钠箔与外接电源的正极相连
D. 放电时，正极的电极反应为
7. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( )
A. 图甲：向电极方向移动，电极附近溶液中的浓度增大
B. 图乙：正极的电极反应式为
C. 图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D. 图丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
8. 原电池原理的发现极大地推进了现代化的进程，改变了人们的生活方式。关于如图所示原电池的说法不正确的是
A. 该装置将化学能转化为电能 B. 电流由铜片经导线流向锌片
C. 锌片上的电极反应为： D. 铜片为正极，发生还原反应
9. 下列有关装置的说法正确的是
A. 装置Ⅰ中为原电池的负极 B. 装置Ⅱ为一次电池
C. 装置Ⅲ可构成原电池 D. 装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
10. 化学能与热能、电能等能相互转化．关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
A. 图所示的装置能将化学能转变为电能
B. 图所示的反应为吸热反应
C. 中和反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
D. 化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
11. 如图为水溶液锂离子电池体系，放电时的电池反应为，下列关于该电池体系的叙述 错 误的是( )
A. 该电池中单质可直接接触水溶液
B. 为电池的负极
C. 充电时，阳极的电极反应式为
D. 放电时，溶液中从向迁移
12. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( )
A. 如图所示，可用电极代替电极做正极
B. 如图所示，通入氧气的一极为正极
C. 如图所示，锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D. 如图所示，原电池中，发生氧化反应做负极
13. 下列电池工作时，在正极放电的是 ( )
A. B. C. D.
14. 某种新型热激活电池的结构如图所示，电极的材料是氧化石墨烯和铂纳米粒子，电极的材料是聚苯胺，电解质溶液中含有和，加热使电池工作时电极发生的反应是，电池冷却时，在电极表面与反应可使电池再生。下列说法不正确的是( )
A. 电池工作时电极为正极，且发生的反应是
B. 电池工作时，若在电极周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极周围慢慢变红
C. 电池冷却时，若该装置正负极间接有电流计，指针会发生偏转
D. 电池冷却过程中发生的反应是
15. 某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池，装置连接一段时间后，发现镁棒上有大量气泡产生，电流计指针偏向镁。下列说法正确的是
A. 镁比铝活泼，在该原电池中作负极，发生氧化反应
B. 电子从铝电极经溶液流向镁电极
C. 镁电极的电极反应式：
D. 若将溶液换为稀硫酸，电流计指针将偏向铝电极
二、填空题
16. 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。请回答下列问题：
当电极为，电极为，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为_____________。
当电极为，电极为，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为________。当反应中收集到标准状况下气体时，消耗的电极质量为________。
燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂如反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极为正极，电极为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入________极填“”或“”，下同，电子从________极流出，电解质溶液中向________极移动。
17. 合成氨的反应中的能量变化如图所示，该反应是________反应填“吸热”或“放热”，其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量________填“大于”或“小于”生成物化学键形成放出的总能量。
从断键和成键的角度分析化学反应中能量的变化。化学键的键能如表：
化学键
键能
则生成气态水可以放出热量________。
高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为： 。则高铁电池的负极材料是________，放电时，正极发生________填“氧化”或“还原”反应。
原电池可将化学能转化为电能。若、和浓硝酸构成原电池，负极是________填“”或“”；若、和稀盐酸构成原电池，正极发生反应的电极反应式是____________________________，电解质溶液中阳离子移向________极填“正”或“负”。质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为。则导线中通过的电子的物质的量是_______。
三、实验题
18. 原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
现有如下两个反应：；上述反应中能设计成原电池的是______。
分别按图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中为电流计。请回答下列问题：
