人教版（2019）6.1.2化学能与电能 好题精练练习（含解析）

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第一节化学反应与能量变化
第二课时 化学反应与电能
选择题（每个小题只有一个选项符合题意）
1．下列关于原电池的叙述正确的是(　　)
A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是正极
D．原电池工作时，电路中的电流是从负极到正极
2．“储存”在物质内部的化学能可通过原电池转化为电能，如图所示是某同学设计的几种装置，其中能构成原电池的是（ ）
A．③⑤⑦ B．③④⑤ C．④⑤⑦ D．②⑤⑥
3．下列关于原电池的叙述，正确的是( )
A．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活泼性不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
4．如图为番茄电池，下列说法正确的是
A．铜电极是该电池的正极 B．一段时间后，锌片质量增大
C．一段时间后，铜片质量增大 D．电子由铜通过导线流向锌
5．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是 ( )
A．镁片作为正极
B．食盐水作为电解质溶液
C．电池工作时镁片逐渐被消耗
D．电池工作时实现了化学能向电能的转化
6．某电池总反应为，下列与此电池总反应不符的原电池是（ ）
A．铜片、铁片、溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、溶液组成的原电池
D．银片、铁片、溶液组成的原电池
7．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。①a、b相连时，a为负极；②c、d相连时，电流方向为由d到c；③a、c相连时，a极质量减轻；④b、d相连时，b上有大量气泡产生。则四种金属的活动性强弱顺序为（ ）
A． B． C． D．
8．下列可设计成原电池的化学反应是( )
A．
B．
C．
D．
9．如图是某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法不正确的是（ ）
A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
B．锌片上发生的电极反应为
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，则导线中不会有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，则电路中的电流方向不变
10．某实验兴趣小组按下图装置实验后，所记录内容合理的是（ ）
实验记录 ① Cu为正极，Zn为负极；② Zn质量减少，Cu质量增加；③ SO42-向Cu极移动；④ 电子流动方向是：由Zn经导线流入Cu片；⑤ Zn电极发生还原反应；⑥ 正极反应式：Cu2++ 2e－= Cu
A．②③④ B．①②④⑥ C．①②④⑤ D．②③⑤⑥
二、不定项选择题（每小题有1~2个选项符合题意）
11．由U形管、质量为m g的铁棒、质量为m g的碳棒和1 L 0.2 mol·L-1 CuCl2溶液组成的装置如图所示，下列说法正确的是
A．闭合K，电子通过电解质溶液移到碳棒上
B．闭合K，碳棒上有紫红色固体析出
C．闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为18g
D．闭合K，铁棒表面发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu
12．在如图所示装置中，观察到电流表指针发生偏转，M棒变粗，N棒变细，P为电解质溶液。由此判断下列M、N、P所代表的物质可以成立的是（ ）
选项 M N P
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 铜 铁 硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
13．某镁燃料电池以镁片、石墨作为电极，电池反应为：Mg+H2O2+ H2SO4＝MgSO4 +2H2O。 电池工作时，下列说法正确的是
A．镁片的质量减小
B．镁片是电池的正极
C．电子由镁片 经导线流向石墨棒
D．镁片上发生还原反应
14．如图所示，烧杯内盛有浓硝酸，在烧杯内放入用导线连接的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb均有剩余。下列说法正确的是（ ）
A．Fe比Pb活泼，故Fe始终作负极
B．Fe在浓硝酸中钝化，故始终不溶解
C．原电池停止工作时，溶液中有
D．利用浓硝酸作电解质溶液不符合“绿色化学”的思想
15．某学生用如图装置研究原电池原理，下列有关说法错误的是(　　)
A．图(3)中Zn片增重质量与Cu片减轻质量的比为65∶64
B．图(2)中，电子经溶液由铜片流向锌片
C．图(1)中铜片上没有气体产生
D．图(2)与图(3)中正极生成物的质量比为1∶32时，Zn片减轻的质量相等
三、填空题
16．物质中的化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，反应的离子方程式是___________。
