高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质达标测试

6.1.2  化学反应与电能 练习（解析版）

1．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是

A．电解水    B．水力发电    C．太阳能热水器    D．干电池

【答案】D

【解析】

干电池将化学能转化为电能；电解是将电能转化为化学能；水力发电是将势能转化为电能；太阳能热水器是将太阳能转化为热能。

2．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的是

A． B． 

C． D．

【答案】A

【详解】

A项，构成原电池，Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，Cu上发生的反应为2H++2e-=H2↑，铜片上产生大量气泡；

B项，该装置中没有自发进行的氧化还原反应，铜片上没有气泡产生；

C项，该装置中没有自发进行的氧化还原反应，铜片上没有气泡产生；

D项，该装置没有形成闭合回路，Zn与稀硫酸反应生成ZnSO4和H2，Zn片上产生气泡，Cu与稀硫酸不反应，铜片上没有气泡；

3．如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，

下列说法错误的是

A．B极为原电池的正极

B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸

C．C中阳离子向A极移动

D．A极发生氧化反应

【答案】C

【详解】

A.电流计指针偏转，证明形成了原电池，由于A极质量减少，B极上有气泡产生，则A是原电池的负极，B是原电池的正极，正确；

B．A是负极，B是正极，负极金属活动性大于正极，而且在正极有气泡产生，则溶液可能是酸，是H+得到电子，变为H2逸出，因此A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，正确；

C．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液C中阳离子向正极B极移动，错误；

D．电极A是负极，失去电子，发生氧化反应，正确。

故选C。

4．下列装置属于原电池装置的是

A． B． 

C． D．

【答案】A

【解析】

分析：原电池的构成条件有：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，根据原电池的构成条件判断。

详解：A、符合原电池的构成条件，故A正确；B、乙醇属于非电解质，没有电解质溶液，故B错误；C、没有构成闭合回路，故C错误；D、两个电极相同，没有两个活泼性不同的电极，故D错误；故选D。

5．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中

①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应

A．②③ B．②④ 

C．①② D．①④

【答案】A

【详解】

①原电池中电极分为正、负极，故①错误；

②一般较活泼的金属为原电池的负极，铝合金为负极，②正确；

③电极在海水中，故海水为电解质溶液，③正确；

④铝合金为负极，原电池的负极发生氧化反应，④错误；

答案选A。

6．下列关于原电池的叙述中错误的是（ ）

A．构成原电池的正极和负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．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应

D．原电池放电时，电流的方向是从正极到负极

【答案】A

【详解】

A．构成原电池的正极和负极还可以是导电的非金属，如石墨，错误；

B．将化学能转变为电能的装置是原电池，正确；

C．在原电池中，电子流出的一极是负极，负极发生氧化反应，正确；

D．原电池放电时，电流的流向是从正极到负极，正确。

答案选A。

7．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是          (       )

A．石墨是阴极

B．两个铜片上都发生氧化反应

C．锌片是负极

D．两个番茄都形成原电池

【答案】C

【详解】

A、石墨和原电池正极相连做电解池的阳极，选项A错误；B、原电池中铜电极发生还原反应，右装置是电解池，铜电极上发生还原反应，选项B错误；C、装置中依据活泼性差别判断，锌为原电池负极，选项C正确；D、左装置是原电池，右装置是电解池，选项D错误；答案选C。

8．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池．①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少．据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是（　　）

A．①③②④ B．①③④② 

C．③④②① D．③①②④

【答案】B

【详解】

组成原电池时，负极金属较为活泼，

①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极，活泼性①＞②；

①③相连时，③为正极，活泼性①＞③；

②④相连时，②上有气泡逸出，应为原电池的正极，活泼性④＞②；

③④相连时，③的质量减少，③为负极，活泼性③＞④；

综上分析可知活泼性：①＞③＞④＞②；

故选B。

9．下列有关能量转换的说法正确的是

A．原电池是将电能转化为化学能的过程

B．煤燃烧是化学能转化为热能的过程

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程

【答案】B

【详解】

A．原电池是将化学能转化为电能的过程，A错误；

B．煤燃烧是化学能转化为热能的过程，B正确；

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程，C错误；

D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程，D错误；

答案选B。

10．分别按下图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中A为电流表。请回答下列问题：

(1)以下叙述中，正确的是_______________(填字母)。

A．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极

B．两烧杯中铜片表面均有气泡产生

C．两烧杯中溶液pH均增大

D．产生气泡的速度甲中比乙中慢

E．乙的外电路中电流方向Zn→Cu

F．乙溶液中向铜片方向移动

(2)变化过程中能量转化的主要形式：甲为___________；乙为______。

(3)在乙实验中，某同学发现不仅在铜片上有气泡产生，而且在锌片上也产生了气体，分析原因可能是___。

(4)在乙实验中，如果把硫酸换成硫酸铜溶液，请写出铜电极的电极反应方程式及总反应离子方程式：铜电极：____，总反应：___。当电路中转移0.25 mol电子时，消耗负极材料的质量为_____g(Zn的相对原子质量65)。

