高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第2课时当堂检测题

课时作业

A篇·知识对点训练

知识点1　　　原电池的工作原理

1.下列叙述是某同学做完铜锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是(　　)

A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属

B．由铜、锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中，铜是负极

C．电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气

D．铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，电路中就有0.4 mol电子通过

答案　D

解析　原电池中的正极可以是石墨，A错误；铜锌原电池中活泼金属锌为负极，B错误；电子不能通过电解质溶液，C错误；由电极反应Zn－2e－===Zn2＋可知，13 g锌(0.2 mol)反应转移0.4 mol电子，D正确。

2.下列四个化学反应中，理论上不可设计成原电池的是(　　)

A．2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

B．2H2＋O22H2O

C．Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4

D．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

答案　D

解析　A、B、C三项都是氧化还原反应，都可以设计成原电池，D项不是氧化还原反应，不能设计成原电池。

3.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式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　)

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．Li是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO

D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋

答案　B

解析　根据总反应式可判断Li被氧化，为负极材料，其失电子成为Li＋，正极放电的为MnO2。

4.日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能反应生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是(　　)

①锌为负极，石墨为正极　②干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　③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极　④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出而腐蚀用电器

A．①③   B．②③ 

C．③④   D．①④

答案　D

解析　由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，可判断出①正确；干电池只能实现化学能向电能的转化，②错误；在外电路中，电子从负极流向正极，③错误；长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，容易流出而腐蚀用电器，④正确。

知识点2　　　原电池原理的应用

5.将等质量的两份锌粉a、b分别放入两支相同的试管中，然后加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系用图像表示如下，其中正确的是(　　)

答案　D

解析　等质量的两份锌粉中，加入等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸，同时向a中加入少量CuSO4溶液，则a中发生的反应有Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，b中只发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。由于a中置换出来的Cu与Zn在稀硫酸中构成原电池，所以a中的反应速率比b中的反应速率大，即反应完成所需的时间短，但Cu2＋消耗了少量的Zn，a中产生的H2比b中产生的H2少。综上分析，D项正确。

6.100 mL 2 mol·L－1的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是(　　)

A．加入适量的6 mol·L－1的盐酸

B．加入数滴氯化铜溶液

C．加入适量的蒸馏水

D．加入适量的氯化钠溶液

答案　B

解析　A项能加快反应速率，但生成氢气的总量会增加；C、D两项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率；B项发生反应Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu，形成Cu—Zn原电池，加快了反应速率且生成氢气的总量不变。

7．如图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是(　　)

A．两圈仍保持平衡

B．有气泡产生，两圈摇摆不定

C．铁圈向下倾斜

D．银圈向下倾斜

答案　D

解析　首先铁圈可以与CuSO4发生氧化还原反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，其次是铁圈和银圈直接相连，电子可顺利传递，故该装置构成了原电池。负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。由于铁溶解，铁圈质量减轻，生成的铜附着在银圈上，银圈质量增加。

8.已知四种金属A、B、C、D，根据下列事实：①A＋B2＋===A2＋＋B；②D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑；③以B、C为电极与C的盐溶液组成原电池，电极反应为C2＋＋2e－===C，B－2e－===B2＋，由此可知A2＋、B2＋、D2＋、C2＋的氧化性强弱关系是(　　)

A．D2＋>A2＋>B2＋>C2＋

B．A2＋>B2＋>D2＋>C2＋

C．D2＋>C2＋>A2＋>B2＋

D．C2＋>B2＋>A2＋>D2＋

答案　D

解析　由①知，A比B活泼；由②知，D的活泼性较强，能置换出H2O中的氢，故D的活泼性大于A；由③知，B作负极，活泼性大于C，则金属的活动性顺序是D>A>B>C，而金属单质的还原性越弱，其阳离子的氧化性越强，故D正确。

9.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法中不正确的是(　　)

