【化学】2023-2024学年高一下学期化学 电化学练习

高一化学下学期期中复习卷（二）（复习范围：必修2第六章电化学）可能用到的相对原子质量：H-1C-12N-14O-16S-32C1-35.5Mn-55Li—7一、选择题：（本题共14小题。只有一项是符合题目要求的。）1．下列说法正确的是A．任何反应中的能量变化都表现为热量变化B．有能量变化的都是化学变化C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部2．我国空间站天宫号所采用的光伏系统，光电效率达到30%。利用再生生保技术，能将空间站内的水蒸气收集、处理成可饮用水，并转化为再生氧，实现水的循环使用。空间站以水为介质将不同形式的能量相互转换，原理如图所示。装置X为电解水装置，装置Y为燃料电池电池。下列有关说法不正确的是A．X工作时，将电能转变为化学能B．太阳能电池工作时，将光能转变为电能C．马达工作时，将电能转变为机械能D．Y工作时，氢气通入该装置的正极3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置实验现象a极质量减小，b极质量增加b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是A．d>a>c>b B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c4．在如图所示的8个装置中，能实现化学能转化为电能的是A．②④⑥⑦ B．③⑤ C．④⑧ D．②③⑥5．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X极变细，Y极变粗，则X、Y、Z溶液可能是下列中的编号XYZ溶液ACuZn稀硫酸BZnCu硝酸银溶液CAgZn硫酸铜溶液DAgCu稀硫酸A．A B．B C．C D．D6．燃料电池是将燃料和氧化剂(如)反应所放出的化学能直接转化为电能。下图为燃料电池的工作示意图(电极A、B为多孔碳棒)。下列说法正确的是A．电极A为正极，发生还原反应B．电极B的电极反应式为：C．电子移动方向：电极A→导线→电极B→溶液→电极AD．电极A附近溶液的碱性增强7．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的材料，电池反应为。下列说法错误的是A．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性B．电池放电时间越长，电池中的量越少C．电池工作时，正极可发生反应：D．电池工作时，外电路中流过电子，负极材料减重8．用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如下图所示，下列有关说法正确的是A．电极2发生氧化反应B．电池工作时，向负极移动C．电极1发生的电极反应为D．当电路中转移，消耗氧气的体积为9．一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，该电池工作时，下列说法正确的是A．负极的电极反应式为B．通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动C．若产生1mol，则通入的体积应等于16.8LD．电子由左侧多孔石墨棒极经过负载移向右侧多孔石墨棒极，再经过溶液移回左侧多孔石墨棒极10．用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示，下列说法错误的是A．Y电极为正极B．电池工作时，电子由X电极经外电路流向Y电极C．电池工作时，H＋通过质子交换膜从左往右迁移D．该电池的负极反应式为11．某化学兴趣小组的同学设计了如图所示原电池装置。下列说法不正确的是A．该装置反应的能量变化可用如图表示B．电池工作时，Zn片发生的电极反应：Zn-2e-=Zn2+C．溶液中Cu2+向Zn电极移动，向Cu电极移动D．电池工作一段时间后，溶液质量增加12．水系电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，其中双极膜在工作时催化解离为和，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是A．放电时，电极为负极，发生还原反应B．充电时，从电极通过双极膜到达催化电极发生反应C．放电时，催化电极上的反应为D．充电时，电极上的反应为13．有科学家研究用姜黄素(姜黄中的物质)和金纳米粒子结合制造出新型纳米复合材料作为电极A的材料，得到更安全、更高效的乙醇燃料电池。下列说法不正确的是

A．石墨电极为正极，发生还原反应B．电极A的电极反应：C．加入可使电池持续大电流放电D．放电时，阳离子向电极A移动14．如图所示，杠杆A、B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；当杠杆为导体时，A端高B端低D．当杠杆为绝缘体内，A端高B端低；当杠杆为导体时，A端低B端高二、非选择题：（本题共2大题。）15．某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转化为电能的装置如图所示。

