必修第二册 6.1 第2课时 化学反应与电能 同步练习题(含解析)

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6.1 第2课时 化学反应与电能 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1．下列反应不可能作为原电池工作时发生的反应的是( )
A．Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
B．2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
C．2H2+O2===2H2O
D．NaOH+HCl===NaCl+H2O
2．下列装置能构成原电池的是( )
3．已知空气—锌电池的电极反应式为
锌片：Zn+2OH 2e ===ZnO+H2O；碳棒：O2+H2O+2e ===2OH 。
据此判断，锌片为( )
A．正极，被还原 B．正极，被氧化
C．负极，被还原 D．负极，被氧化
4．向两份过量的锌粉a、b中分别加入一定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是(　　)
5． 根据反应：2Ag++Cu===Cu2++2Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是( )
A．X可以是银或石墨
B．电子从铜电极经外电路流向X电极
C．Y是硫酸铜溶液
D．X极上的电极反应式为Ag++e ===Ag
6． 如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　)
A．铜片表面有气泡生成
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向不变
7． X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示的装置，实验中电流计指针发生偏转，同时X棒变粗，Y 棒变细，则X、Y和Z溶液可能是下列中的(　　)
编号 X Y Z溶液
A Zn Cu 稀硫酸
B Cu Zn 稀硫酸
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Ag Zn 硝酸银溶液
8． 某些电子手表安装的纽扣电池由锌和氧化银、KOH溶液构成。放电时，电极反应分别为Zn＋2OH－－2e===Zn(OH)2；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。下列说法中正确的是(　　)
A．锌为正极，电极上发生了氧化反应
B．放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变
C．溶液中的OH－向正极移动，K＋和H＋向负极移动
D．常温下，该电池总反应为非自发的氧化还原反应
9． 图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 (　　)
A．铜棒的质量 B．c(Zn2+) C．c(H+) D．c(SO42-)
10．实验探究是提高学习效果的有力手段。陈颖同学用如图所示装置研究原电池原理,下列说法错误的是(　　)
A．若将图1中的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生
B．图2中H+向Zn片移动
C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快
D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为1∶32
11．某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是(　　)
A．若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极
B．若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片
C．若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出
D．若X为Cu，Y为Zn，则锌片发生还原反应
12．鱼雷是一种水中兵器。它可从舰艇、飞机上发射，它发射后可自己控制航行方向和深度，遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。用于攻击敌方水面舰船和潜艇，也可以用于封锁港口和狭窄水道。鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解液，电池反应为2Al+3Ag2O+2KOH===6Ag+2KAlO2+H2O，下列说法错误的是(　　)
A．Ag2O为电池的正极
B．Al在电池反应中被氧化
C．电子由Ag2O极经外电路流向Al极
D．溶液中的OH-向Al极迁移
13．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极
B．Pt1电极附近发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋
C．Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
14．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁—空气燃料电池，镁—海水燃料电池，镁—过氧化氢燃料电池，镁—次氯酸盐燃料电池。如图为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(　　)
A．放电过程中OH 移向正极
B．电池的总反应式为Mg+ClO +H2O===Mg(OH)2↓+Cl
C．镁电池中镁均为负极，发生氧化反应
D．镁—过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应式为H2O2+2H++2e ===2H2O