A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn

B．负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

C．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强

D．溶液中的OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动

答案　D

解析　根据总反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，分析各物质化合价发生的变化可知，Zn在负极上反应，Ag2O在正极上反应，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，这样，在负极区因OH－被消耗，碱性减弱，溶液的OH－定向移动到负极，正极区生成OH－，碱性增强。

B篇·综合提升训练

10.下列说法中正确的是(　　)

①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部　②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池　③锂电池是新一代可充电电池　④燃料电池作为汽车驱动能源已研制成功

A．②③④   B．①②③④

C．①②③   D．①③④

答案　B

解析　燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别就在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。

11.下列说法正确的是(　　)

A．镍氢电池、锂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，负极材料是PbO2

答案　C

解析　碱性锌锰干电池是一次电池，燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池，铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。

12.某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符合的原电池是(　　)

①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池

②石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池

③铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池

④银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池

A．①②   B．②③ 

C．③④   D．②④

答案　C

解析　根据电池反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知，Fe为负极，比Fe不活泼的金属或导电非金属作正极，含Fe3＋的溶液为电解质溶液。③④不符合。

13.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　)

A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu

C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解

D．a和b用导线连接后，Fe片上发生还原反应，溶液中的Cu2＋向铜电极移动

答案　D

解析　铁的活泼性强于铜，故铁能置换出铜且附着在铁棒上，A正确；a和b用导线连接后，构成原电池，其中Fe作负极，发生氧化反应，铜作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B正确、D错误；无论a和b是否连接，铁都被氧化生成Fe2＋，C正确。

14.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸，如图所示：

(1)A中反应的离子方程式为__________________。

(2)B中Sn极的电极反应式为__________________，Sn极附近溶液的c(H＋)________(填“升高”“降低”或“不变”)。

(3)C中被氧化的金属是________，总反应式为__________________________________。

答案　(1)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

(2)2H＋＋2e－===H2↑　降低

(3)Zn　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

解析　A烧杯不符合原电池条件，属于金属与酸的反应；B、C装置构成了原电池，金属活动性：Zn>Fe>Sn，所以B中Fe为负极，被氧化；C中Zn为负极，被氧化。B烧杯中Fe失去电子，电子通过导线流向Sn极，Sn极上有气体产生，H＋浓度降低。

15.某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

试根据表中的实验现象回答下列问题：

(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同________(填“相同”或“不相同”)。

(2)根据实验3完成下列填空：

①铝为________极，电极反应式：____________________________________________________________________。

②石墨为________极，电极反应式：____________________________________________________________________。

③电池总反应式：____________________________________________________________________。

(3)实验4中铝作负极还是正极？________，理由是________________________________________。

写出铝电极的电极反应式______________________________________。

(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：___________________________

_____________________________________________________________________。

(5)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：___________________________________________________________________。

答案　(1)不相同

(2)①负　2Al－6e－===2Al3＋　②正　6H＋＋6e－===3H2↑　③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

(3)负极　铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，而镁不与氢氧化钠溶液发生反应　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O

(4)Al在浓硝酸中被钝化，Cu在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中Cu作原电池的负极，Al作原电池的正极，所以电流计指针偏向Al

(5)①另一个电极材料的活泼性；②电解质溶液种类

解析　(1)在稀盐酸中Mg比Al活泼，Mg作原电池的负极，Al作原电池的正极，电流计指针偏向Al；在稀盐酸中Al比Cu活泼，Al作原电池的负极，Cu作原电池的正极，电流计指针偏向Cu。由此可知，在这里的原电池中电流计指针是偏向于正极。

(2)在实验3中电流计指针偏向石墨，由上述规律可知，在该原电池中铝作负极，石墨作正极。化学反应是铝失去电子被氧化为铝离子，盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。

(5)实验1、2、3比较的是电解质溶液相同，电极材料不同；实验1和4、实验2和5比较的是电极材料相同，电解质溶液不同。