以下叙述中，正确的是______。
A.甲中锌片是负极，乙中铜片是正极 两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液均增大 产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电流电路中电流方向 乙溶液中向铜片方向移动
变化过程中能量转化的主要形式是：甲为______；乙为______。
在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应方程式及总反应离子方程式：铜电极：______，总反应：______。
当电路中转移电子时，消耗负极材料的质量为______。
19. 文献表明：相同条件下，草酸根的还原性强于。为检验这一结论，某研究性小组进行以下实验：
资料：无水氯化铁在以上升华，遇潮湿空气极易潮解。
为亮绿色晶体，光照易分解；为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。
配合物的稳定性可以用稳定常数来衡量，如，其稳定常数表达式为，已知，。
实验用以下装置制取无水氯化铁
仪器的名称是________。装置的作用是________________。
欲制得纯净的，实验过程中点燃装置处酒精灯的时机是________________。
装置的连接顺序为________________按气流方向，用大写字母表示。
实验通过和在溶液中的反应比较和的还原性强弱。
操作 现象
在避光处，向 溶液中缓慢加入 溶液至过量，搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤 得到亮绿色溶液和亮绿色晶体
取实验中少量晶体洗净，配成溶液，滴加溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体含有价的铁元素。其原因是________________________。
经检验，亮绿色晶体为。设计实验，确认实验中没有发生氧化还原反应的操作和现象是________________________________。
取实验中的亮绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：________________________________。
实验又设计以下装置直接比较和的还原性强弱，并达到了预期的目的。
描述达到预期目的可能产生的现象：________________________________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】放电时钠在负极上反应，所以石墨为负极，石墨为正极，硫得到电子，电极反应为，A正确；充电时石墨做阴极，应与外接电源负极相连，B错误；因为钠易与水反应，所以不能用溶液作电解质溶液，C错误；电子不能通过电解质，D错误。
2.【答案】
【解析】由电池总反应知，放电时铝锂电极作负极、石墨电极作正极，原电池中电子由负极沿导线流向正极，即电子沿导线流向石墨电极，项正确；
放电时，正极得电子被还原，电极反应式为，项错误；
充电时，铝锂电极作阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，所以铝锂电极质量增加，项正确；
充电时，阴离子向阳极移动，即向阳极移动，项正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】浓硫酸有强氧化性，与反应生成，得不到氢气，A错误；金属与酸制的反应属于放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，B正确；原电池中，阳离子向正极移动，若将该反应设计成原电池，作负极，C错误；未注明是否处于标准状况，无法用计算气体体积，D错误。
4.【答案】
【解析】对，四硫化二钠属于离子化合物，其中硫达到电子稳定结构，其电子式为；对，根据总反应可知，在正极发生反应，电极反应为；错，电池正极是含碳粉的熔融硫；对，因为该电池可以充电，所以为二次电池，其中是隔膜，防止钠与硫直接反应。
5.【答案】
【解析】该电池采用的三维多孔海绵状具有较大的表面积，可以高效沉积，且所沉积的分散度高，A正确。
根据题干中总反应可知该电池充电时，在阳极发生氧化反应生成，其电极反应式为，B正确。
放电时在负极发生氧化反应生成，电极反应式为，C正确。
电池放电过程中，等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。
6.【答案】
【解析】错，该电池不能用水作溶剂，因为会与水直接反应；
错，每吸收，理论上电路中转移；
错，放电时，钠箔作为负极，碳纳米管作为正极，充电时，碳纳米管作为阳极，与外接电源的正极相连；
对，放电时，正极的电极反应为。
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的相关知识，注意结合常见的一次电池、二次电池进行分析，题目难度一般。
【解答】
A.较活泼，作负极，失电子变，：向电极正极方向移动，正极上得电子变，因而电极附近溶液中减小，故A错误；
B.作正极，得电子，被还原成，结合作电解液，故电极反应式为：，故B正确；
C.做负极，发生氧化反应，电极反应式为，锌溶解，因而锌筒会变薄，故C正确；
D.铅蓄电池总反应式为 ，可知使用一段时间后，不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的应用，为高频考点，把握电极、电极反应、电子移动为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项D为解答的易错点，题目难度不大。
【解答】
A.原电池是化学能转化为电能，故A正确；
B.为正极，则电流由铜片通过导线流向锌片，故B正确；
C.发生与硫酸的电池反应，则为负极，为正极，锌片上发生的反应为，故C错误；
D.为正极，得到电子，发生还原反应，故D正确。
