化学化学反应与能量变化第2课时一课一练

这是一份化学化学反应与能量变化第2课时一课一练，共10页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2025·黑龙江普通高中学业水平合格考)某同学制作的水果电池如图所示,下列说法错误的是( )
A.该装置将电能转化为化学能
B.可选择铜片和锌片作为该水果电池的两极
C.该电池发生的化学反应属于氧化还原反应
D.该电池中水果的作用是提供电解质溶液,形成闭合回路
2.(2024·安徽普通高中学业水平合格考)某化学兴趣小组制作的纸电池如图所示。该电池工作时,下列说法错误的是( )
A.铜片上发生氧化反应
B.该装置将化学能转化为电能
C.电子从锌片经灯泡流向铜片
D.负极的电极反应为Zn-2e-Zn2+
3.(2025·湖南永州高一检测)教师在课堂上通过以下装置对原电池的工作原理和形成条件开展了实验探究,结合探究判断下列说法错误的是( )
A.装置①②③的能量主要转化形式相同
B.装置②能形成原电池,负极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+
C.装置②③对比实验的目的是:探究原电池电极材料应满足的条件
D.对比①②中Cu片上是否有气泡,可预测②中电流表指针会偏转
4.(2025·辽宁沈阳市郊联体高一联考)将a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极,则这四种金属活动性由大到小的顺序为( )
A.a>b>c>dB.a>c>d>b
C.c>a>b>dD.b>d>c>a
5.(2025·山西吕梁高一检测)利用反应2Fe3++Fe3Fe2+设计一个原电池,下列装置示意图正确的是( )
6.燃料电池是一类重要的电池,某金属-空气燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.金属电极可以是活泼金属Na、Li等
B.向该装置中注入海水就会有电流产生
C.若有22.4 L(标准状况)空气参加反应,流经电解质溶液的电子为0.8 ml
D.电解质溶液中阳离子移向金属电极
7.(2024·江苏普通高中学业水平合格考)某柔性电池的结构如图所示,其中Zn作电池的负极,MnO2作正极。下列关于该电池工作时的说法不正确的是( )
A.Zn逐渐被消耗
B.MnO2失去电子
C.离子通过电解质膜进行迁移
D.化学能转化为电能
8.二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保“三位一体”的结合,其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.正极的电极反应式为SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+
B.该燃料电池发生的是非氧化还原反应
C.电流的流动方向为从电极A→导线→电极B
D.标准状况下,若有22.4 L SO2反应,则转移了2 ml电子
9.甲烷燃料电池是以某固体氧化物为电解质,O2-可在固体氧化物电解质中自由移动,工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.电池工作过程中主要将化学能转化为电能
B.a极为负极,发生氧化反应
C.电子由电极a通过外电路流向电极b
D.当电极a上消耗1 ml CH4时,电极b上有1 ml O2被还原
10.(2025·四川绵阳高一检测)如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是( )
A.X电极上发生的是还原反应
B.若两电极分别为Zn和Fe,则X电极为Fe,Y电极为Zn
C.SO42-移向X电极
D.电子流动方向为:X电极→外电路→Y电极→电解质溶液→X电极
11.(2025·湖北部分示范高中高一联考)某化学兴趣小组为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,实验结果记录如下表:
下列说法不正确的是( )
A.实验①中负极的电极反应式:Mg-2e-Mg2+
B.实验②中负极的电极反应式:Al-3e-Al3+
C.实验①中将Mg换成Fe,电流表指针偏向Fe
D.原电池中相对活泼的金属可能作正极
12.(2025·江苏徐州高一检测)硅锰原电池是一种新型电池,因其供电稳定,原材料储存量丰富而备受关注,其工作原理如图所示(其中质子交换膜只允许H+通过),下列说法正确的是( )
A.Si@C电极为正极,失去电子
B.H+从右侧溶液经过质子交换膜进入左侧溶液
C.MnO2电极的电极反应式为MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O
D.电流从Si@C电极经过外电路流向MnO2电极
13.(2025·江西上饶高一检测)过氧化氢浓度差电池是一种新型原电池,其工作原理如图所示,其中电极材料均为石墨,阴离子交换膜只允许SO42-通过,工作时两极室均无气体生成。下列说法错误的是( )
A.电极a为负极
B.工作时乙室溶液pH减小
C.反应之前过氧化氢的浓度:乙室>甲室
D.每转移1 ml e-时甲室质量增加48 g
14.某化学兴趣小组探索原电池的工作原理,下列分析错误的是( )
二、非选择题
15.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。如图是一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液。总反应为Ag2O+ZnZnO+2Ag,其中一个电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。