【答案】CD    )化学能转化为热能    化学能转化为电能    锌片不纯，在锌片上就形成原电池    Cu2＋＋2e－=Cu    Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu    8.125   

【详解】

(1)A.甲不能构成原电池，只有锌和稀硫酸发生氧化还原反应，乙池中能构成原电池，锌作负极，铜作正极，故A错误；

B. 甲池不能构成原电池，所以甲池中铜电极上没有气泡产生，故B错误；

C. 两烧杯中都是氢离子得电子生成氢气，锌失电子发生氧化反应，所以溶液的pH均增大，故C正确；

D. 形成原电池时，可以加快反应速率，所以产生气泡的速度甲中比乙中慢，故D正确；

E. 乙的外电路中电流方向Cu→Zn，故E错误；

F. 乙溶液中SO42−向负极Zn片方向移动，故F错误；

答案选CD；

(2)甲中不能形成原电池，所以是将化学能转变为热能，乙池能构成原电池，所以是将化学能转化为电能，故答案为：化学能转化为热能；化学能转化为电能；

(3)锌片有气泡产生说明锌片不纯，锌和锌片中的杂质构成原电池，杂质作正极，氢离子在杂质上得电子生成氢气，故答案为：锌片不纯，在锌片上就形成原电池；

(4)如果将稀硫酸换成硫酸铜溶液,则正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为：Cu2++2e−=Cu,总反应为锌置换出铜的反应即Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，负极锌失电子所以当电路中转移0.25mol电子时,消耗负极材料的质量为×65g/mol=8.125g，

故答案为：Cu2++2e−=Cu；Zn+Cu2+=Cu+Zn2+；8.125g 。

11．看图回答下列问题

（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是__________，电流表指针_______（填偏转或不偏转），两极反应式为：

正极_______________________；

负极________________________。

（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为__________（填Mg或Ａl），总反应方程式为__________。

（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如右下图所示：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：_____________________。

（4）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，电池的总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，则该电池的负极反应式为：_________________。

【答案】镁逐渐溶解，铝上有气泡冒出    偏转    正极 2H++2e=H2    负极 Mg —2 e-= Mg2+    Ａl    2Ａl +2 NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2    O2+2H2O+4e-=4OH-    CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O   

【详解】

（1）若烧杯中的溶液为硫酸溶液，则形成原电池，镁做负极，铝做正极，镁逐渐溶解，铝上有气泡冒出，导线中有电流通过，电流表指针偏转。铝做正极，是溶液中的氢离子得到电子氢气，电极反应为：2H++2e-=H2；镁做负极，镁失去电子生成镁离子，电极反应为Mg—2e-= Mg2+；

（2）若溶液中氢氧化钠溶液，只有铝与氢氧化钠反应，则铝做负极，镁做正极，总反应为铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，方程式为：2Al +2 NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑；

（3）氧气做正极，在碱性条件下得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；

（4）在碱性条件下，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以用总反应-正极反应就可以得到负极反应，即负极反应为：CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O。

12．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质是LiClO4，溶于混合有机溶剂中，金属锂离子（Li＋）通过电解质迁移入二氧化锰晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由________极流向________极（填字母）。

（2）电池的正极反应式为___________。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂________（填“是”或“否”），原因是_______。

【答案】b    a    MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO2    否    电极锂是活泼金属，能与水反应   

【详解】

在锂锰电池中，金属锂为负极（a极），电极反应式为Li－e－Li＋；二氧化锰为正极（b极），电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋LiMnO2；在其外电路中，电子由负极（a极）流向正极（b极），而电流方向则由正极（b极）流向负极（a极）；负极材料锂是活泼的金属，能与水发生反应，不能用水代替电池中的混合有机溶剂。故答案为：b ；a；MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO2；电极锂是活泼金属，能与水反应。