故选C。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的组成和工作原理，题目难度不大，注意不同金属构成原电池的两极时，通常较为活泼的为负极，有时还要看电解质环境。
【解答】
A.镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能够与氢氧化钠溶液反应，装置Ⅰ中铝为负极，镁为正极，故A错误；
B.铅蓄电池是二次电池，可以放电充电，故B错误；
C.装置Ⅲ中的两个材料相同、都是，不能构成原电池，故C错误；
D.装置Ⅳ为干电池，锌为负极，碳棒为正极，工作时，原电池中电子由负极沿导线流向正极，因此电子由锌通过导线流向碳棒，故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查反应中的能量变化、原电池原理等知识点，为高频考点，把握原电池构成条件、反应热和反应物及生成物总能量间的关系是解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
【解答】
A.图所示的装置中没有形成闭合回路，不能构成原电池，因此不能将化学能转变为电能，故A错误；
B.图所示的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，故B错误；
C.中和反应为放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高，故C错误；
D.化学反应时断键要吸收能量，成键要放出能量，化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故D正确。
故选D。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液中阴阳离子移动方向，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.该电池中单质不可直接接触水溶液，因为锂会和水反应，故A错误；
B.根据图知，放电时，电极上失电子生成，所以是负极，则是正极，故B正确；
C.放电时，该电池的反应为 ，所以电池充电反应为 ，阳极的电极反应式为 ，故C正确；
D.是正极、是负极，放电时电解质溶液中阳离子向正极移动，所以溶液中的从向迁移，故D正确。
故选A。
12.【答案】
【解析】解：图为铜锌原电池，锌为负极，铜为正极，会在铜上得电子发生还原反应，所以电极换成铂电极，反应不变，故A正确；
B.图为氢氧燃料电池，燃料做负极发生氧化反应，氧气做正极发生还原反应，故B正确；
C.图为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确；
D.图为铅蓄电池，放电时的总反应为，中铅的化合价降低发生还原反应做正极，故D错误；
故选：。
本题以各种电池的原理为载体考查了原电池原理，难度不大，会书写正负极反应是解本题的关键。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了常见化学电源的工作原理，理解原电池的工作原理、正确书写电极方程式是关键，注意燃料电池电极反应与电解质溶液有关。
【解答】
A.锌锰干电池中电极反应式：负极：，正极：，不符合题意，故A错误；
B.酸性氢氧燃料电池电极反应式为、；碱性氢氧燃料电池电极反应式为、，符合题意，故B正确；
C.铅蓄电池放电时负极电极反应为，正极电极反应为，不符合题意，故C错误；
D.镍镉电池放电正极反应为，负极反应为，不符合题意，故D错误。
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查新型电池的工作原理，难度一般，掌握电极反应和电荷移动即可解答。
【解答】
根据极电极反应判断电极是正极，电极是负极，电池工作时电极发生的反应是，A正确；
电池工作时电极发生的反应是，溶液显酸性，若在电极周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极周围慢慢变红，B正确；
电池冷却时是在电极表面与反应使电池再生，因此冷却再生过程电极上无电子得失，导线中没有电子通过，不正确；
电池冷却时是在电极表面与反应使电池再生，反应式，D正确。
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查原电池的工作原理，注意结合原电池的工作原理进行分析解答，题目难度不大。
【解答】
A.由镁棒上有大量气泡产生可知，镁在该原电池中作正极，故A错误；
B.原电池中电子不能进入电解质溶液，故B错误；
C.镁是正极，电极反应式为：，故C错误；
D.若将溶液换为稀硫酸，因为镁的金属性强于铝，则镁作负极，铝作正极，电流计指针将偏向铝电极，故D正确。
16.【答案】
；
；；
【解析】
【分析】
本题考查原电池的工作原理。
根据原电池的工作原理来回答；
自发的氧化还原反应能设计成原电池，失电子的一极是负极，根据电极反应结合电子守恒计算电极质量和气体的量之间的关系来回答；
燃料电池中，燃料通入负极，正极为氧气得电子，电子从负极流向正极，溶液中的阴离子向负极移动。
【解答】
、、稀硫酸构成的原电池，金属铝做负极，金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应式为：，故答案为：；
金属铝和氢氧化钠可以发生氧化还原反应，能设计成原电池，失电子的是金属铝，为负极，金属镁为正极，总反应为：，当反应中收集到标准状况下即气体时，消耗的电极质量为；故答案为：；；
燃料甲烷从负极极通入，电子从负极极流出，电解质中的阴离子氢氧根离子移向负极极，故答案为：；；。
17.【答案】放热；小于
；还原
；；正；
【解析】
【分析】
本题考查化学反应能量变化和电化学相关的知识，是高考的高频考点，难度一般。
【解答】
图中反应物的能量高于生成物的能量，所以该反应是放热反应；原因是反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量，故答案为：放热；小于；
