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选择性必修1第4章 氧化还原反应和电化学4.2原电池和化学电源课时练习
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这是一份选择性必修1第4章 氧化还原反应和电化学4.2原电池和化学电源课时练习，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
4.2原电池和化学电源同步练习-沪科版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．锌一空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是
A．该电池放电时OH-向石墨电极移动
B．电池工作时电子从负极石墨电极移向正极Zn电极
C．石墨电极上发生还原反应，电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-
D．反应前后电解质溶液KOH浓度增大
2．如图是我国发明的超大容量锂硫电池。下列说法不正确的是
A．放电时该电池中电子通过外电路，通过内电路均移向正极
B．正极的电极反应式为：
C．该电池的电解质为非水体系，通过传递形成电流
D．充电时，金属锂片上发生氧化反应
3．化学与生活息息相关。下列项目与所述化学原理关联不合理的是
选项
项目
化学原理
A
传统工艺：雕刻师用氢氟酸雕刻玻璃
HF能与SiO2反应
B
社区服务：演示用泡沫灭火器灭火
盐酸与碳酸氢钠溶液快速反应产生大量CO2
C
家务劳动：用铝粉和氢氧化钠溶液疏通厨卫管道
铝粉与NaOH溶液反应放热并产生H2
D
水果电池：以锌、铜和柠檬为原料制作水果电池
锌能与柠檬中酸性物质发生氧化还原反应
A．A B．B C．C D．D
4．某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为。有兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是
A．负极的电极反应式为
B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液电极b
C．在电池工作过程中，溶液中的向a极移动
D．当电路中通过电子时，参加反应的为
5．一种电化学装置的工作原理：首先，太阳能转化为电能，先对碱性镍铁二次电池充电，实现电能储存；当镍铁电池充电完成后，过剩的电能再接着用于电解水，实现氢能储存。下列说法不正确的是
A．镍铁电池充电时，从B电极移向A电极
B．镍铁电池充电完成后，继续通电所产生的气体I为
C．镍铁电池放电时，理论上每消耗0.1molNiOOH，则Fe失去电子数为
D．镍铁电池放电时，正极反应为：
6．X、Y、Z、M四种金属，已知Y可以从M的盐溶液中置换出M；X和Z作原电池电极时，X为正极；Y和Z的离子共存于电解液中，电解时Z离子先放电；X和M构成的原电池中，X的质量减少，M的质量增加。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．Y>Z>X>M B．X>Y>Z>M C．Z>Y>X>M D．Y>Z>M>X
7．利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法错误的是
A．电流方向：B电极→用电器→A电极
B．B电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
C．A电极反应式为：-4e-→+4H+
D．若有机物为葡萄糖C6H12O6，处理0.25mol时，会有6molH+透过质子交换膜迁移
8．铜—锌原电池的工作原理示意图如图，下列说法正确的是
A．R电极的材料为锌
B．电池工作时，溶液中的H+向P电极移动
C．电池工作时，电解质溶液的pH逐渐增大
D．P电极上的电极反应式：Cu-2e- =Cu2+
9．以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是
A．该电池工作时能量由化学能转化为电能
B．A极为电池正极，发生氧化反应
C．负极的电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D．该电池的总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O
10．如图为甲烷燃料电池示燱图。其电池反应方程式为：，下列说法正确的是
A．a作正极
B．b电极上，发生氧化反应
C．电池工作时，电子由a电极经过电解质溶液移向b电极
D．正极的电极反应为：
二、填空题
11．野外焊接钢轨的原理如图所示
(1)写出铝粉参加反应的化学方程式： ，该反应的混合物称为： 。铝能用于冶炼难熔金属，是因为：①铝还原性强，②
(2)反应所得块状熔融物中很可能含有金属铝，能证明含金属铝的化学试剂为：
(3)能说明Fe粉与S粉的反应是放热反应的实验现象是：
(4)原电池是把 能转化为 能的装置。
铜-锌稀硫酸原电池的总反应的离子反应方程式为 ；
正极的电极反应式： ；
相关判断正确的是 ；
A．质量减轻的电极是正极 B．发生还原反应的是负极
C．锌电极是负极 D．电子从铜片流出
12．回答下列问题
(1)下列过程中属于吸热反应的是 。
①灼热的木炭中通入CO2 ②碘升华 ③石灰石受热分解 ④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ ⑥CH4+2O2CO2+2H2O ⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑ ⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
(2)已知14g乙烯完全燃烧应生成CO2(g)和H2O(l)放出放出的热量是705.5kJ的热量， 请写出乙烯燃烧的热化学方程式是： 。
(3)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOX等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是 。若反应生成2molNO气体(“吸收”或“放出”) 热量。