(1)正极材料为 。
(2)写出另一电极的电极反应式: 。
(3)在电池使用的过程中,电解质溶液中KOH的物质的量怎样变化? (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)当电池通过电路对外提供了1 ml电子时,消耗负极的质量为 。
(5)利用反应:Fe+2Fe3+3Fe2+,选择适当的材料和试剂设计一个原电池。
①请在下图中,标出电极名称、电极材料和电解质溶液。
②正极反应式: 。
③电解质溶液中,阳离子向 (填“正极”或“负极”)移动。
16.某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,在常温下,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“是”或“否”)。
(2)由实验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中电流表指针偏向铝的原因: ________________ 。
(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: _________________________ 。
标准答案：
一、单选题
1.A 解析 水果电池属于原电池,将化学能转化为电能,A错误;结合原电池的构成要素分析,可选择铜片和锌片作为该水果电池的两极,水果的作用是提供电解质溶液,形成闭合回路,B、D正确;原电池是基于氧化还原反应中的电子转移而设计的装置,故该电池发生的化学反应属于氧化还原反应,C正确。
2.A 解析 铜片是正极,电解质溶液中氢离子在铜片上得电子生成氢气,发生还原反应,A错误;该装置是原电池,在原电池中化学能主要转化为电能,B正确;锌片作负极,铜片作正极,电子从锌片经灯泡流向铜片,C正确;锌作负极,在负极上锌失去电子生成锌离子,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,D正确。
3.A 解析 装置①③中化学能转化为热能,而装置②中化学能转化为电能,A错误;装置②满足形成原电池的条件,锌作负极,发生氧化反应,锌失去电子生成Zn2+,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,B正确;装置②中锌、铜在稀硫酸中构成原电池,装置③中两电极都是锌电极,不能形成原电池,则装置②③对比实验的目的是探究原电池电极材料应满足的条件,C正确;装置①没有构成闭合回路,不能形成原电池,锌片上有气泡逸出,铜片上没有气泡逸出,装置②中锌、铜在稀硫酸中构成原电池,锌片溶解,铜片上有气泡逸出,电流表指针会偏转,D正确。
4.B 解析 若a、b相连时,a为负极,根据原电池的工作原理,金属活动性强的作原电池的负极,故金属的活动性:a>b;c、d相连,c为负极,故金属的活动性:c>d;a、c相连,c为正极,故金属的活动性:a>c;b、d相连时,b是正极,故金属的活动性:d>b,综合可得金属活动性顺序为a>c>d>b。
5.C 解析 根据反应2Fe3++Fe3Fe2+可得,Fe应作负极,选择金属活动性比铁弱的导体作正极材料,正极上是Fe3+得电子发生还原反应,电解质溶液中必须含有铁离子,可以选择氯化铁溶液,C符合题意。
6.B 解析 Na、Li与H2O能反应,不能作该电池的电极,A错误;向题述装置中注入海水后构成原电池,有电流产生,B正确;电子不能流经电解质溶液,C错误;在电解质溶液中,阳离子移向正极,金属电极是负极,D错误。
7.B 解析 Zn为负极,在电池工作时不断被消耗,质量减少,A正确;MnO2为正极,在反应中得到电子被还原,B错误;电池工作时离子通过电解质膜进行迁移形成电流,C正确;原电池是将化学能转化为电能的装置,D正确。
8.D 解析 正极上O2得电子结合氢离子生成水,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,A错误;该燃料电池总反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,该反应为氧化还原反应,B错误;电极A为负极,电极B为正极,电流从电极B→导线→电极A,C错误;标准状况下22.4 L SO2的物质的量为1 ml,负极上电极反应式为SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+,1 ml SO2参与反应转移2 ml电子,D正确。
9.D 解析 a极上甲烷失电子产生CO2,则a极为负极,b极为正极。原电池工作时主要将化学能转化为电能,A正确;由图示可知,电极a上CH4失电子生成CO2,作电池的负极,发生氧化反应,B正确;电极a是负极,电极b是正极,电子由负极经外电路流向正极,C正确;由转移电子守恒可知,消耗1 ml CH4转移8 ml e-,则有2 ml O2被还原,D错误。
10.C 解析 该装置为原电池装置,电子由负极流出,故X电极为负极,电极上发生氧化反应,A错误;X电极为负极(较活泼的金属),Y电极为正极,若两电极分别为Zn和Fe,则X电极为Zn,Y电极为Fe,B错误;原电池中阴离子流向负极,故SO42-移向X电极,C正确;电子不能通过电解质溶液,D错误。
11.B 解析 实验①中负极是Mg电极,电极反应式为Mg-2e-Mg2+,A正确;实验②中负极是Al电极,电解质溶液为NaOH溶液,故电极反应式为Al+4OH--3e-[Al(OH)4]-,B错误;实验①中将Mg换成Fe,Fe和Al均能与稀盐酸反应,且Al比Fe活泼,则Al为负极,Fe为正极,故电流表指针偏向Fe,C正确;对比实验①②可知,原电池中相对活泼的金属可能作正极,D正确。