15．锂离子电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂离子电池， 某种锂离子电池的总反应为Li+MnO2===LiMnO2，下列说法中正确的是(　　)
A．Li是正极，电极反应式为Li e ===Li+
B．Li是负极，电极反应式为Li e ===Li+
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2+e ===MnO2
D．Li是负极，电极反应式为Li 2e ===Li2+
二、填空题（本题包括3个小题，共40分）
16．(14分)某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不同”)。
(2)对实验3完成下列填空：
①铝为________极，电极反应式为___________________________。
②石墨为________极，电极反应式为__________________________。
③电池总反应式为________________________________。
(3)实验4中铝作________极(填“负”或“正”)，理由是_________________________。此电池反应的离子方程式为_________________________。
(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为________________________。
17．(12分)分别按下图A、B、C所示装置进行实验，图中三个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸。请回答下列问题：
(1)以下叙述中，正确的是__________。
A．B中铁片是负极，C中铁片是正极
B．三个烧杯中铁片表面均无气泡产生
C．产生气泡的速率A中比B中慢
D．B溶液中向铁片电极移动
(2)装置B变化过程中能量转化的形式主要是 。
(3)装置B中正极反应式为 ，负极反应式为 。
(4)有同学想把Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应设计成原电池，你认为是否可行 __________(填“是”或“否”)，理由是 。
18．(14分) (1)对于锌—银—稀硫酸组成的原电池装置，当导线中有2 mol电子通过时，锌片溶解了________g，银片上析出_____L H2（标准状况下）。电池总反应的化学方程式为 。
(2)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如下图所示：
A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应式为 。若该电池工作时增加了1 mol H2O，电路中转移电子的物质的量为__________。
(3)如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体，也可以组成一个原电池装置，则该电池的负极反应式为 。
1．答案：D
解析：A、属于氧化还原反应，能作为原电池工作时发生的反应，故A错误；B、属于氧化还原反应，能作为原电池工作时发生的反应，故B错误；C、属于氧化还原反应，能作为原电池(燃料电池)工作时发生的反应，故C错误；D、不属于氧化还原反应，不能作为原电池工作时发生的反应，故D正确；故选D。
2．答案：B
解析：根据原电池的构成条件分析，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应。A、两个电极材料相同，所以不能构成原电池，A错误；B、两电极材料不同，锌较活泼能和稀硫酸能发生自发进行的氧化还原反应，且构成了闭合回路，所以能构成原电池，B正确；C、未构成闭合回路，所以不能构成原电池，C错误；D、无水乙醇是非电解质，所以不能构成原电池，D错误；答案选B。
3．答案：D
解析：Zn失去电子发生氧化反应，作负极。
4．答案：B
解析：加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，由于锌粉过量、H2SO4定量，则产生H2的体积一样多，故选B。
5．答案：C
解析：A、X的活泼性应比铜差，能导电，故A正确；B、铜是负极，电子从铜电极经外电路流向X电极，故B正确；C、Y是硝酸银溶液，故C错误；D、X为正极氧化剂得电子，X极上的电极反应式为Ag++e ===Ag，故D正确；故选C。
6．答案：C
解析：铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，故A正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，故D正确。
7．答案：D
解析：原电池中负极的活泼性大于正极的活泼性，负极上金属失电子变成离子进入溶液，质量减少，正极上得电子发生还原反应，正极上析出物质，若析出的物质是金属，则正极质量增加，据此分析。该原电池中，X极逐渐变粗，Y极逐渐变细，所以Y作负极，X作正极，Y的活泼性大于X的活泼性，所以排除AC选项；X极逐渐变粗，说明有金属析出，B选项析出氢气不是金属，D选项析出金属，所以D符合题意。答案选D。故选D。
8．答案：B
解析：由电极反应式可知，Zn失电子化合价升高，发生氧化反应，Zn作负极，故A错误；由正、负极的电极反应式可得原电池总反应为Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag，则电解质溶液的酸碱性基本保持不变，故B正确；原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以溶液中OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，故C错误；原电池反应为自发的氧化还原反应，则常温下，该电池总反应为自发的氧化还原反应，故D错误。
9．答案：C
解析：该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，A项错误；由于Zn是负极同，不断发生反应Zn-2e-Zn2+，所以溶液中c(Zn2+)逐渐增大，B项错误；由于反应不断消耗H+，所以溶液中c(H+)逐渐减小，C项正确； SO42-不参加反应，其浓度不变，D项错误。