(4)如果将燃料燃烧设计成燃料电池就可避免NOX的生成，某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；当外电路通过0.4mol的电子时，消耗O2的体积 L(标况下)。
②假设使用的“燃料”是甲烷(CH4)，a极的电极反应式为 。
13．化学电源在生产生活中有广泛用途。
(1)用图所示装置研究原电池原理。下列叙述错误的是_______。
A．Cu棒和Zn棒用导线连接时，铜棒上有气泡逸出
B．Cu棒和Zn棒不连接时，锌棒上有气泡逸出
C．无论Cu棒和Zn棒是否用导线连接，装置中所涉及的总反应都相同
D．无论Cu棒和Zn棒是否用导线连接，装置都是把化学能转化为电能
(2)已知甲醇的化学式为，甲醇的燃烧热，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，正极的电极反应式为 。
(3)理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为 (用小数表示，保留3位小数。燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
(4)氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括_______。
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
(5)关于铅蓄电池的说法正确的是_______。
A．在放电时，正极发生的反应是
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是
(6)关于锂电池的叙述正确的是_______。
A．电能转化为化学能 B．电容量大，质量轻
C．不可循环充电使用 D．废旧锂电池是干垃圾
14．为了实现“碳中和”的目的，科学家积极探索减少的排放水平，并通过新技术对进行综合利用。
(1)是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，与经催化重整，制得合成气： ，已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C＝O
H—H
键能
413
745
436
1075
写出的电子式 ；则该反应的 。
(2)工业废气中的可用碱液吸收，所发生的反应如下：
，
，
则：
①的 （用含a、b的代数式表示）。
②标况下，与足量的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为 kJ（用含a或b的代数式表示）。
(3)以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，但同时会释放，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
①电极A为 （填“正”“负”）极；甲醇在电极B上发生的反应式为 。
②该电池正常工作一段时间，当电池中有60mol电子转移时，会产生 g。
15．I．在2L的恒容密闭容器中充入1mol CO和2molH2， 一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH (g)，测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡，以H2表示的反应的平均反应速率v(H2)= 。外界条件不变时，随着反应的进行，该反应的化学反应速率逐渐减小的原因可能是 (填字母)。
A．温度减低 B．压强降低，
C．CO的浓度减小 D．CH3OH 的浓度增大
(2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________
A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内消耗2mol H2的同时生成lmol CH3OH
(3)平衡时H2的转化率为 ，平衡时与起始时容器内的压强比为 ；
(4)已知断开1mol CO(g)和2mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ，则断开lmol CH3OH(g)中的化学键共需要吸收 kJ的能量。
Ⅱ．电能是现代社会应用最广泛的能源之一
(5)关于图I所示装置的说法中，正确的是 。
a．负极反应是Zn－2e－=Zn2+
b．电子由Zn片通过导线流向Cu片
c．一段时间后，溶液酸性增强
d．溶液中的H+向Cu片移动
(6)图I所示原电池中，当Cu表面析出4.48L氢气(标准状况)时，导线中通过的电子的物质的量为 mol。
(7)图Ⅱ所示装置为电化学气级传感器，通过电压表示数可测量环境中NH3的含量。电极b是 。(填“正”或“负”)极：电极a上发生的电极反应为 。
16．回答下列问题：
(1)从能量的角度看，断开化学键要 能量(填“吸收”或“释放”，下同)，形成化学键要 能量。化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。当反应物的总能量高于生成物时，该反应为 反应。
(2)纯净的锌与稀H2SO4反应制氢气，反应速率较小。为了增大反应速率，可以向稀硫酸中加入少量某盐，该盐是 ，能增大化学反应速率的原因是 。
(3)乙醇是重要的化学试剂。完成以下问题：
a.乙醇分子中的官能团名称： 。
b.乙醇与金属钠反应的化学方程式： 。
c.乙醇在空气中完全燃烧的化学方程式： 。
d.乙醇在铜作催化剂条件下被氧气氧化为乙醛化学方程式： 。
17．生产生活中排放的废气废水有一定量的氮氧化物、氨氮等，必须通过处理后达到国家规定的排放标准再排放。
Ⅰ．科学家利用催化技术处理汽车尾气中的，以减少对环境的污染，其化学方程式为：。在某温度下用气体传感器测得不同时间的和浓度。
如表：
时间
0
1
2
3
4
5
1.0
0.45
0.25
0.15
0.10
0.10
3.6
3.05
2.85
2.75
2.7
2.7
请回答下列问题：
(1)前内的平均反应速率 。
(2)假设反应在恒温恒容密闭容器中进行，下列说法正确的是___________。
A．选用更高效的催化剂有利于提高反应速率
