高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化第1课时课后复习题

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化第1课时课后复习题，共10页。
(建议用时：40分钟)


[合格过关练]


1．原电池产生电流的本质原因是( )


A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子


B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接


C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子


D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移


D [原电池产生电流的本质原因是在原电池的一极进行氧化反应，另一极进行还原反应，发生氧化反应的一极所失去的电子沿导线流向另一极从而形成电流。]


2．下列电池不属于化学电池的是( )


B [铅蓄电池、锌锰电池、镍镉电池都是将化学能转化为电能，属于化学电池；太阳能电池是将太阳能转化为电能，不属于化学电池，故选B。]


3．下列装置中，能构成原电池的是( )





A．甲B．乙


C．丙 D．除乙外均可以


C [甲装置不能形成闭合回路，乙装置两电极材料相同，丁装置酒精是非电解质，只有丙装置具备构成原电池的条件。]


4．(素养题)如图是生活中常用的锌锰干电池的示意图，下列有关说法中不正确的是( )





A．电池内部含有电解质


B．锌是负极，石墨棒是正极


C．电池用完后可埋入土壤


D．锌锰干电池是一次性电池


C [用完的电池埋入土壤中易造成土壤污染以及地下水污染。]


5．下列关于原电池的叙述中错误的是( )


A．电子流入的一极为正极


B．一般不活泼的一极为正极


C．电子流出的一极为负极


D．发生氧化反应的一极为正极


D [电子流入的一极为正极，A正确；一般不活泼的一极为正极，B正确；电子流出的一极为负极，C正确；发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极，D错误。]


6．氢氧燃料电池可以用在航天飞机上，其反应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是 ( )





A．该电池工作时化学能转化为电能


B．该电池中电极b是正极，发生还原反应


C．电流由电极a通过导线流向电极b


D．该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O


C [氢氧燃料电池是原电池，工作时化学能转化为电能；该电池中电极b是正极，发生还原反应；电流由电极b通过导线流向电极a；电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，故选C。]


7．①②③④四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


B [由题意知：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，则金属活泼性①大于②；①③相连时，③为正极，则金属活泼性①大于③；②④相连时，②上有气泡逸出，则金属活泼性④大于②；③④相连时，③的质量减少，则金属活泼性③大于④，故正确顺序为①③④②。]


8．如图所示的装置中可观察到电流表的指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )








C [原电池中M棒变粗，N棒变细，说明原电池反应时N棒溶解作负极，溶液中有金属析出在M棒上，M棒作正极，A、B选项中，电解质溶液为酸，不会有金属析出；C项中正极反应为Ag＋＋e－===Ag，符合题意；D项M棒作负极，N棒作正极，不符合题意。]


9．LED产品的使用为城市增添色彩。如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是( )





A．电路中的电子从负极经外电路到正极，再经过KOH溶液回到负极，形成闭合回路


B．a处通入氢气，b处通入氧气，该装置将化学能最终转化为电能


C．电池放电后，OH－的物质的量浓度减小


D．通入O2的电极发生反应：O2＋4e－===2O2－


C [电路中的电子从负极经外电路到正极，但是电子不经过KOH溶液，A错误；由外电路中电子的运动方向可知，a是负极，b是正极，故a处通入氢气，b处通入氧气，该装置将化学能最终转化为光能，B错误；电池放电后，电池反应产物是水，故OH－的物质的量浓度减小，C正确；通入O2的电极发生反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。]


10．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，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色


D．a和b用导线连接时，铁片作正极


D [a、b不连接，未形成原电池，Cu2＋与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片为正极，Cu2＋在该电极上得电子，铁片为负极，B项正确，D项错误；a、b连接与否，溶液中的Cu2＋均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2＋，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确。]


11．如图是银锌电池装置示意图，电池反应为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。下列说法错误的是( )





A．Zn电极是负极


B．Ag2O电极发生氧化反应


C．Zn电极的电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2


D．该装置实现了化学能到电能的转换


B [Ag2O为正极，正极发生还原反应。]


12．一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe＋2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是( )





A．Fe极为电池正极


B．KOH溶液为电池的电解质溶液


C．电子由多孔碳极沿导线流向Fe极


D．每5.6 g Fe参与反应，导线中流过1.204×1023个e－


B [直接铁燃料电池中，铁失去电子，作电池负极，A错误；KOH溶液为电池的电解质溶液，B正确；电子由负极(Fe极)沿导线流向正极(多孔碳极)，C错误；根据电池反应：3Fe＋2O2===Fe3O4可知，3 ml铁参与反应时转移8 ml e－，故每5.6 g(0.1 ml)Fe参与反应，导线中流过约1.605×1023个e－，D错误。]


13．请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池，并回答下列问题：


(1)该电池的负极材料是______，正极材料是______，电解质溶液是______。


(2)在外电路中，电流方向是从______极到______极。


(3)正极的产物为______，正极上出现的现象是__________；负极的产物为______，负极上出现的现象是_____________。


[解析] 反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋中Cu被氧化，Ag＋被还原，所以需用Cu棒作负极，正极材料可选用活泼性比Cu弱的金属，如Ag等，也可选用石墨电极；电解质溶液为AgNO3溶液。电流从正极流向负极，正极发生还原反应，产物为Ag，电极变粗；负极发生氧化反应，产物为Cu2＋，负极Cu棒溶解。


[答案] (1)Cu 石墨(或Ag) AgNO3溶液 (2)正 负 (3)Ag 电极变粗 Cu2＋ 电极溶解


14．由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。


根据实验现象回答下列问题：


(1)装置Ⅰ中负极的电极反应式是______________________________。


(2)装置Ⅱ中正极的电极反应式是______________________________。


(3)装置Ⅲ中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。


(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是__________________________。