从能量的变化角度研究反应：，则生成气态水可以放出热量是。
电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的，正极上得电子发生还原反应，故答案为：；还原；
若、和浓硝酸构成原电池，由于在室温下在浓硝酸中会发生钝化，所以活动性较弱的作负极；若、和稀盐酸构成原电池，则活动性强的作负极，作正极，在正极上得到电子变为氢气，电极方程式为：；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，电解质溶液中阳离子移向负电荷较多的正极；质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入溶液中作负极，被氧化，若一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为。根据反应方程式，可知每消耗锌，在正极就产生的，两个电极质量相差，转移电子，现在二者质量差为，所以导线中通过的电子的物质的量是，故答案为：；；正；。
18.【答案】
化学能转化为热能 ；化学能转化为电能
；
【解析】
【分析】
本题考查原电池的组成和工作原理，题目难度中等，注意把握电极方程的书写方法，为该题的易错点，掌握相应的原理是解答关键。
【解答】
反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，反应是氧化还原反应，能设计成原电池，
故答案为：；
甲中没有形成闭合回路，不能形成原电池，乙中铜片是正极，故A错误；
B.铜为金属活动性顺序表元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故B错误；
C.两烧杯中硫酸都参加反应，氢离子浓度减小，溶液的均增大，故C正确；
D.乙能形成原电池反应，可以加快化学反应速率，故D正确；
E.乙形成闭合回路，形成原电池，电流方向为正极到负极，所以乙的外电路中电流方向，故E错误；
F.乙溶液中向负极片方向移动，故F错误；
故答案为：；
甲中不能形成原电池，所以是将化学能转变为热能，乙池能构成原电池，所以是将化学能转化为电能，
故答案为：化学能转化为热能；化学能转化为电能；
如果将稀硫酸换成硫酸铜溶液，则正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：，总反应为锌置换出铜的反应即，
故答案为：；；
负极锌失电子所以当电路中转移电子时，消耗负极材料的质量为，
故答案为：。
19.【答案】圆底烧瓶 收集氯化铁
待装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯
，说明比更稳定，中的不能与反应转化为，也就不能显示红色。加入硫酸后，与结合可使平衡逆向移动，增大，遇溶液变红
取少量实验中的亮绿色溶液，滴加溶液，不出现蓝色沉淀
、 、 、 ；
电流表的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生
【解析】解：仪器的名称是圆底烧瓶；无水氯化铁在以上升华，则装置的作用是收集氯化铁，
故答案为：圆底烧瓶；收集氯化铁；
欲制得纯净的，防止被装置中空气中的氧气氧化，则应待装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯，
故答案为：待装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯；
装置为二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气，浓盐酸易挥发，用中饱和食盐水除去氯化氢杂质，氯化铁遇到潮湿的空气极易水解，则制备的氯气为干燥的，用装置除去水蒸气，干燥的氯气与铁粉在装置中反应，无水氯化铁在以上升华，则装置的作用是收集氯化铁；氯气有毒，未反应的氯气用碱石灰吸收，并能防止空气中的水蒸气进入使无水氯化铁水解，根据分析装置的连接顺序为，
故答案为：；
已知，说明比更稳定，不能电离出，则不能与反应转化为，也就不能显示血红色，加入硫酸后，与结合可使平衡逆向移动，增大，遇溶液变红，
故答案为：已知，说明比更稳定，不能电离出，则不能与反应转化为，也就不能显示血红色，加入硫酸后，与结合可使平衡逆向移动，增大，遇溶液变红；
若和发生氧化还原反应，则生成亚铁离子，亚铁离子与铁氰化钾反应显蓝色，则操作为取少量实验中的亮绿色溶液，滴加溶液，不出现蓝色沉淀，则未发生氧化还原反应，
故答案为：为取少量实验中的亮绿色溶液，滴加溶液，不出现蓝色沉淀，则未发生氧化还原反应；
已知三草酸合铁酸钾为亮绿色晶体，光照易分解，的化合价降低，则部分的化合价升高，方程式为，
故答案为：、、；；
草酸根离子失电子能力大于亚铁离子，该装置为原电池，左侧为正极，铁离子得电子生成亚铁离子，溶液变为浅绿色，右侧为负极，草酸根离子失电子生成二氧化碳，现象为电流计的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生，
故答案为：电流计的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生。
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单选题
1. 如图所示是一种新型高温可充电电池电池活性物质为和，则下列说法中正确的是 ( )
A. 放电时石墨上发生的反应为
B. 充电时石墨与外接电源正极相连
C. 可将装置中的固体电解质改成溶液
D. 放电时，电子由石墨经固体电解质向石墨迁移
2. 中国科学院成功开发出一种新型铝石墨双离子电池，大幅度提升了电池的能量密度。该电池结构如图所示，下列有关该电池的说法不正确的是( )
A. 放电时，电子沿导线流向石墨电极
B. 放电时，正极的电极反应式为
C. 充电时，铝锂电极质量增加
D. 充电时，向阳极移动
3. 对于敞口容器中的化学反应：，下列叙述中正确的是 ( )
A. 改用浓硫酸可以加快该反应的化学反应速率
B. 反应过程中能量关系可如图表示