B．向容器中通入足量的，可使完全转化为
C．单位时间内消耗和的物质的量相等时，反应达到平衡状态
D．容器的气体密度不变时，反应达到平衡状态
Ⅱ．利用也能够还原氮氧化物实现氮污染的治理。将烟气与的混合气体通与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。
(3)时，参与的离子方程式为 。
(4)若该过程中，每转移电子消耗氮氧化物，则x为 。
Ⅲ．可用原电池原理处理酸性废水中的中，废水中的在水处理剂表面的变化如图所示：
(5)纳米铁粉是该电池的 (填“正极”或“负极”)。
(6)该电池正极上的电极反应式为 。
(7)研究发现，废水中溶解氧会对的去除产生一定影响。在初始初始浓度、纳米铁粉与硝酸盐质量比均一定的条件下，有氧与无氧条件下的去除率随反应时间的变化如图所示。时，有氧条件下去除率低于无氧条件下，其可能的原因是 。
18．A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为 ，Sn极附近溶液的 pH(填“增大”、“减小”或“不变”) 。
②C中总反应离子方程式为 ，比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是 。
19．2022年12月4日神舟十四号载人飞船成功返回地面，圆满完成飞行任务。载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。
(1)氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水，由图示的电子转移方向判断Y气体是 ，OH-向 (填“正”或“负”)极作定向移动，负极的电极反应式为 。
(2)我国“神舟”飞船的电源系统有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池等。
①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板的能量转化形式是： 能转化为电能等。
②镉镍蓄电池的工作原理为：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池为飞船供电，此时在正极反应的物质是 ，负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
③应急电池在紧急状况下会自动启动，工作原理为Zn+A2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，工作时，当消耗32.5gZn时，理论上外电路转移的电子数目为 。
20．生活中，形式多样化的电池，满足不同的市场需求。图中是几种不同类型的原电池装置。
(1)某实验小组设计了如图甲所示装置：a为铝棒，b为镁棒。
①若容器中盛有NaOH溶液，a极为 (填“正极”或“负极)：a极的电极反应式是 。
②若容器中盛有浓硫酸，b极的电极反应式是 ，导线中电子的流动方向是 (填“a→b”或“b→a”)。
(2)铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图乙所示，按要求回答下列问题：
①负极材料是 ，负极的电极反应式是
②工作时，电解质溶液中硫酸的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③当铅酸蓄电池向外电路提供时，理论上负极板的质量增加 g。
(3)如图丙是甲烷空气燃料电池的结构示意图。放电时甲醇应从 处通入(填“a”或“b”)，电池内部H+向 (填“左”或“右”)移动，正极的电极反应式为 ；若a极通入H2，请写出负极的电极反应式 。
三、实验题
21．为验证化学反应“2Fe3++2I-=2Fe2++I2”是可逆反应，并探究平衡移动与物质的浓度、性质的关系，甲、乙两同学进行如下实验。
已知：a.含I2的溶液呈黄色或棕黄色。
b.利用色度计可测定溶液的透光率，通常溶液颜色越深，透光率数值越小。
I.甲同学设计下列实验进行相关探究，实验如图1所示。
回答下列问题：
(1)甲同学利用实验②中ⅰ和ⅱ证明Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，实验ⅰ中的现象是 ，实验ⅱ中a是 (填化学式)溶液。
(2)用离子方程式表示实验②ⅲ中产生黄色沉淀的原因 。
II.乙同学：利用色度计对Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应进行再次探究。
【实验过程】
序号
实验步骤1
实验步骤2
实验③
将盛有2mL蒸馏水的比色皿放入色度计的槽孔中
向比色皿中逐滴滴入5滴(每滴约0.025mL)0.05mol•L-1Fe2(SO4)3溶液，同时采集溶液的透光率数据
实验④
将盛有2mL0.1mol•L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中
同上
实验⑤
将盛有2mL0.2mol•L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中
同上
实验中溶液的透光率数据变化如图2所示。
回答下列问题：
(3)乙同学实验③的目的是 。
(4)乙同学通过透光率变化推断：FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应.理由是 。
(5)乙同学根据氧化还原反应的规律，用图3装置(a、b均为石墨电极)，探究化学平衡移动与I-、Fe2+的浓度及还原性强弱关系，操作过程如图：
①K闭合时，电流计指针向右偏转，乙同学得出结论：2Fe3++2I-2Fe2++I2向正反应方向进行，b作 (填“正”或“负”)极，还原性I-＞Fe2+。
②当指针归零(反应达到平衡)后，向U型管右管滴加0.1mol•L-1FeSO4溶液，电流计指针向左偏转，由此得出还原性为Fe2+ I-(填“>”或“<”)。
(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程，可得出结论：2Fe3++2I-=2Fe2++I2为可逆反应，改变条件可使平衡移动；Fe3+和I2的氧化性强弱受 影响。
22．某同学分析Zn与稀H2SO4的反应。
(1)该反应的离子方程式是 。