(2)将锌片、铜片按照上图所示装置连接，能证明化学能转化为电能的实验现象是：铜片上有气泡产生、___________。
(3)稀硫酸在如图所示装置中的作用是：传导离子、___________。
(4)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是___________(填序号)。
①CaO+H2O=Ca(OH)2
②2H2+O22H2O
③Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
17．根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题：
Ⅰ．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是_______，发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是_______。
(2)正极上出现的现象是_______。
(3)若导线上转移电子1 mol，则生成银_______g。
Ⅱ．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲中正极的电极反应式：_______。
(2)乙中负极为_______，总反应的离子方程式：_______。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，由此他们会得出不同的实验结论，依据该实验实验得出的下列结论中，正确的有_______。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析
18．利用生活中常见的物品，也可以自己动手设计一个原电池。假设你按照以下原理设置一个原电池，请填写下列空白：
(1)实验原理：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑。
(2)实验仪器：电极(铁钉、____)、_____、_____、稀硫酸、耳机。
(3)原电池设计及注意的问题：
①若按如图所示连接好实验仪器，注意听耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触在耳机插头上慢慢挪动，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为________，在耳机中又转化为声音这种能量。
②装置中铁钉应该是原电池的_____极，电极反应式是_______，发生了______反应。
③由所学原电池知识可知，溶液中的________离子移向铁钉电极（填写具体离子）。
参考答案
1．B
【详解】
A．构成原电池的电极可以是金属与金属，也可以是金属与非金属，A项错误；
B．原电池是将化学能转化为电能的装置，B项正确；
C．原电池中电子流出的一极是负极，C项错误；
D．原电池工作时，电流是从正极到负极，D项错误。
故选：B。
2．A
【详解】
①该装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，故错误；
②该装置中电极材料相同，所以不能形成原电池，故错误；
③该装置形成闭合回路，且两极不同金属，能自发发生氧化还原反应，反应方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，故正确；
④Cu和Ag的活动性都在H后边，为不活泼金属，故不能发生自发的氧化还原反应，故错误；
⑤该装置形成闭合回路，且两极不同金属，能自发发生氧化还原反应，故正确；
⑥酒精不是电解质，不导电不能形成闭合回路，故错误；
⑦该装置中Cu失电子作负极，Fe作正极，铁离子得电子在正极上反应，符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，反应方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，故正确；
故选A。
3．B
【详解】
A．构成原电池的正极和负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是导电的非金属(如石墨)和金属，A错误；
B．原电池是将化学能转变为电能的装置，B正确；
C．在原电池中，负极上发生失去电子的氧化反应，正极上发生得到电子的还原反应，所以电子从负极沿导线流向正极，C错误；
D．原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，则电流的方向是从正极到负极，D错误；
故B错误；
4．A
【分析】
根据金属的活泼性知，锌作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，电流从正极沿导线流向负极。
【详解】
A．活泼金属锌作负极，则铜作正极，故A正确；
B．锌作负极，锌失去电子，导致锌片质量会变小，故B错误；
C．铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以铜片质量不变，故C错误；
D．锌作负极，铜作正极，电流从铜沿导线流向锌，电子流向与电流相反，由锌通过导线流向铜，故D错误；
故选A。
5．A
【详解】
A．从电池反应看，Mg由0价升高到+2价，则镁片失电子，作负极，A错误；
B．食盐水中含有Na+和Cl-，具有导电性，可作为电解质溶液，B正确；