回答下列问题：(1)若电极a为，b为，且a、b质量相等，电解质溶液为溶液，电路中通过时，a、b的质量差为g。(2)若电极a为，b为，电解质溶液为氢氧化钠溶液，则该电池的负极反应式为。(3)若该电池为燃料电池，氢氧化钠溶液为电解质溶液，电子由a移向b，则应通入极(填“a”或“b”)，该电极反应式为，电解质溶液中向极移动(填“a”或“b”)。(4)理论上能自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。请利用反应设计一个原电池，并在方框内画出简单原电池实验装置图，注明电极材料和电解质溶液。

16．I.能源是现代文明的原动力，化学电池在生产生活中有着广泛的应用。(1)根据构成原电池的本质判断，下列反应可以设计成原电池的是(填序号)。A．CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq) B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) D．Fe(s)+2FeCl3(aq)=3FeCl2(aq)Ⅱ.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。(2)放电时负极反应为。(3)放电时正极附近溶液的碱性(填“增强”或“减弱”或“不变”)。(4)放电时每转移mol电子，正极有1molK2FeO4被还原。Ⅲ.回答下列问题：(5)科学家研发出一种有利于“碳中和”的新电池系统，通过二氧化碳溶于水触发电化学反应，其工作原理如图所示(钠超离子导体只允许Na+通过)。系统工作时，下列有关说法中错误的是。A．Na+将从a极移动到b极B．该电池的电解液可以换成更易导电的饱和NaCl溶液C．b极区可能会发生Na++HCO=NaHCO3↓D．b极区每生成1molH2转移2mol电子Ⅳ.中国科学技术大学开发了一种高性能的水系锰基锌电池。其工作原理如图所示，已知该装置工作一段时间后，K2SO4溶液的浓度增大。(6)正极的电极反应式为。(7)a膜为(填“阳离子”或“阴离子”，下同)交换膜，b膜为交换膜。高一化学下学期期中复习卷（一）答案及详解1．C【详解】A．反应中的能量变化表现形式有多种，主要表现为热量的变化，故A错误；B．物理变化过程中也能有能量变化，如物质的三态变化，部分物质溶解时也会吸收或放出能量，故B错误；C．蓄电池是二次电池放电后可以充电重新使用，使活性物质获得再生，故C正确；D．燃料在两个电极上发生氧化还原反应把化学能转化为电能，不是在电池内部燃烧，故D错误；2．D【详解】A．装置X为电解水装置，将电能转变为化学能，A正确；B．太阳能电池工作时，将光能转变为电能，B正确；C．马达工作时，耗费电能用来转动，将电能转变为机械能，C正确；D．Y为氢氧燃料电池，O元素化合价降低，通入氧气做正极，D错误；3．C【详解】a极质量减小，b极质量增加，则表明a极金属失电子作负极，溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极，金属活动性a＞b；b极有气体产生，c极无变化，则表明b极金属能与H+发生置换反应，而c极不能，金属活动性b＞c；d极溶解，c极有气体产生，则d极为负极，c极为正极，金属活动性d＞c；电流计指示，导线中电流从a极流向d极，则d极为负极，a极为正极，金属活动性d＞a；综合以上分析，金属活动性d＞a＞b＞c，C正确。4．A【分析】原电池可以把化学能转化为电能，构成原电池的条件：自发的氧化还原反应，形成闭合回路，活泼性不同的电极，存在电解质溶液。【详解】①不存在活泼性不同的电极，不能把化学能转化为电能；②满足构成原电池的条件，该装置可以构成Zn-C稀硫酸原电池，可把化学能转化为电能；③不存在活泼性不同的电极，不能把化学能转化为电能；④满足构成原电池的条件，该装置可以构成Fe-C稀硫酸原电池，可把化学能转化为电能；⑤该装置酒精为非电解质，化学能不能转化为电能；⑥满足构成原电池的条件，该装置可以构成Zn-Pb稀硫酸原电池，化学能可以转化为电能；⑦满足构成原电池的条件，该装置可以构成Fe-Cu稀硫酸原电池，化学能可以转化为电能；⑧该装置不能形成闭合回路，化学能不能转化为电能；5．B【分析】X、Y两根金属棒插入Z溶液中，实验中电流表指针发生偏转，说明该装置形成原电池。【详解】A．铜、锌在稀硫酸中构成原电池，X极为Cu，H+得到电子变为H2，X极无变化，Y极为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y极变细，故A不符合题意；B．锌、铜在硝酸银溶液中构成原电池，X极为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X极变细，Y极为Cu，做原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，Y极变粗，故B符合题意；C．