(2)制H2时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是 。
(3)已知：Zn(s)+O2(g)=ZnO(s) △H=-332kJ/mol
ZnO(s)+ H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+ H2O(l) △H=-112kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol
则Zn与稀H2SO4反应生成1mol H2时的反应热△H= kJ/mol。
(4)该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素。
实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1 分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：
1分钟水滴数(断开K)
34
59
86
117
…
102
1分钟水滴数(闭合K)
58
81
112
139
…
78
分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58>34、81>59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率 (填“快”或“慢”)，主要原因是 。
②由水滴数102>78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是 。
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86>81、117>112的主要原因是 。
23．原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。
某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。
根据所学知识，完成下列各题：
(1)装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 ，Cu电极上的现象是 。请简述确定Cu电极没有参与反应的实验依据或方案 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 ；“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2mol电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为 。
(5)该小组同学由此得出的结论错误的是_______。(多选)
A．任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B．装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C．原电池的负极发生还原反应
D．原电池装置中化学能全部转化为电能
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．C
5．C
6．A
7．C
8．C
9．B
10．D
11．(1) 2Al + Fe2O32Fe + Al2O3 铝热剂 在冶炼反应中放出大量热
(2)氢氧化钠溶液
(3)混合粉末保持红热
(4) 化学 电 2H++Zn=Zn2++H2↑ 2H++2e-=H2↑ C
12．(1)①③⑦⑧
(2)
(3) N2 吸收
(4) B 2.24 CH4-8e-+10OH-=+7H2O
13．(1)D
(2)
(3)0.966
(4)A
(5)B
(6)B
14．(1)
(2)
(3) 正 440
15．(1) 0.25mol/(L•min) C
(2)C
(3) 75% 1:2
(4)2052.8
(5)abd
(6)0.4
(7) 正 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
16．(1) 吸收 释放 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 放热
(2) CuSO4 形成铜锌硫酸原电池加快反应速率
(3) 羟基 2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2 C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O
17．(1)
(2)AC
(3)
(4)1.5
(5)负极
(6)
(7)时，在有氧条件下，也具有氧化性，会反应消耗纳米铁粉，导致与发生反应的纳米量减小，因而使子去除率低于无氧条件
18． 2H++2e-=H2↑ 增大 Zn+2H+=Zn2++H2 ↑ B>A>C
19．(1) O2或氧气 负 H2-2e-+2OH-=2H2O
(2) 太阳或光 NiOOH 减弱 NA
20．(1) 负 b→a
(2) 负极 减小 96
(3) a 右 O2+4e-+4H+=2H2O H2-2e-=2H+
21．(1) 溶液变蓝 KSCN
(2)Ag++I-=AgI↓
(3)排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰
(4)溶液的透光率不再随时间改变后，实验⑤的溶液透光率低于实验④，说明实验④中虽然KI过量但仍有未反应的Fe3+
(5) 正 ＞
(6)浓度
22．(1)Zn+2H＋=Zn2＋+H2↑
(2)浓H2SO4和金属单质反应，不生成H2，而是生成SO2
(3)-158
(4) 快 闭合K时，A中会形成原电池，使反应速率加快 断开K在闭合K之前，所以相对应的反应物浓度更大，反应速率更大 反应过程放热，化学能转化为热能，温度升高；闭合K，形成原电池，化学能主要转化为电能，温度升高使反应速率加快的程度更大
23．(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生 反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2) 电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu) H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9g
