新课标人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》同步练习.docVIP

人教版化学高一必修人教版化学高一必修 2 第二章第二节化学能与电能同步练习第二章第二节化学能与电能同步练习 一 选择题一 选择题 1 某原电池的总反应离子方程式为 Zn Cu2 Zn2 Cu 则该原电池的正确组成可以 是下列的 答案 C 知识点 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 该原电池负极为锌 正极是比锌稳定的金属 导电的非金属 电解质溶液中含有 Cu2 分析 考查原电池正负极材料和电解质溶液的选择 根据原电池的组成进行判断 2 如图所示是 Zn 和 Cu 形成的原电池 某实验兴趣小组做完实验后 在读书卡上的记录如 下 则卡片上的描述合理的是 实验后的记录 Cu 为负极 Zn 为正极 Cu 极上有气泡产生 发生还原反应 SO42 向 Cu 极移动 若有 0 5mol 电子流经导线 则可产生 0 25mol 气体 电子的流向是 Cu Zn 正极反应式 Cu 2e Cu2 发生氧化反应 A B C D 答案 B 知识点 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 该电池中 Zn 作负极 Cu 作正极 电极反应式为负极 Zn 2e Zn2 发生氧化 反应 正极 2H 2e H2 发生还原反应 放电时外电路中电子由负极流向正极 电解质溶液中阳离子移向正极 阴离子一般移向负极 由 2H 2e H2 知若有 0 5 mol 电子流经导线 则可产生 0 25 mol 气体 分析 考查原电池中正负极和电极反应的判断 电子的流向和计算 电极反应式的书写 3 下列说法中正确的是 A 镍氢电池 锂离子电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B 燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C 化学电池的反应基础是氧化还原反应 D 铅蓄电池放电的时候正极材料是 Pb 负极材料 PbO2 答案 C 知识点 常见化学电源的种类及其工作原理 解析 解答 A 项中碱性锌锰干电池是一次电池 燃料电池是一种高效 不会污染环境的新型电 池 铅蓄电池放电的时候正极是 PbO2 负极是 Pb 因此选 C 项 分析 考查化学电池工作原理和分类 以及对环境的影响 4 将等质量的两份锌粉 a b 分别加入过量的稀硫酸 同时向 a 中加入少量 CuSO4溶液 下列各图中产生 H2的体积 V L 与时间 t min 的关系 正确的是 答案 A 知识点 原电池和电解池的工作原理 金属的电化学腐蚀与保护 解析 解答 a 中由于加入少量 CuSO4溶液 发生反应 Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 由于部分 Zn 用于置换 Cu 因而产生的 H2量减少 但同时形成 Cu Zn 原电池 因而反应速率加快 分析 考查原电池原理的应用 金属在构成的原电池装置中作负极可加快反应速率 5 如图所示装置中 可观察到电流计指针偏转 M 棒变粗 N 棒变细 下表所列 M N P 物质中 可以组合成该装置的是 选项MNP A锌铜稀硫酸 B铜铁稀盐酸 C银锌硝酸银溶液 D锌铁硝酸铁溶液 答案 C 知识点 电极反应和电池反应方程式 解析 解答 M 棒变粗 N 棒变细 说明 N 棒是负极 相对 M 棒金属活动性更强 M 棒变粗说明 M 棒上有金属析出 分析 考查原电池正负极的判断以及原电池的组成 根据电极现象判断电极反应是解题的 关键 6 据报道 锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池 因为锌电池容量大 而且没有铅污 染 其电池反应为 2Zn O2 2ZnO 原料为锌粒 电解液和空气 则下列叙述正确的是 A 锌为正极 空气进入负极反应 B 负极反应为 Zn 2e Zn2 C 正极发生氧化反应 D 电解液肯定不是强酸 答案 D 知识点 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 根据原电池反应的原理 负极发生氧化反应 较活泼的金属作负极 因此 Zn 2e Zn2 是负极反应 正极发生还原反应 再根据电池总反应式 生成物是 ZnO ZnO 能与强酸溶液反应 所以 D 项正确 分析 考查锌电池的工作原理 考查学生对原电池原理的掌握情况 7 下列叙述正确的是 原电池是把化学能转化成电能的一种装置 原电池的正极发生氧化反应 负极发生还原反应 不能自发进行的氧化还原反应 通过原电池的装置可以实现 碳棒不能用来作原电池的正极 反应 Cu 2Ag Cu2 2Ag 可以进行 A B C D 答案 A 知识点 电极反应和电池反应方程式 