银、锌在硫酸铜溶液中构成原电池，X极为Ag，做原电池的正极，Cu2+在正极得到电子发生还原反应生成Cu，X极变粗，Y极为活泼金属锌，做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y极变细，故C不符合题意；D．Ag和Cu均不与稀硫酸反应，没有自发进行的氧化还原反应，无法构成原电池，故D不符合题意；6．B【分析】电子从负极流向正极，故A为负极，B为正极，电极B上O2发生得电子的还原反应生成OH-，据此分析解题。【详解】A．电极A为负极，发生氧化反应，A错误；B．电极B的电极反应式为：，B正确；C．电子移动方向：电极A→导线→电极B，电子不进入溶液也不能在溶液中迁移，C错误；

D．电极B附近溶液的碱性增强，D错误；7．B【分析】从锂离子的移动方向可知，电极a为正极，电极b为负极，负极上Li失电子生成锂离子，电极反应为Li-e-=Li+，正极上S8得电子生成Li2Sx，电极反应为xS8+16Li++16e-=8Li2Sx。【详解】A．石墨烯具有良好的导电性，因此电极a上常用掺有石墨烯的S8材料以提高其导电性，A正确；B．电极a为正极，锂离子作用下S8在正极得电子发生还原反应生成Li2Sx，则电池放电时间越长，电路中转移电子数目越多，x值越小，电池中Li2S2的量越多，B错误；C．电池工作时，正极上发生反应S8+2e-=，+2Li+=Li2S8，3Li2S8+2Li++2e-=4Li2S6，2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，C正确；D．负极上电极反应为Li-e-=Li+，外电路中通过0.02mol电子，消耗0.02molLi，负极材料减重0.14g，D正确；8．C【分析】从图中可知，电极1上NH3失电子转化为氮气和水，电极1为负极，则电极2为正极，氧气得电子生成氢氧根离子。【详解】A．电极2上，氧气得电子结合水生成氢氧根离子，发生还原反应，A错误；B．电池工作时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，即钠离子向正极移动，B错误；C．电极1上，氨气失电子结合氢氧根离子生成氮气和水，电极反应正确，C正确；D．正极电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，电路中转移1mol电子，消耗氧气0.25mol，标况下体积为5.6L，D错误；9．A【分析】由题干图示装置可知，NO在负极失去电子转化为HNO3，即被氧化，电极反应为：NO-3e-+2H2O=NO+4H+，故左侧多孔石墨电极为负极，O2在右侧多孔石墨电极上得到电子，发生还原反应，即右侧多孔石墨电极为正极，电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，据此分析解题。【详解】A．由分析可知，负极的电极反应式为，A正确；B．原电池中阳离子向正极移动，则通过质子交换膜向右侧多孔石墨棒移动，B错误；C．未说明O2所处的温度和压强，无法计算其体积，C错误；D．原电池中电子从负极经导线流向正极，电子不能进入溶液，D错误；10．D【分析】由图示可知，乙醇酸性燃料电池中，乙醇发生失电子的氧化反应生成醋酸，则乙醇所在铂电极为负极、O2所在的铂电极为正极，负极反应式为CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH，O2所在的铂电极为正极、发生得电子的还原反应，电极正极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，放电时，电子由负极经过导线流向正极，阳离子由负极通过交换膜移向正极。【详解】A．由分析可知，电极Y是正极，A正确；B．该原电池中左侧Pt电极为负极，右侧Pt电极为正极，放电时电子由负极经过导线流向正极，即电子由呼气的铂电极经外电路流向所在的铂电极，B正确；C．原电池中阳离子向正极移动，即向正极迁移，质子通过交换膜从左往右迁移，C正确；D．乙醇发生失电子的氧化反应生成醋酸，负极反应式为CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH，D错误；11．C【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置。一般情况下，在原电池反应中，活动性强的电极为负极，发生失去电子的氧化反应，电子由负极经外电路流向正极，溶液中的阳离子在正极上发生得到电子的还原反应，在同一闭合回路中电子转移数目相等。【详解】A．该装置是原电池，将化学能转化为电能，反应过程中会释放能量，反应物的能量比生成物的能量高，因此可以用图示表示反应过程的能量变化，A正确；B．由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn为原电池的负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B正确；C．