(5)BCD
4.2原电池和化学电源同步练习-沪科版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．锌一空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是
A．该电池放电时OH-向石墨电极移动
B．电池工作时电子从负极石墨电极移向正极Zn电极
C．石墨电极上发生还原反应，电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-
D．反应前后电解质溶液KOH浓度增大
2．如图是我国发明的超大容量锂硫电池。下列说法不正确的是
A．放电时该电池中电子通过外电路，通过内电路均移向正极
B．正极的电极反应式为：
C．该电池的电解质为非水体系，通过传递形成电流
D．充电时，金属锂片上发生氧化反应
3．化学与生活息息相关。下列项目与所述化学原理关联不合理的是
选项
项目
化学原理
A
传统工艺：雕刻师用氢氟酸雕刻玻璃
HF能与SiO2反应
B
社区服务：演示用泡沫灭火器灭火
盐酸与碳酸氢钠溶液快速反应产生大量CO2
C
家务劳动：用铝粉和氢氧化钠溶液疏通厨卫管道
铝粉与NaOH溶液反应放热并产生H2
D
水果电池：以锌、铜和柠檬为原料制作水果电池
锌能与柠檬中酸性物质发生氧化还原反应
A．A B．B C．C D．D
4．某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为。有兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是
A．负极的电极反应式为
B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液电极b
C．在电池工作过程中，溶液中的向a极移动
D．当电路中通过电子时，参加反应的为
5．一种电化学装置的工作原理：首先，太阳能转化为电能，先对碱性镍铁二次电池充电，实现电能储存；当镍铁电池充电完成后，过剩的电能再接着用于电解水，实现氢能储存。下列说法不正确的是
A．镍铁电池充电时，从B电极移向A电极
B．镍铁电池充电完成后，继续通电所产生的气体I为
C．镍铁电池放电时，理论上每消耗0.1molNiOOH，则Fe失去电子数为
D．镍铁电池放电时，正极反应为：
6．X、Y、Z、M四种金属，已知Y可以从M的盐溶液中置换出M；X和Z作原电池电极时，X为正极；Y和Z的离子共存于电解液中，电解时Z离子先放电；X和M构成的原电池中，X的质量减少，M的质量增加。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．Y>Z>X>M B．X>Y>Z>M C．Z>Y>X>M D．Y>Z>M>X
7．利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法错误的是
A．电流方向：B电极→用电器→A电极
B．B电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
C．A电极反应式为：-4e-→+4H+
D．若有机物为葡萄糖C6H12O6，处理0.25mol时，会有6molH+透过质子交换膜迁移
8．铜—锌原电池的工作原理示意图如图，下列说法正确的是
A．R电极的材料为锌
B．电池工作时，溶液中的H+向P电极移动
C．电池工作时，电解质溶液的pH逐渐增大
D．P电极上的电极反应式：Cu-2e- =Cu2+
9．以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是
A．该电池工作时能量由化学能转化为电能
B．A极为电池正极，发生氧化反应
C．负极的电极反应式为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
D．该电池的总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O
10．如图为甲烷燃料电池示燱图。其电池反应方程式为：，下列说法正确的是
A．a作正极
B．b电极上，发生氧化反应
C．电池工作时，电子由a电极经过电解质溶液移向b电极
D．正极的电极反应为：
二、填空题
11．野外焊接钢轨的原理如图所示
(1)写出铝粉参加反应的化学方程式： ，该反应的混合物称为： 。铝能用于冶炼难熔金属，是因为：①铝还原性强，②
(2)反应所得块状熔融物中很可能含有金属铝，能证明含金属铝的化学试剂为：
(3)能说明Fe粉与S粉的反应是放热反应的实验现象是：
(4)原电池是把 能转化为 能的装置。
铜-锌稀硫酸原电池的总反应的离子反应方程式为 ；
正极的电极反应式： ；
相关判断正确的是 ；
A．质量减轻的电极是正极 B．发生还原反应的是负极
C．锌电极是负极 D．电子从铜片流出
12．回答下列问题
(1)下列过程中属于吸热反应的是 。
①灼热的木炭中通入CO2 ②碘升华 ③石灰石受热分解 ④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ ⑥CH4+2O2CO2+2H2O ⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑ ⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
(2)已知14g乙烯完全燃烧应生成CO2(g)和H2O(l)放出放出的热量是705.5kJ的热量， 请写出乙烯燃烧的热化学方程式是： 。
(3)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOX等污染大气，其中生成NO的能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是 。若反应生成2molNO气体(“吸收”或“放出”) 热量。
(4)如果将燃料燃烧设计成燃料电池就可避免NOX的生成，某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；当外电路通过0.4mol的电子时，消耗O2的体积 L(标况下)。