C. 若将该反应设计成原电池，电解质溶液中向锌一极移动
D. 若将该反应设计成原电池，当有锌溶解时正极放出气体
4. 熔融钠硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。图中的电池反应为，难溶于熔融硫。下列说法错误的是( )
A. 的电子式为
B. 放电时正极反应为
C. 和分别为电池的负极和正极
D. 该电池是以为隔膜的二次电池
5. 为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状可以高效沉积的特点，设计了采用强碱性电解质的二次电池，结构如图所示。电池反应为。下列说法错误的是( )
A. 三维多孔海绵状具有较高的表面积，所沉积的分散度高
B. 充电时阳极反应为
C. 放电时负极反应为
D. 放电过程中通过隔膜从负极区移向正极区
6. 可充电钠电池示意图如图所示，放电时电池总反应为。下列说法正确的是( )
A. 该电池也可用水作溶剂
B. 每吸收，理论上电路中转移
C. 充电时，钠箔与外接电源的正极相连
D. 放电时，正极的电极反应为
7. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( )
A. 图甲：向电极方向移动，电极附近溶液中的浓度增大
B. 图乙：正极的电极反应式为
C. 图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D. 图丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
8. 原电池原理的发现极大地推进了现代化的进程，改变了人们的生活方式。关于如图所示原电池的说法不正确的是
A. 该装置将化学能转化为电能 B. 电流由铜片经导线流向锌片
C. 锌片上的电极反应为： D. 铜片为正极，发生还原反应
9. 下列有关装置的说法正确的是
A. 装置Ⅰ中为原电池的负极 B. 装置Ⅱ为一次电池
C. 装置Ⅲ可构成原电池 D. 装置Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
10. 化学能与热能、电能等能相互转化．关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
A. 图所示的装置能将化学能转变为电能
B. 图所示的反应为吸热反应
C. 中和反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
D. 化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
11. 如图为水溶液锂离子电池体系，放电时的电池反应为，下列关于该电池体系的叙述 错 误的是( )
A. 该电池中单质可直接接触水溶液
B. 为电池的负极
C. 充电时，阳极的电极反应式为
D. 放电时，溶液中从向迁移
12. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( )
A. 如图所示，可用电极代替电极做正极
B. 如图所示，通入氧气的一极为正极
C. 如图所示，锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D. 如图所示，原电池中，发生氧化反应做负极
13. 下列电池工作时，在正极放电的是 ( )
A. B. C. D.
14. 某种新型热激活电池的结构如图所示，电极的材料是氧化石墨烯和铂纳米粒子，电极的材料是聚苯胺，电解质溶液中含有和，加热使电池工作时电极发生的反应是，电池冷却时，在电极表面与反应可使电池再生。下列说法不正确的是( )
A. 电池工作时电极为正极，且发生的反应是
B. 电池工作时，若在电极周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极周围慢慢变红
C. 电池冷却时，若该装置正负极间接有电流计，指针会发生偏转
D. 电池冷却过程中发生的反应是
15. 某化学兴趣小组设计了如图所示的原电池，装置连接一段时间后，发现镁棒上有大量气泡产生，电流计指针偏向镁。下列说法正确的是
A. 镁比铝活泼，在该原电池中作负极，发生氧化反应
B. 电子从铝电极经溶液流向镁电极
C. 镁电极的电极反应式：
D. 若将溶液换为稀硫酸，电流计指针将偏向铝电极
二、填空题
16. 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。请回答下列问题：
当电极为，电极为，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为_____________。
当电极为，电极为，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为________。当反应中收集到标准状况下气体时，消耗的电极质量为________。
燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂如反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极为正极，电极为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入________极填“”或“”，下同，电子从________极流出，电解质溶液中向________极移动。
17. 合成氨的反应中的能量变化如图所示，该反应是________反应填“吸热”或“放热”，其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量________填“大于”或“小于”生成物化学键形成放出的总能量。
从断键和成键的角度分析化学反应中能量的变化。化学键的键能如表：
化学键
键能
则生成气态水可以放出热量________。
高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为： 。则高铁电池的负极材料是________，放电时，正极发生________填“氧化”或“还原”反应。