常见的能量转化形式 解析 解答 原电池中正极发生还原反应 负极发生氧化反应 碳棒可以作原电池的正极 分析 考查原电池原理的理解和原电池的电极判断以及电极反应的分析 8 对于锌 铜 稀硫酸组成的原电池装置中 当导线中有 1 mol 电子通过时 理论上的两 极变化是 锌片溶解了 32 5g 锌片增重 32 5g 铜片上析出 1g H2 铜片上析出 1 mol H2 A B C D 答案 A 知识点 电极反应和电池反应方程式 解析 解答 当导线中有 1 mol 电子通过时 溶解了 0 5 mol 锌 质量是 32 5g 在铜片上析出 0 5 mol 氢气 质量是 1g 分析 考查原电池正负极现象的变化 以及根据电子转移物质的量计算电极反应 9 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间 以下叙述正确的是 A 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B 甲中铜片是正极 乙中铜片是负极 C 两烧杯中溶液的 pH 均增大 D 产生气泡的速率甲比乙慢 答案 C 知识点 电极反应和电池反应方程式 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 甲烧杯中铜片上有气泡冒出 乙烧杯中铜片上没有气泡产生 电化学反应速率比一 般的化学反应速率快 甲装置是原电池装置 乙装置不是 所以化学反应速率甲比乙快 分析 考查原电池形成的条件及原电池的电极反应知识 熟练掌握原电池的形成条件是解 题的关键 10 氢氧燃料电池以氢气为燃料 氧气为氧化剂 电极是多孔镍电极 电解质溶液为质量 分数 30 的 KOH 溶液 有关叙述正确的是 负极反应为 2H2 4e 4H 负极反应为 2H2 4OH 4e 4H2O 工作时正极 pH 增大 而负极 pH 减小 工作时负极 pH 增大 而正极 pH 减小 工作时溶液中阴离子移向正极 使用一段时间 KOH 溶液质量分数仍为 30 A B C D 答案 B 知识点 常见化学电源的种类及其工作原理 解析 解答 氢氧燃料电池在碱性条件下 负极 2H2 4e 4H 和 4H 4OH 4H2O 即 2H2 4OH 4e 4H2O pH 减小 正极 O2 4e 2H2O 4OH pH 增大 工 作时溶液中 OH 移向负极 使用一段时间 电解质的物质的量保持不变 由于生成了 H2O KOH 浓度变小 分析 考查燃烧电池的工作原理 考查学生不同条件下电极反应式的书写 PH 大小变化的 判断 11 2010 年上海世博会 上海将有千辆氢燃料电池车上路 关于氢燃料电池下列说法不正 确的是 A 氢燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 B 氢燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 C 氢燃料电池能量转换率比氢气直接燃烧高 D 氢燃料电池工作时 发出淡蓝色火焰 答案 D 知识点 常见化学电源的种类及其工作原理 解析 解答 氢资源丰富 热值高 燃烧性能好 用于发电时 能量转换率高并实现零排放 若 用可再生能源制氢 并形成循环 很有发展远景 使用时 可将氢气储存在储氢罐中 选 项 D 错在 氢气没有燃烧 而是在负极上失电子 对于氢燃料电池电解质不同 负极发生 的反应也不同 如强酸型介质时 负极发生 H2 2e 2H 强碱性溶液中 负极发生 H2 2OH 2e 2H2O 分析 考查氢燃料电池的工作原理 应用和优点 需要注意的是燃料电池的电极方程式和 总反应方程式的书写 12 关于原电池的叙述中正确的是 A 构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属 B 原电池是将化学能转变为电能的装置 C 原电池工作时总是负极溶解 正极上有物质生成 D 原电池的正极是还原剂发生反应 总是溶液中的阳离子在此被还原 答案 B 知识点 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 构成原电池电极的也可以是非金属导体 A 项错 燃料电池中负极不溶解 C 项错 D 项 应是氧化剂在原电池的正极上发生还原反应 分析 根据原电池装置是将化学能转化为电能的装置 反应的实质是氧化还原反应进行解 答 13 在理论上不能用于设计原电池的化学反应的是 A Al OH 3 s NaOH aq NaAlO2 aq 2H2O l H 0 B CH3CH2OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 0 C 4Fe OH 2 s 2H2O l O2 g 4Fe OH 3 H 0 D H2 g Cl2 g 2HCl g HB CB A C B C B A CD B C A 答案 C 知识点 