在电解质溶液中，阳离子Cu2+会向负电荷较多的正极Cu片电极移动，向正电荷较多的负极Zn电极方向移动，C错误；D．该电池总反应方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，根据反应方程式可知：每有1molZn发生反应，有65gZn变为Zn2+进入溶液，同时有64gCu2+变为单质Cu从溶液中析出，溶液质量增加1g，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，故电池工作一段时间后，溶液质量增加，D正确；12．C【分析】由图知，该电池在放电时，作负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，催化电极作为正极得电子，发生还原反应，电极反应式为，充电时，作为阴极，双极膜在工作时催化解离为和，氢离子移向阴极，电极反应式为，催化电极为阳极，双极膜在工作时催化解离为和，氢氧根移向阴极，电极反应式为，据此回答。【详解】A．由分析知，放电时，电极为负极，发生氧化反应，A错误；B．由分析知，充电时，从双极膜向催化电极移动，并发生反应，OH-离子不能通过双极膜，B错误；C．由分析知，放电时，催化电极上的反应为，C正确；D．充电时，电极上的反应为，D错误；13．D【分析】根据图示，右侧石墨电极上的转化为NO，N的化合价降低，发生还原反应，石墨电极为正极，则左侧电极A为负极。【详解】A．石墨电极上的转化为NO，N的化合价降低，发生还原反应，A不符合题意；B．由图知，电极A上乙醇失去电子被氧化为二氧化碳，再根据电荷守恒和原子守恒可确定对应的电极反应为：，B不符合题意；C．NO可看作催化剂，则的加入有利于石墨电极的电子流动，可使电池持续大电流放电，C不符合题意；D．放电时，电极A产生的阳离子透过质子交换膜向右侧的石墨电极移动，D符合题意；14．D【分析】杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池；当杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，以此来解答。【详解】杠杆为导体时，向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，构成Fe、Cu原电池，Fe为负极，发生Fe-2e-═Fe2+，Cu为正极，发生Cu2++2e-═Cu，则A端低，B端高；杠杆为绝缘体时，只发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，质量变大，则A端高，B端低；15．(1)64.5(2)Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-(或Al-3e-+4OH-=+2H2O)(3)aCO-2e-+4OH-=+2H2Oa(4)

【详解】（1）Zn、Cu、硫酸铜构成的原电池，金属Zn易失去电子发生氧化反应做负极，则金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应为：Cu2++2e-=Cu；负极的电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，则当电路中有1moLe-通过时，消耗的Zn的质量为：，生成Cu的质量为：，两极板的质量差为：32.5g+32g=64.5g；（2）Al、Mg、氢氧化钠溶液能之间，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：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，负极反应为Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-(或Al-3e-+4OH-=+2H2O)；（3）电子由a移向b，说明a为负极，燃料CO需通在负极a极，发生氧化反应；电解质溶液为NaOH溶液，碱性条件下负极的电极反应方程式为CO-2e-+4OH-=+2H2O；OH-为阴离子，原电池中阴离子向负极移动，故OH-移向a极；（4）通过反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，Fe发生氧化反应做负极，负极材料为Fe，正极发生还原反应Fe3++e-=Fe2+，则电解质溶液为含Fe3+的盐溶液，正极材料选用比铁不活泼的惰性电极。例：负极Fe，正极Cu，电解质溶液FeCl3，。16．(1)CD(2)Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2(3)增强(4)3(5)B(6)MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O(7)阴离子阳离子【详解】（1）放热的氧