②假设使用的“燃料”是甲烷(CH4)，a极的电极反应式为 。
13．化学电源在生产生活中有广泛用途。
(1)用图所示装置研究原电池原理。下列叙述错误的是_______。
A．Cu棒和Zn棒用导线连接时，铜棒上有气泡逸出
B．Cu棒和Zn棒不连接时，锌棒上有气泡逸出
C．无论Cu棒和Zn棒是否用导线连接，装置中所涉及的总反应都相同
D．无论Cu棒和Zn棒是否用导线连接，装置都是把化学能转化为电能
(2)已知甲醇的化学式为，甲醇的燃烧热，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，正极的电极反应式为 。
(3)理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为 (用小数表示，保留3位小数。燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
(4)氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括_______。
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
(5)关于铅蓄电池的说法正确的是_______。
A．在放电时，正极发生的反应是
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是
(6)关于锂电池的叙述正确的是_______。
A．电能转化为化学能 B．电容量大，质量轻
C．不可循环充电使用 D．废旧锂电池是干垃圾
14．为了实现“碳中和”的目的，科学家积极探索减少的排放水平，并通过新技术对进行综合利用。
(1)是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，与经催化重整，制得合成气： ，已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C＝O
H—H
键能
413
745
436
1075
写出的电子式 ；则该反应的 。
(2)工业废气中的可用碱液吸收，所发生的反应如下：
，
，
则：
①的 （用含a、b的代数式表示）。
②标况下，与足量的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为 kJ（用含a或b的代数式表示）。
(3)以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，但同时会释放，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
①电极A为 （填“正”“负”）极；甲醇在电极B上发生的反应式为 。
②该电池正常工作一段时间，当电池中有60mol电子转移时，会产生 g。
15．I．在2L的恒容密闭容器中充入1mol CO和2molH2， 一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH (g)，测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡，以H2表示的反应的平均反应速率v(H2)= 。外界条件不变时，随着反应的进行，该反应的化学反应速率逐渐减小的原因可能是 (填字母)。
A．温度减低 B．压强降低，
C．CO的浓度减小 D．CH3OH 的浓度增大
(2)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________
A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内消耗2mol H2的同时生成lmol CH3OH
(3)平衡时H2的转化率为 ，平衡时与起始时容器内的压强比为 ；
(4)已知断开1mol CO(g)和2mol H2(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ，则断开lmol CH3OH(g)中的化学键共需要吸收 kJ的能量。
Ⅱ．电能是现代社会应用最广泛的能源之一
(5)关于图I所示装置的说法中，正确的是 。
a．负极反应是Zn－2e－=Zn2+
b．电子由Zn片通过导线流向Cu片
c．一段时间后，溶液酸性增强
d．溶液中的H+向Cu片移动
(6)图I所示原电池中，当Cu表面析出4.48L氢气(标准状况)时，导线中通过的电子的物质的量为 mol。
(7)图Ⅱ所示装置为电化学气级传感器，通过电压表示数可测量环境中NH3的含量。电极b是 。(填“正”或“负”)极：电极a上发生的电极反应为 。
16．回答下列问题：
(1)从能量的角度看，断开化学键要 能量(填“吸收”或“释放”，下同)，形成化学键要 能量。化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。当反应物的总能量高于生成物时，该反应为 反应。
(2)纯净的锌与稀H2SO4反应制氢气，反应速率较小。为了增大反应速率，可以向稀硫酸中加入少量某盐，该盐是 ，能增大化学反应速率的原因是 。
(3)乙醇是重要的化学试剂。完成以下问题：
a.乙醇分子中的官能团名称： 。
b.乙醇与金属钠反应的化学方程式： 。
c.乙醇在空气中完全燃烧的化学方程式： 。
d.乙醇在铜作催化剂条件下被氧气氧化为乙醛化学方程式： 。
17．生产生活中排放的废气废水有一定量的氮氧化物、氨氮等，必须通过处理后达到国家规定的排放标准再排放。
Ⅰ．科学家利用催化技术处理汽车尾气中的，以减少对环境的污染，其化学方程式为：。在某温度下用气体传感器测得不同时间的和浓度。
如表：
时间
0
1
2
3
4
5
1.0
0.45
0.25
0.15
0.10
0.10
3.6
3.05
2.85
2.75
2.7
2.7
请回答下列问题：
(1)前内的平均反应速率 。
(2)假设反应在恒温恒容密闭容器中进行，下列说法正确的是___________。
A．选用更高效的催化剂有利于提高反应速率
B．向容器中通入足量的，可使完全转化为
C．单位时间内消耗和的物质的量相等时，反应达到平衡状态
D．容器的气体密度不变时，反应达到平衡状态
Ⅱ．利用也能够还原氮氧化物实现氮污染的治理。将烟气与的混合气体通与的混合溶液中实现无害化处理，其转化过程如图所示。