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 A 能从 C 的盐溶液中置换出 C 金属 活动性 A C A 与 B 组成原电池时 B 为负极 则 金属活动性 B A 分析 根据原电池中金属性活泼的做原电池的负极进行判断金属的活泼性饥渴 16 如图所示 杠杆 AB 两端分别挂有体积相同 质量相同的空心铜球和空心铁球 调节杠 杆使其在水中保持平衡 然后小心地向烧杯中央滴入浓 CuSO4溶液 一段时间后 下列有 关杠杆的偏向判断正确的是 实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化 A 杠杆为导体和绝缘体时 均为 A 端高 B 端低 B 杠杆为导体和绝缘体时 均为 A 端低 B 端高 C 当杠杆为绝缘体时 A 端低 B 端高 为导体时 A 端高 B 端低 D 当杠杆为绝缘体时 A 端高 B 端低 为导体时 A 端低 B 端高 答案 D 知识点 原电池和电解池的工作原理 电极反应和电池反应方程式 解析 解答 根据题意 若杠杆为绝缘体 滴入 CuSO4溶液后 Cu 在铁球表面析出 铁球质量 增大 B 端下沉 若杠杆为导体 滴入 CuSO4溶液后 形成原电池 Cu 在铜球表面析出 A 端下沉 分析 考查原电池原理和形成的条件 根据能否形成原电池以及电极反应进行分析判断即 可 17 将相同表面积的纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间 下列叙述 正确的是 A 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B 甲中铜片是正极 乙中铜片是负极 C 甲中铜被氧化 乙中锌被氧化 D 产生气泡的速率甲比乙大 答案 D 知识点 电极反应和电池反应方程式 解析 解答 根据图示可知甲构成原电池 乙未构成原电池 所以甲中 Zn 作负极 被氧化 Cu 作正极 H 在铜片上被还原产生 H2 而乙中 Cu 不与稀硫酸作用 Zn 与稀硫酸发生氧化还原反应 因甲 构成原电池而加大反应速率 故只有 D 正确 分析 根据原电池的构成条件和电极反应进行分析即可 18 控制适合的条件 将反应 2Fe3 2I 2Fe2 I2设计成如下图所示的原电池 下列判 断不正确的是 A 反应开始时 乙中石墨电极上发生氧化反应 B 反应开始时 甲中石墨电极上 Fe3 被还原 C 电流计读数为零时 反应达到化学平衡状态 D 电流计读数为零后 在甲中加入 FeCl2固体 乙中的石墨电极为负极 答案 D 知识点 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 由反应 2Fe3 2I 2Fe2 I2可知 反应开始时甲中 Fe3 发生还原反应 乙中 I 发生 氧化反应 当电流计读数为零时 则反应达到平衡状态 此时在甲中加入 FeCl2固体 则 平衡向逆反应方向移动 乙中 I2发生还原反应 则乙中石墨电极为正极 故选 D 分析 考查原电池相关知识的理解 同时也考查考生的读图能力 19 有一种新型的碱性锌锰电池 它是在酸性锌锰电池的基础上改进的 下列对于碱性锌锰 电池的叙述中不正确的是 A 碱性锌锰电池工作时 电子由 Zn 极经外电路流向碳极 B 这种电池较酸性锌锰电池使用寿命长 C 碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化 D 这种电池的电解质由传统的 NH4Cl 换成湿的 KOH 答案 C 知识点 常见化学电源的种类及其工作原理 化学电源新型电池 解析 解答 该新型的锌锰电池也是一次电池 即干电池 不是二次电池 即充电电池 它只能实现化 学能转化为电能 而不能实现电能转化为化学能 故 C 错 分析 本题考查新型的碱性锌锰电池的工作原理 熟练掌握原电池原理是解题的关键 20 根据下列事实 A B2 A2 B D 2H2O D OH 2 H2 以 B E 为电极与 E 的盐溶液组成原电池 电极反应为 E2 2e E B 2e B2 由此可知 A2 B2 D2 E2 的氧化性强弱关系是 A D2 A2 B2 E2 B B2 A2 D2 E2 C D2 E2 A2 B2 D E2 B2 A2 D2 答案 D 知识点 氧化性 还原性强弱的比较 解析 解答 由 知氧化性 B2 A2 由 知 D 为活泼性很强的金属 则 D2 的氧化性很弱 根据原电 池原理 由 知原电池反应为 E2 B E B2 则氧化性 E2 B2 故氧化性 E2 B2 A2 D2 分析 在原电池中负极发生氧化反应 正极发生还原反应 判断离子的氧化性强弱即可 二 非选择题二 非选择题 21 将洁净的金属片 A B C D 分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧 如图所示 在 每次实验时 