C．电池工作时，镁片不断失电子生成Mg2+进入溶液，所以镁片逐渐被消耗，C正确；
D．电池工作时，通过发生化学反应产生电流，从而实现化学能向电能的转化，D正确；
故选A。
6．C
【分析】
根据反应“2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋”可知，反应中铁因失电子而被氧化，应为原电池负极；正极应为活泼性比铁弱的金属或导电的非金属材料，Fe3＋在正极得到电子而被还原，电解质溶液应为含Fe3＋的盐。
【详解】
由总反应可知，负极应为铁，被氧化，电解质溶液应为含有Fe3＋的溶液，题中A、B、D铁都为负极，但C中铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中锌片为负极，铁片为正极，原电池反应为Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，故答案选C。
【点睛】
本题注意从氧化还原反应的角度确定原电池的电极材料及电解质溶液。
7．B
【详解】
根据原电池原理，一般负极金属的活动性比正极金属的活动性强；电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反；由此可对金属活动性强弱作出如下判断：①，②c>d，③，④，则金属活动性强弱顺序为，故答案选B。
8．D
【详解】
A．属于化合反应，化合价没有发生改变，即没有电子的转移，不是氧化还原反应，不符合题意，A选项错误；
B．为复分解反应，化合价没有发生改变，不是氧化还原反应，不符合题意，B选项错误；
C．反应为氧化还原反应，但为吸热反应，不能够自发进行，不符合题意，C选项错误；
D．反应中C失去电子，O得到电子，发生电子的转移为氧化还原反应，且为放热反应，自发进行，可以构成原电池，D选项正确；
答案选D。
【点睛】
可设计成原电池的化学反应是能自发进行的氧化还原反应，且一般为放热反应。
9．C
【分析】
由图可知，该装置为原电池装置，锌片作负极，铜片作正极。
【详解】
A．原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，不符合题意，A错误；
B．该原电池中，锌片作负极，电极反应式为，不符合题意，B错误；
C．柠檬汁可以导电，能作电解质溶液，将稀硫酸换成柠檬汁仍然能构成原电池，所以导线中有电子流动，符合题意，C正确；
D．将锌片换成铁片，铜片仍作正极，所以电路中的电流方向不变，不符合题意，D错误；
答案选C。
10．B
【详解】
根据图示知该原电池的电池反应为Zn+Cu2＋Zn2＋+Cu，据此解答。①Zn电极发生氧化反应，作原电池的负极，Cu电极上发生还原反应，作原电池的正极，正确；② Zn质量减少，Cu质量增加，正确；③ 原电池中，阴离子移向电池的负极，则SO42-向Zn极移动，错误；④ 电子流动方向是：由负极沿导线流入正极，即由Zn经导线流入Cu片，正确；⑤ Zn电极发生氧化反应，错误；⑥正极反应式：Cu2++ 2e－= Cu，正确，选B。
11．BC
【分析】
该装置为原电池，铁棒做原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e-= Fe2+，碳棒为正极，溶液中铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
【详解】
A.闭合K，电子由铁棒通过导线移到碳棒上，故A错误；
B.由分析可知，闭合K，碳棒为正极，溶液中铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，碳棒上有紫红色固体析出，故B正确；
C.闭合K，当电路中有0.3NA个电子通过时，负极上减少的质量为=8.4g，正极上增加的质量为=9.6g，则理论上碳棒与铁棒的质量差为(8.4g+9.6g)=18g，故C正确；
D.由分析可知，闭合K，铁棒做原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e-= Fe2+，故D错误；
故选BC。
12．C
【分析】
由图示可知该装置是原电池，其中M棒作正极有金属单质析出，N棒作负极，失电子溶解。
【详解】
A．锌、铜、稀硫酸构成原电池，则锌是负极，M棒变细，故A错误；
B．铁、铜、稀盐酸构成原电池，M棒上无金属单质析出，故B错误；
C．锌、银、硝酸银溶液构成原电池，则锌是负极，M棒上有银析出，故C正确；
D．铜、铁、硝酸铁溶液构成原电池，铜作正极，在铜电极上铁离子得到电子转化为亚铁离子，M棒上不能析出金属，故D错误；
故答案选C。
13．AC
【分析】
某镁燃料电池以镁片、石墨作为电极，电池反应为：Mg+H2O2+ H2SO4＝MgSO4 +2H2O，Mg化合价升高，失去电子，作负极，H2O2中O化合价降低，得到电子，作正极。
【详解】
A. 镁片作负极，Mg － 2e－ = Mg2+，因此镁的质量减小，故A正确；
B. 镁片是电池的负极，故B错误；
C. 电子由镁片经导线流向石墨棒，故C正确；
D. 镁片上发生氧化反应，故D错误。
综上所述，答案为AC。
14．D
【分析】
开始时，浓硝酸使铁发生钝化，铅失电子作负极，铁作正极，随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐降低，而稀硝酸能溶解铁，所以铁作负极，铅作正极。
【详解】
A．反应开始时，浓硝酸使铁发生钝化，铅失电子作负极，A错误；