10．答案：B
解析：Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，Zn片逐渐溶解，Cu片上可看到有气泡产生，A项正确；H+带正电荷，应该向正极Cu片移动，B项错误；由于Mg的失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片后，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C项正确；图2中假设消耗负极65 g Zn，则转移2 mol电子，正极产生2 g H2，而图3中消耗负极65 g Zn，也转移2 mol电子,则正极析出64 g Cu，正极产物的质量比为1∶32，D项正确。
11．答案：C
解析：Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子由铁片流向铜片，故A、B错误；若X为Fe，Y为C，电解质为硫酸铜，则正极碳棒上析出Cu，故C正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生氧化反应，故D错误。
12．答案：C
解析：A项，根据原电池工作原理，化合价升高，失电子的作负极，即铝单质作负极，则Ag2O作电池的正极，正确；B项，根据电池总反应，铝的化合价升高，被氧化，正确；C项，根据原电池工作原理，外电路电子从负极流向正极，由铝流向氧化银，错误；D项同，根据原电池工作原理，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即OH-移向Al极，正确。
13．答案：D
解析：放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1电极为负极，则该电池放电时质子从Pt1电极移向Pt2电极，A错误；Pt1电极为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，硫酸应当拆写成离子形式，B错误；酸性条件下，氧气得电子生成水， C错误；相同条件下，放电过程中：负极发生氧化反应：2SO2＋4H2O－4e－===2SO＋8H＋，正极发生还原反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，根据转移电子数相等可知，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，D正确。　
14．答案：A
解析：根据图像判断反应过程，判断正、负极，正确书写电极反应式。镁燃料电池，镁作负极失电子，产物由电解质溶液决定，若为酸性溶液生成Mg2+，若为碱性溶液生成Mg(OH)2。ClO 在正极反应，由图可知有Cl 和OH 生成，OH 向负极移动，生成Mg(OH)2。
15．答案：B
解析：根据总反应可判断Li被氧化，应为负极材料，其失电子成为Li+，正极放电的为MnO2。
16．答案： (1)不同
(2)①负　2Al 6e ===2Al3+ ②正　6H++6e ===3H2↑ ③2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(3)负　铝与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应　2Al+2OH +2H2O===2+3H2↑
(4)另一电极材料的活动性和电解质溶液能否与其发生氧化还原反应
解析：根据实验记录，不难看出实验1中Mg作负极，Al作正极；实验2中Al作负极，Cu作正极；实验3中，Al作负极，C作正极，总反应式是2Al+6H+===2Al3++3H2↑；实验4中，由于Al与NaOH溶液可以发生自发的氧化还原反应：2Al+2OH +2H2O===2+3H2↑，而Mg与NaOH溶液不反应，故Al作负极，Mg作正极，通过以上的实验可以看出：一般是活泼的金属作负极，但也有特殊情况，也要考虑电极与电解质溶液能否发生自发的氧化还原反应。
17．答案： (1)ACD (2)化学能转化为电能
(3)2H++2e ===H2↑ Fe 2e ===Fe2+
(4)否 不是氧化还原反应
解析：(1)活动性：Zn＞Fe＞Sn，活沷性强的金属易失电子作负极，故A正确；B、A烧杯中铁直接反应表面有气泡，C中铁作正极，烧杯中铁表面有气泡，故B错误；C、B形成原电池，比A中反应速率快，产生气泡的速率A中比B中慢，故C正确；D、原电池中阴离子移向负极，B中Fe是负极，B溶液中向铁片电极移动，故D正确；故选ACD。(2)装置B形成原电池，变化过程中能量转化的形式主要是化学能转化为电能。(3)Sn作正极，正极上氢离子得电子生成氢气装置B中正极反应式为 2H++2e ===H2↑，活泼金属锌作负极，电极反应为Fe，负极反应式为Fe 2e ===Fe2+。
(4)常温下自发进行的氧化还原反应，可设计成原电池，而Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应为非氧化还原反应，则不能设计成原电池。
18．答案：(1)65 22.4 Zn + H2SO4===ZnSO4 + H2 ↑
(2)O2+2H2O+4e ===4OH 2 mol
(3)CH4+10OH 8e ===+7H2O
解析：(1)对于锌—银—稀硫酸组成的原电池装置，当导线中有2 mol电子通过时，锌呈+2价，锌片溶解了65 g，银片上析出1 mol即22.4 L H2（标准状况下）。电池总反应的化学方程式为Zn+ H2SO4===ZnSO4 + H2 ↑。(2)该电池的正极通入氧气，正极反应式为O2+2H2O+4e ===4OH 。若该电池工作时增加了1 mol H2O，H2O～2e ，电路中转移电子的物质的量为2 mol。(3)如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体，则该电池的负极反应式为：CH4+10OH 8e ===+7H2O。
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