记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下 金 属 电子流动方 向 电压 V DD Cu 0 78 CCu C 0 15 BB Cu 1 35 AA Cu 0 30 已知 构成两电极的金属活动性相差越大 电压表的读数越大 请依据表中数据判断 1 最活泼金属为 填字母序号 下同 2 若滤纸改用 NaOH 溶液浸润 则在滤纸上能看到蓝色沉淀析出的是 金属 其负极 的电极反应为 3 若 2 中滤纸上析出沉淀为 9 8 g 则转移电子为 mol 答案 1 B 2 C Cu 2e 2OH Cu OH 2 3 0 2 知识点 原电池和电解池的工作原理 电极反应和电池反应方程式 解析 解答 1 由电子流动的方向可知 A B D 的活动性皆强于 Cu 根据构成两电极的金属活动 性相差越大 电压表的读数越大 可知 B 的金属活动性最大 为最强的还原剂 C 的金属活动性 弱于 Cu 不能从 CuSO4溶液中置换出铜 2 由 1 的分析可知 只有 C 金属与 Cu 组成的原电池 铜失电子生成 Cu2 进而与 OH 结合产 生蓝色沉淀 负极反应式为 Cu 2OH 2e Cu OH 2 3 因蓝色沉淀为 Cu OH 2 所以当析出 9 8 g Cu OH 2时 转移电子为 2 0 2 mol 分析 本题考查原电池的构成条件和电极反应 熟练掌握金属的活泼性与原电池的关系是 解题的关键 22 为了探究原电池的工作原理 某化学学习小组设计了一组实验 其装置如下图 回答下列问题 1 根据原电池原理填写下表 装置序号正极负极反应式阳离子移动方向 甲 乙 丙 丁 戊 2 电极类型除与电极材料的性质有关外 还与 有关 3 根据上述电池分析 负极材料是否一定参加电极反应 填 是 否 或 不 一定 请举例说明 4 指出下列电池的放电过程中 电解质溶液酸碱性的变化 甲 丙 戊 填酸性或碱性增强或减弱 答案 1 装置序号正极负极反应式阳离子移动方向 甲AlMg 2e Mg2 铝极 乙PtFe 2e Fe2 铂极 丙MgAl 3e 4OH AlO 2H2O镁极 丁AlCu 2e Cu2 铝极 戊石墨CH4 8e 10OH CO 7H2O石墨 2 电解质溶液的性质 3 不一定 上述五个原电池中 戊装置的负极材料没有参与反应 其他电池的负极发 生了氧化反应 4 酸性减弱 碱性减弱 碱性减弱 知识点 电极反应和电池反应方程式 原电池和电解池的工作原理 解析 解答 1 电池甲 在稀硫酸中 镁比铝活泼 镁为负极 发生氧化反应 铝为正极 H 在铝极上发生还原反应 乙电池 铁比铂活泼 铁为负极 丙电池 在氢氧化钠溶液中 铝与 NaOH 溶液反应 铝失去电子 发生氧化反应 铝离子 与氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子和水 丁电池 常温下 浓硝酸使铝钝化 铜溶解 铜为负极 戊电池是燃料电池 甲烷与氧气反应 甲烷发生氧化反应 在碱中生成碳酸盐和水 氧气 发生还原反应 所以 在负极区通入甲烷 在正极区通入空气 2 通过比较甲 丙电池可知 电极都是铝 镁 由于电解质溶液不同 故电极名称不同 即电极类型与电极材料 电解质溶液都有关 3 大多数电池的负极材料参与反应发生氧化反应 燃料电池的负极材料不参与反应 可 燃物如氢气 一氧化碳 甲烷 乙醇等在负极区发生氧化反应 4 根据溶液中离子参加反应情况判断溶液酸碱性的变化 分析 考查原电池正负极的判断和材料的选择 电极反应式的书写 阴阳离子移动方向的 判断及相关原电池知识 意在考查学生分析实验的能力 23 航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源 燃料电池一般指采用 H2 CH4 CO C2H5OH 等可燃物质与 O2一起构成的电池装置 它可直接将化学能转化为 电能 甲烷电池以 KOH 溶液为电解质 其总反应的化学方程式为 CH4 2O2 2OH CO 3H2O 1 负极上的电极反应为 2 消耗标准状况下的 5 6L O2时 有 mol 电子发生转移 3 开始放电时 正极附近溶液的 pH 填 增大 减小 或 不变 答案 1 CH4 10OH 8e CO 7H2O 2 1 3 增大 知识点 化学电源新型电池 解析 解答 由总反应式知 CH4失电子被氧化生成 CO 一定有 OH 参与反应 负极反应为 CH4 10OH 8e CO 7H2O 正极反应为 O2 2H2O 4e 4OH 根据正极反应 式知 1mol O2消耗时 转移 4mol e n O2 0 25mol 故有 1mol 电子转移 放电时 正极产生 OH 故溶液的 pH 增大 分析 考查燃烧电池在航天飞机中的应用 考查学生对原电池原理和电极反应式的掌握情 况 24 依据氧化还原反应 2Ag aq Cu s Cu2 aq 2Ag s 设计的原电池如图 所示 请回答下列问题 1 电极 X 的材料是 电解质溶液 Y 是 2 银电极为电池的 极 发生的电极