(3)时，参与的离子方程式为 。
(4)若该过程中，每转移电子消耗氮氧化物，则x为 。
Ⅲ．可用原电池原理处理酸性废水中的中，废水中的在水处理剂表面的变化如图所示：
(5)纳米铁粉是该电池的 (填“正极”或“负极”)。
(6)该电池正极上的电极反应式为 。
(7)研究发现，废水中溶解氧会对的去除产生一定影响。在初始初始浓度、纳米铁粉与硝酸盐质量比均一定的条件下，有氧与无氧条件下的去除率随反应时间的变化如图所示。时，有氧条件下去除率低于无氧条件下，其可能的原因是 。
18．A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为 ，Sn极附近溶液的 pH(填“增大”、“减小”或“不变”) 。
②C中总反应离子方程式为 ，比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是 。
19．2022年12月4日神舟十四号载人飞船成功返回地面，圆满完成飞行任务。载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。
(1)氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水，由图示的电子转移方向判断Y气体是 ，OH-向 (填“正”或“负”)极作定向移动，负极的电极反应式为 。
(2)我国“神舟”飞船的电源系统有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池等。
①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板的能量转化形式是： 能转化为电能等。
②镉镍蓄电池的工作原理为：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池为飞船供电，此时在正极反应的物质是 ，负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
③应急电池在紧急状况下会自动启动，工作原理为Zn+A2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，工作时，当消耗32.5gZn时，理论上外电路转移的电子数目为 。
20．生活中，形式多样化的电池，满足不同的市场需求。图中是几种不同类型的原电池装置。
(1)某实验小组设计了如图甲所示装置：a为铝棒，b为镁棒。
①若容器中盛有NaOH溶液，a极为 (填“正极”或“负极)：a极的电极反应式是 。
②若容器中盛有浓硫酸，b极的电极反应式是 ，导线中电子的流动方向是 (填“a→b”或“b→a”)。
(2)铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图乙所示，按要求回答下列问题：
①负极材料是 ，负极的电极反应式是
②工作时，电解质溶液中硫酸的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③当铅酸蓄电池向外电路提供时，理论上负极板的质量增加 g。
(3)如图丙是甲烷空气燃料电池的结构示意图。放电时甲醇应从 处通入(填“a”或“b”)，电池内部H+向 (填“左”或“右”)移动，正极的电极反应式为 ；若a极通入H2，请写出负极的电极反应式 。
三、实验题
21．为验证化学反应“2Fe3++2I-=2Fe2++I2”是可逆反应，并探究平衡移动与物质的浓度、性质的关系，甲、乙两同学进行如下实验。
已知：a.含I2的溶液呈黄色或棕黄色。
b.利用色度计可测定溶液的透光率，通常溶液颜色越深，透光率数值越小。
I.甲同学设计下列实验进行相关探究，实验如图1所示。
回答下列问题：
(1)甲同学利用实验②中ⅰ和ⅱ证明Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，实验ⅰ中的现象是 ，实验ⅱ中a是 (填化学式)溶液。
(2)用离子方程式表示实验②ⅲ中产生黄色沉淀的原因 。
II.乙同学：利用色度计对Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应进行再次探究。
【实验过程】
序号
实验步骤1
实验步骤2
实验③
将盛有2mL蒸馏水的比色皿放入色度计的槽孔中
向比色皿中逐滴滴入5滴(每滴约0.025mL)0.05mol•L-1Fe2(SO4)3溶液，同时采集溶液的透光率数据
实验④
将盛有2mL0.1mol•L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中
同上
实验⑤
将盛有2mL0.2mol•L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中
同上
实验中溶液的透光率数据变化如图2所示。
回答下列问题：
(3)乙同学实验③的目的是 。
(4)乙同学通过透光率变化推断：FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应.理由是 。
(5)乙同学根据氧化还原反应的规律，用图3装置(a、b均为石墨电极)，探究化学平衡移动与I-、Fe2+的浓度及还原性强弱关系，操作过程如图：
①K闭合时，电流计指针向右偏转，乙同学得出结论：2Fe3++2I-2Fe2++I2向正反应方向进行，b作 (填“正”或“负”)极，还原性I-＞Fe2+。
②当指针归零(反应达到平衡)后，向U型管右管滴加0.1mol•L-1FeSO4溶液，电流计指针向左偏转，由此得出还原性为Fe2+ I-(填“>”或“<”)。
(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程，可得出结论：2Fe3++2I-=2Fe2++I2为可逆反应，改变条件可使平衡移动；Fe3+和I2的氧化性强弱受 影响。
22．某同学分析Zn与稀H2SO4的反应。
(1)该反应的离子方程式是 。
(2)制H2时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是 。
(3)已知：Zn(s)+O2(g)=ZnO(s) △H=-332kJ/mol