原电池可将化学能转化为电能。若、和浓硝酸构成原电池，负极是________填“”或“”；若、和稀盐酸构成原电池，正极发生反应的电极反应式是____________________________，电解质溶液中阳离子移向________极填“正”或“负”。质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为。则导线中通过的电子的物质的量是_______。
三、实验题
18. 原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
现有如下两个反应：；上述反应中能设计成原电池的是______。
分别按图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中为电流计。请回答下列问题：
以下叙述中，正确的是______。
A.甲中锌片是负极，乙中铜片是正极 两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.两烧杯中溶液均增大 产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电流电路中电流方向 乙溶液中向铜片方向移动
变化过程中能量转化的主要形式是：甲为______；乙为______。
在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应方程式及总反应离子方程式：铜电极：______，总反应：______。
当电路中转移电子时，消耗负极材料的质量为______。
19. 文献表明：相同条件下，草酸根的还原性强于。为检验这一结论，某研究性小组进行以下实验：
资料：无水氯化铁在以上升华，遇潮湿空气极易潮解。
为亮绿色晶体，光照易分解；为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸。
配合物的稳定性可以用稳定常数来衡量，如，其稳定常数表达式为，已知，。
实验用以下装置制取无水氯化铁
仪器的名称是________。装置的作用是________________。
欲制得纯净的，实验过程中点燃装置处酒精灯的时机是________________。
装置的连接顺序为________________按气流方向，用大写字母表示。
实验通过和在溶液中的反应比较和的还原性强弱。
操作 现象
在避光处，向 溶液中缓慢加入 溶液至过量，搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤 得到亮绿色溶液和亮绿色晶体
取实验中少量晶体洗净，配成溶液，滴加溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体含有价的铁元素。其原因是________________________。
经检验，亮绿色晶体为。设计实验，确认实验中没有发生氧化还原反应的操作和现象是________________________________。
取实验中的亮绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：________________________________。
实验又设计以下装置直接比较和的还原性强弱，并达到了预期的目的。
描述达到预期目的可能产生的现象：________________________________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】放电时钠在负极上反应，所以石墨为负极，石墨为正极，硫得到电子，电极反应为，A正确；充电时石墨做阴极，应与外接电源负极相连，B错误；因为钠易与水反应，所以不能用溶液作电解质溶液，C错误；电子不能通过电解质，D错误。
2.【答案】
【解析】由电池总反应知，放电时铝锂电极作负极、石墨电极作正极，原电池中电子由负极沿导线流向正极，即电子沿导线流向石墨电极，项正确；
放电时，正极得电子被还原，电极反应式为，项错误；
充电时，铝锂电极作阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，所以铝锂电极质量增加，项正确；
充电时，阴离子向阳极移动，即向阳极移动，项正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】浓硫酸有强氧化性，与反应生成，得不到氢气，A错误；金属与酸制的反应属于放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，B正确；原电池中，阳离子向正极移动，若将该反应设计成原电池，作负极，C错误；未注明是否处于标准状况，无法用计算气体体积，D错误。
4.【答案】
【解析】对，四硫化二钠属于离子化合物，其中硫达到电子稳定结构，其电子式为；对，根据总反应可知，在正极发生反应，电极反应为；错，电池正极是含碳粉的熔融硫；对，因为该电池可以充电，所以为二次电池，其中是隔膜，防止钠与硫直接反应。
5.【答案】
【解析】该电池采用的三维多孔海绵状具有较大的表面积，可以高效沉积，且所沉积的分散度高，A正确。
根据题干中总反应可知该电池充电时，在阳极发生氧化反应生成，其电极反应式为，B正确。
放电时在负极发生氧化反应生成，电极反应式为，C正确。
电池放电过程中，等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。
6.【答案】
【解析】错，该电池不能用水作溶剂，因为会与水直接反应；
错，每吸收，理论上电路中转移；
错，放电时，钠箔作为负极，碳纳米管作为正极，充电时，碳纳米管作为阳极，与外接电源的正极相连；
对，放电时，正极的电极反应为。
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的相关知识，注意结合常见的一次电池、二次电池进行分析，题目难度一般。
【解答】