B．随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐降低，而稀硝酸能溶解铁，铁的活泼性比铅强，所以铁作负极，B错误；
C．原电池停止工作时铁有剩余，故溶液中不可能存在Fe3+，C错误；
D．利用浓硝酸作电解质溶液，正极的电极反应式为，有污染性气体二氧化氮生成，不符合“绿色化学”的思想，D正确；
答案选D。
【点睛】
注意常温下浓硝酸使铁钝化，开始时铁不发生反应，这是易错点。
15．AB
【详解】
A．图(3)是原电池装置，锌做负极失电子生成锌离子，铜做正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，锌电极减轻，铜电极增重，故A错误；
B．图(2)是原电池装置，锌做负极，铜做正极，电子只能在金属导体中传递移动，不能再溶液中移动，故B错误；
C．图(1) 是化学腐蚀，锌和稀硫酸发生反应生成氢气，铜和稀硫酸不反应，图1中铜棒上没有气体产生，故C正确；
D．图(2)与图(3)中电极反应负极Zn-2e- = Zn2+，图2中正极上电极反应2H+ +2e- = H2↑，图3中正极电极反应为Cu2++2e-=Cu，正极生成物质质量比为1：32时，则正极生成物的物质的量之比为1:1，依据电子守恒计算两个原电池中电子转移相同，所以反应的锌的质量相同，故D正确；
答案选AB。
16．Zn+2H+=Zn2++H2↑ 电流表指针偏转 作正极反应物 ②③
【详解】
(1)Zn与H2SO4反应产生ZnSO4和H2，反应的离子方程式是：Zn+2H+=Zn2++H2↑；
(2)将锌片、铜片按照如图所示装置连接，若化学能转化为电能，由于金属活动性：Zn＞Cu，则Zn为负极，Zn失去电子，变为Zn2+进入溶液，电子由Zn经电流表流向Cu电极，在正极Cu片上H+得到电子变为H2逸出，故看到的现象是：铜片上有气泡产生、电流表指针偏转；
(3)在如图所示装置中，稀硫酸的作用是：传导离子，同时作正极上的反应物；
(4)只有放热的氧化还原反应才可以设计为原电池反应。
①反应CaO+H2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计为原电池，①不符合题意；
②反应2H2+O22H2O是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，②符合题意；
③反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag是放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，③符合题意；
故合理选项是②③。
17．Cu 氧化 AgNO3溶液 碳棒上出现银白色物质 108 2H++2e-=H2↑ Al 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ AD
【详解】
Ⅰ．(1)在反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，Cu失去电子，在负极上发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2+；正极上，Ag+得到电子生成银单质，所以该电池的负极材料为Cu，发生氧化反应，电解质溶液需要提供Ag+，故可用AgNO3溶液；
(2)正极上发生反应：Ag++e-=Ag，可看到碳棒上出现银白色物质。
(3)根据正极反应：Ag++e-=Ag，转移1mol电子，生成1molAg，即108gAg。
Ⅱ．(1)甲中镁比铝活泼，更容易和硫酸反应，所以镁作负极，失去电子，铝作正极，溶液中的H+得到电子，正极反应式为：2H++2e-=H2↑。
(2)乙中铝能和NaOH溶液自发地发生氧化还原反应，所以铝作负极，总反应离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑。
(3)镁的原子半径比铝大，且镁的核电荷数比铝小，所以镁比铝容易失去电子，所以镁比铝活泼，这是不争的事实，金属活动性顺序表依然是正确且有实用价值的。在乙中之所以铝作负极，是因为铝能和NaOH溶液自发地发生氧化还原反应而镁不能，所以利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，同时该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析，故AD正确。
18．铜钉(或其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都可以) 烧杯 导线 电能 负 Fe - 2e- = Fe2+ 氧化
【详解】
(2)由形成原电池的条件可知，需要铁为负极，正极为比铁不活泼的金属或者能导电的非金属，可以是铜钉(或其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都可以)，稀硫酸为电解质溶液，还需要烧杯、导线；
(3)①在原电池中，由化学能转化为电能，在耳机中又由电能转化为声音这种能量；
②装置中铁钉是原电池的负极，电极反应式是Fe - 2e- = Fe2+，铁失电子，发生了氧化反应；
③原电池装置中，阴离子移动向负极，则溶液中的离子移向铁钉电极。
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