ZnO(s)+ H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+ H2O(l) △H=-112kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol
则Zn与稀H2SO4反应生成1mol H2时的反应热△H= kJ/mol。
(4)该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素。
实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1 分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：
1分钟水滴数(断开K)
34
59
86
117
…
102
1分钟水滴数(闭合K)
58
81
112
139
…
78
分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58>34、81>59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率 (填“快”或“慢”)，主要原因是 。
②由水滴数102>78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是 。
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86>81、117>112的主要原因是 。
23．原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。
某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。
根据所学知识，完成下列各题：
(1)装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 ，Cu电极上的现象是 。请简述确定Cu电极没有参与反应的实验依据或方案 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 ；“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2mol电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为 。
(5)该小组同学由此得出的结论错误的是_______。(多选)
A．任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B．装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C．原电池的负极发生还原反应
D．原电池装置中化学能全部转化为电能
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．C
5．C
6．A
7．C
8．C
9．B
10．D
11．(1) 2Al + Fe2O32Fe + Al2O3 铝热剂 在冶炼反应中放出大量热
(2)氢氧化钠溶液
(3)混合粉末保持红热
(4) 化学 电 2H++Zn=Zn2++H2↑ 2H++2e-=H2↑ C
12．(1)①③⑦⑧
(2)
(3) N2 吸收
(4) B 2.24 CH4-8e-+10OH-=+7H2O
13．(1)D
(2)
(3)0.966
(4)A
(5)B
(6)B
14．(1)
(2)
(3) 正 440
15．(1) 0.25mol/(L•min) C
(2)C
(3) 75% 1:2
(4)2052.8
(5)abd
(6)0.4
(7) 正 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
16．(1) 吸收 释放 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 放热
(2) CuSO4 形成铜锌硫酸原电池加快反应速率
(3) 羟基 2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2 C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O
17．(1)
(2)AC
(3)
(4)1.5
(5)负极
(6)
(7)时，在有氧条件下，也具有氧化性，会反应消耗纳米铁粉，导致与发生反应的纳米量减小，因而使子去除率低于无氧条件
18． 2H++2e-=H2↑ 增大 Zn+2H+=Zn2++H2 ↑ B>A>C
19．(1) O2或氧气 负 H2-2e-+2OH-=2H2O
(2) 太阳或光 NiOOH 减弱 NA
20．(1) 负 b→a
(2) 负极 减小 96
(3) a 右 O2+4e-+4H+=2H2O H2-2e-=2H+
21．(1) 溶液变蓝 KSCN
(2)Ag++I-=AgI↓
(3)排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰
(4)溶液的透光率不再随时间改变后，实验⑤的溶液透光率低于实验④，说明实验④中虽然KI过量但仍有未反应的Fe3+
(5) 正 ＞
(6)浓度
22．(1)Zn+2H＋=Zn2＋+H2↑
(2)浓H2SO4和金属单质反应，不生成H2，而是生成SO2
(3)-158
(4) 快 闭合K时，A中会形成原电池，使反应速率加快 断开K在闭合K之前，所以相对应的反应物浓度更大，反应速率更大 反应过程放热，化学能转化为热能，温度升高；闭合K，形成原电池，化学能主要转化为电能，温度升高使反应速率加快的程度更大
23．(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生 反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2) 电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu) H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9g
(5)BCD
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