A.较活泼，作负极，失电子变，：向电极正极方向移动，正极上得电子变，因而电极附近溶液中减小，故A错误；
B.作正极，得电子，被还原成，结合作电解液，故电极反应式为：，故B正确；
C.做负极，发生氧化反应，电极反应式为，锌溶解，因而锌筒会变薄，故C正确；
D.铅蓄电池总反应式为 ，可知使用一段时间后，不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的应用，为高频考点，把握电极、电极反应、电子移动为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项D为解答的易错点，题目难度不大。
【解答】
A.原电池是化学能转化为电能，故A正确；
B.为正极，则电流由铜片通过导线流向锌片，故B正确；
C.发生与硫酸的电池反应，则为负极，为正极，锌片上发生的反应为，故C错误；
D.为正极，得到电子，发生还原反应，故D正确。
故选C。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原电池的组成和工作原理，题目难度不大，注意不同金属构成原电池的两极时，通常较为活泼的为负极，有时还要看电解质环境。
【解答】
A.镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能够与氢氧化钠溶液反应，装置Ⅰ中铝为负极，镁为正极，故A错误；
B.铅蓄电池是二次电池，可以放电充电，故B错误；
C.装置Ⅲ中的两个材料相同、都是，不能构成原电池，故C错误；
D.装置Ⅳ为干电池，锌为负极，碳棒为正极，工作时，原电池中电子由负极沿导线流向正极，因此电子由锌通过导线流向碳棒，故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查反应中的能量变化、原电池原理等知识点，为高频考点，把握原电池构成条件、反应热和反应物及生成物总能量间的关系是解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
【解答】
A.图所示的装置中没有形成闭合回路，不能构成原电池，因此不能将化学能转变为电能，故A错误；
B.图所示的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，故B错误；
C.中和反应为放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高，故C错误；
D.化学反应时断键要吸收能量，成键要放出能量，化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故D正确。
故选D。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液中阴阳离子移动方向，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.该电池中单质不可直接接触水溶液，因为锂会和水反应，故A错误；
B.根据图知，放电时，电极上失电子生成，所以是负极，则是正极，故B正确；
C.放电时，该电池的反应为 ，所以电池充电反应为 ，阳极的电极反应式为 ，故C正确；
D.是正极、是负极，放电时电解质溶液中阳离子向正极移动，所以溶液中的从向迁移，故D正确。
故选A。
12.【答案】
【解析】解：图为铜锌原电池，锌为负极，铜为正极，会在铜上得电子发生还原反应，所以电极换成铂电极，反应不变，故A正确；
B.图为氢氧燃料电池，燃料做负极发生氧化反应，氧气做正极发生还原反应，故B正确；
C.图为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确；
D.图为铅蓄电池，放电时的总反应为，中铅的化合价降低发生还原反应做正极，故D错误；
故选：。
本题以各种电池的原理为载体考查了原电池原理，难度不大，会书写正负极反应是解本题的关键。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了常见化学电源的工作原理，理解原电池的工作原理、正确书写电极方程式是关键，注意燃料电池电极反应与电解质溶液有关。
【解答】
A.锌锰干电池中电极反应式：负极：，正极：，不符合题意，故A错误；
B.酸性氢氧燃料电池电极反应式为、；碱性氢氧燃料电池电极反应式为、，符合题意，故B正确；
C.铅蓄电池放电时负极电极反应为，正极电极反应为，不符合题意，故C错误；
D.镍镉电池放电正极反应为，负极反应为，不符合题意，故D错误。
14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查新型电池的工作原理，难度一般，掌握电极反应和电荷移动即可解答。
【解答】
根据极电极反应判断电极是正极，电极是负极，电池工作时电极发生的反应是，A正确；
电池工作时电极发生的反应是，溶液显酸性，若在电极周围滴加几滴紫色石蕊溶液，电极周围慢慢变红，B正确；
电池冷却时是在电极表面与反应使电池再生，因此冷却再生过程电极上无电子得失，导线中没有电子通过，不正确；
电池冷却时是在电极表面与反应使电池再生，反应式，D正确。
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查原电池的工作原理，注意结合原电池的工作原理进行分析解答，题目难度不大。
【解答】
A.由镁棒上有大量气泡产生可知，镁在该原电池中作正极，故A错误；
B.原电池中电子不能进入电解质溶液，故B错误；
C.镁是正极，电极反应式为：，故C错误；
D.若将溶液换为稀硫酸，因为镁的金属性强于铝，则镁作负极，铝作正极，电流计指针将偏向铝电极，故D正确。
16.【答案】
；
；；
【解析】
【分析】
本题考查原电池的工作原理。
根据原电池的工作原理来回答；
自发的氧化还原反应能设计成原电池，失电子的一极是负极，根据电极反应结合电子守恒计算电极质量和气体的量之间的关系来回答；
燃料电池中，燃料通入负极，正极为氧气得电子，电子从负极流向正极，溶液中的阴离子向负极移动。
【解答】