12.C 解析 Si@C电极为原电池的负极,在电解质溶液中硅在负极失去电子发生氧化反应,A错误;原电池工作时,氢离子通过质子交换膜由左侧溶液进入右侧溶液,B错误;二氧化锰电极为正极,酸性条件下二氧化锰在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水,电极反应式为MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O,C正确;Si@C电极为原电池的负极,二氧化锰电极为正极,电流由二氧化锰电极经过外电路流向Si@C电极,D错误。
13.B 解析 原电池中,阴离子(SO42-)向负极移动,则电极a为负极,A正确;工作时乙室中电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O,消耗氢离子,溶液pH增大,B错误;a极的电极反应为2OH--2e-H2O2,甲室H2O2的浓度增大,b极电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O,乙室H2O2的浓度减小,当甲、乙室中H2O2浓度相等时,原电池反应停止,C正确;每转移1 ml e-时,有0.5 ml SO42-通过阴离子交换膜进入甲室,甲室质量增加48 g,D正确。
14.C 解析 Mg和Al都能与稀硫酸反应,因为Mg比Al活泼,则Mg作负极,Al作正极,A正确。由于乙醇是非电解质,乙醇不能导电,该装置不能形成原电池,Mg片和Al片上都没有气泡产生,电流表指针不发生偏转,B正确。在常温下Al遇浓硝酸会发生钝化,Al的表面会生成一层致密的氧化层阻止反应的进行,Cu能与浓硝酸反应,故Cu作负极,Al作正极,电流表指针偏向Al,C错误。Al能与NaOH溶液反应,Mg不能与NaOH溶液反应,Al作负极,Mg作正极;Al片逐渐溶解,Mg片上有气泡,电流表指针发生偏转(偏向Mg),D正确。
二、非选择题
15.答案 (1)Ag2O
(2)Zn+2OH--2e-ZnO+H2O
(3)不变
(4)32.5 g
(5)①负极 铁 正极 石墨/铜(合理即可) 氯化铁溶液 ②Fe3++e-Fe2+ ③正极
解析 (1)总反应为Ag2O+ZnZnO+2Ag,Ag2O变成Ag,Ag的化合价从+1价变为0价,化合价降低,则Zn为负极,Ag2O为正极。
(2)Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-为正极反应,负极失电子,被氧化,则负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-ZnO+H2O。
(3)从总反应Ag2O+ZnZnO+2Ag来看,反应不涉及KOH,KOH的物质的量不变。
(4)根据Zn+2OH--2e-ZnO+H2O可知,转移2 ml电子时消耗1 ml Zn,则电路中通过1 ml电子时消耗0.5 ml Zn,消耗负极的质量m=0.5 ml×65 g·ml-1=32.5 g。
(5)①原电池中失电子的物质作负极,根据方程式知,铁作负极,比铁金属活动性小的金属或导电的非金属作正极;铁失电子,发生氧化反应;正极上得电子,发生还原反应,根据方程式可知,Fe3+得电子生成Fe2+,电极反应式为Fe3++e-Fe2+,电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质,故电解质是可溶性的铁盐,可用氯化铁溶液作电解质溶液。②正极上Fe3+得电子生成Fe2+,电极反应式为Fe3++e-Fe2+。③在原电池中,阳离子移向正极。
16.答案 (1)否
(2)①负 2Al−6e−=2Al3+
②正 6H++6e−=3H2↑
③2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(3)负极 Al与NaOH溶液自发进行氧化还原反应,而Mg与NaOH溶液不反应 Al+4OH−−3e−=[Al(OH)4]−
(4)Al在浓硝酸中发生钝化,Zn在浓硝酸中发生反应,被氧化,Al是原电池的正极
(5)①另一个电极材料的活动性;②电解质溶液
A
B
C
D
编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针
偏转的方向
①
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
②
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
选项
装置图
负极
实验现象
解释与分析
A
Mg
Mg片逐渐溶解,Al片上有气泡,电流表指针发生偏转(偏向Al)
Mg和Al都能与稀硫酸反应,Mg比Al活泼,Mg作负极,Al作正极
B
无
Mg片和Al片上都没有气泡产生,电流表指针不发生偏转
乙醇是非电解质,乙醇不能导电,该装置不能形成原电池
C
Al
Al片逐渐溶解,Cu片上有气泡,电流表指针发生偏转(偏向Cu)
Al和Cu都能与浓硝酸反应,Al比Cu活泼,Al作负极,Cu作正极
D
Al
Al片逐渐溶解,Mg片上有气泡,电流表指针发生偏转(偏向Mg)
Al能与NaOH溶液反应,Mg不能与NaOH溶液反应,Al作负极,Mg作正极
编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针
偏转方向
1
Al、Mg
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、C(石墨)
稀盐酸
偏向石墨
4
Al、Mg
氢氧化钠溶液
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al