、、稀硫酸构成的原电池，金属铝做负极，金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应式为：，故答案为：；
金属铝和氢氧化钠可以发生氧化还原反应，能设计成原电池，失电子的是金属铝，为负极，金属镁为正极，总反应为：，当反应中收集到标准状况下即气体时，消耗的电极质量为；故答案为：；；
燃料甲烷从负极极通入，电子从负极极流出，电解质中的阴离子氢氧根离子移向负极极，故答案为：；；。
17.【答案】放热；小于
；还原
；；正；
【解析】
【分析】
本题考查化学反应能量变化和电化学相关的知识，是高考的高频考点，难度一般。
【解答】
图中反应物的能量高于生成物的能量，所以该反应是放热反应；原因是反应物化学键断裂吸收的总能量小于生成物化学键形成放出的总能量，故答案为：放热；小于；
从能量的变化角度研究反应：，则生成气态水可以放出热量是。
电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的，正极上得电子发生还原反应，故答案为：；还原；
若、和浓硝酸构成原电池，由于在室温下在浓硝酸中会发生钝化，所以活动性较弱的作负极；若、和稀盐酸构成原电池，则活动性强的作负极，作正极，在正极上得到电子变为氢气，电极方程式为：；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，电解质溶液中阳离子移向负电荷较多的正极；质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入溶液中作负极，被氧化，若一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为。根据反应方程式，可知每消耗锌，在正极就产生的，两个电极质量相差，转移电子，现在二者质量差为，所以导线中通过的电子的物质的量是，故答案为：；；正；。
18.【答案】
化学能转化为热能 ；化学能转化为电能
；
【解析】
【分析】
本题考查原电池的组成和工作原理，题目难度中等，注意把握电极方程的书写方法，为该题的易错点，掌握相应的原理是解答关键。
【解答】
反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，反应是氧化还原反应，能设计成原电池，
故答案为：；
甲中没有形成闭合回路，不能形成原电池，乙中铜片是正极，故A错误；
B.铜为金属活动性顺序表元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故B错误；
C.两烧杯中硫酸都参加反应，氢离子浓度减小，溶液的均增大，故C正确；
D.乙能形成原电池反应，可以加快化学反应速率，故D正确；
E.乙形成闭合回路，形成原电池，电流方向为正极到负极，所以乙的外电路中电流方向，故E错误；
F.乙溶液中向负极片方向移动，故F错误；
故答案为：；
甲中不能形成原电池，所以是将化学能转变为热能，乙池能构成原电池，所以是将化学能转化为电能，
故答案为：化学能转化为热能；化学能转化为电能；
如果将稀硫酸换成硫酸铜溶液，则正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：，总反应为锌置换出铜的反应即，
故答案为：；；
负极锌失电子所以当电路中转移电子时，消耗负极材料的质量为，
故答案为：。
19.【答案】圆底烧瓶 收集氯化铁
待装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯
，说明比更稳定，中的不能与反应转化为，也就不能显示红色。加入硫酸后，与结合可使平衡逆向移动，增大，遇溶液变红
取少量实验中的亮绿色溶液，滴加溶液，不出现蓝色沉淀
、 、 、 ；
电流表的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生
【解析】解：仪器的名称是圆底烧瓶；无水氯化铁在以上升华，则装置的作用是收集氯化铁，
故答案为：圆底烧瓶；收集氯化铁；
欲制得纯净的，防止被装置中空气中的氧气氧化，则应待装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯，
故答案为：待装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯；
装置为二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气，浓盐酸易挥发，用中饱和食盐水除去氯化氢杂质，氯化铁遇到潮湿的空气极易水解，则制备的氯气为干燥的，用装置除去水蒸气，干燥的氯气与铁粉在装置中反应，无水氯化铁在以上升华，则装置的作用是收集氯化铁；氯气有毒，未反应的氯气用碱石灰吸收，并能防止空气中的水蒸气进入使无水氯化铁水解，根据分析装置的连接顺序为，
故答案为：；
已知，说明比更稳定，不能电离出，则不能与反应转化为，也就不能显示血红色，加入硫酸后，与结合可使平衡逆向移动，增大，遇溶液变红，
故答案为：已知，说明比更稳定，不能电离出，则不能与反应转化为，也就不能显示血红色，加入硫酸后，与结合可使平衡逆向移动，增大，遇溶液变红；
若和发生氧化还原反应，则生成亚铁离子，亚铁离子与铁氰化钾反应显蓝色，则操作为取少量实验中的亮绿色溶液，滴加溶液，不出现蓝色沉淀，则未发生氧化还原反应，
故答案为：为取少量实验中的亮绿色溶液，滴加溶液，不出现蓝色沉淀，则未发生氧化还原反应；
已知三草酸合铁酸钾为亮绿色晶体，光照易分解，的化合价降低，则部分的化合价升高，方程式为，
故答案为：、、；；
草酸根离子失电子能力大于亚铁离子，该装置为原电池，左侧为正极，铁离子得电子生成亚铁离子，溶液变为浅绿色，右侧为负极，草酸根离子失电子生成二氧化碳，现象为电流计的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生，
故答案为：电流计的指针发生偏转，一段时间后，左侧溶液变为浅绿色，右侧有气泡产生。
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