[解析] 据图Ⅰ知活泼性：A>B，A作负极，B作正极，A极反应：A－2e－===A2＋；据图Ⅱ知活泼性：B>C，正极反应：Cu2＋＋2e－===Cu；据图Ⅲ知活泼性：D>A，正极反应：2H＋＋2e－===H2↑，因此c(H＋)减小，pH变大。综合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知活泼性：D>A>B>C。


[答案] (1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－===Cu


(3)变大 (4)D>A>B>C


15．某化学研究性学习小组针对原电池的形成条件，设计了实验方案，进行如下探究。


(1)请填写有关实验现象并得出相关结论。


①通过实验2和3，可得出原电池的形成条件是_____________________。


②通过实验1和3，可得出原电池的形成条件是_____________________。


③若将3装置中稀硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，从而可得出原电池的形成条件是________。


(2)分别写出实验3中Zn棒和Cu棒上发生的电极反应式。


Zn棒：________________________________________________________。


Cu棒：________________________________________________________。


(3)实验3的电流是从________棒流出的(填“Zn”或“Cu”)，反应过程中若有0.4 ml电子发生了转移，则Zn电极质量减少________g。


[解析] (1)实验3中构成原电池，锌棒作负极，铜棒作正极，铜棒表面氢离子放电，现象是有气体生成，电流计指针发生偏转。①实验2和3相比，电极不同，因此可得出原电池的形成条件是有活动性不同的两个电极。②实验1和3相比，实验3中构成闭合回路，由此可得出原电池的形成条件是形成闭合回路。③若将3装置中稀硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，由于乙醇是非电解质，硫酸是电解质，因此可得出原电池的形成条件是有电解质溶液。


(2)锌棒作负极，发生失去电子的氧化反应，则Zn棒上发生的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。铜棒作正极，溶液中的氢离子放电，则Cu棒上发生的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。


(3)实验3中锌棒作负极，铜棒作正极，则电流是从Cu棒流出的，反应过程中若有0.4 ml电子发生转移，根据Zn－2e－===Zn2＋可知消耗0.2 ml Zn，则Zn电极质量减少0.2 ml×65 g·ml－1＝13 g。


[答案] (1)有气体生成 发生偏转 有活动性不同的两个电极 形成闭合回路 有电解质溶液


(2)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑


(3)Cu 13


[素养培优练]


16．如图所示，a、b电极为碳棒或铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是( )





A．a为负极，是铁片，水槽中的溶液为稀硫酸


B．b为负极，是铁片，水槽中的溶液为硫酸铜溶液


C．a为正极，是碳棒，水槽中的溶液为稀硫酸


D．b为正极，是碳棒，水槽中的溶液为硫酸铜溶液


C [a极上有大量气泡生成，说明a为正极，是碳棒，则b为负极，是铁片，水槽中的溶液可以为稀硫酸，但不能为硫酸铜溶液，否则正极上会析出金属铜而不能产生气泡，故C项正确。]


17．如图所示，杠杆AB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浓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；为导体时，A端高B端低


D．当杠杆为绝缘体时，A端高B端低；为导体时，A端低B端高


D [根据题意，若杠杆为绝缘体，滴入浓CuSO4溶液后，Cu在铁球表面析出，铁球质量增大，B端下沉；若杠杆为导体，滴入浓CuSO4溶液后，形成原电池，Cu在铜球表面析出，Fe部分溶解，A端下沉。]


18．某化学兴趣小组为了探究铬和铁的活动性，设计如图所示装置，下列推断合理的是( )





A．若铬比铁活泼，则电子经导线由铁电极流向铬电极


B．若铬比铁活泼，则铁电极反应为2H＋＋2e－===H2↑


C．若铁比铬活泼，则溶液中H＋向铁电极移动


D．若铁电极附近溶液酸性减弱，则铁比铬活泼


B [若铬比铁活泼，则铬为负极，铁为正极，电子由负极(铬)沿导线流向正极(铁)，则铁电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A错误，B正确；若铁比铬活泼，则铁为负极，铬为正极，溶液中的H＋向正极(铬)移动，C错误；若铁电极附近酸性减弱，说明H＋在铁电极得电子生成H2，则铁为正极，铬为负极，D错误。]


19．空气中汽油含量测量仪的工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法中不正确的是 ( )





A．C电极作正极，发生还原反应


B．Pt电极的电极反应为C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋


C.H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移


D．每消耗5.6 L O2，电路中通过1 ml 电子


D [根据题图可知，Pt电极为负极、C电极为正极，正极发生还原反应，Pt电极的电极反应为C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋，B正确；在原电池中，阳离子向正极移动，所以H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移，故C正确；未指明标准状况下，无法计算5.6 L O2的物质的量，则无法计算电路中通过的电子的物质的量，故D错误。]


20．(1)将CH4与O2的反应设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。





①实验测得OH－向B电极移动，则________(填“A”或“B”)处电极入口通甲烷，其电极反应式为__________________________。


②当消耗甲烷的体积为33.6 L(标准状况下)时，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为________。


(2)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。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O eq \(,\s\up10(放电),\s\d10(充电))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，原电池负极的电极反应式为________；放电时每转移3 ml电子，有________ ml K2FeO4被还原，正极附近溶液的碱性________(填“增强”“不变“或“减弱”)。


[解析] (1)①实验测得OH－向B电极移动，则B电极是负极，因此B处通入的是甲烷，其电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))＋7H2O。②甲烷的体积为33.6 L(标准状况下)，其物质的量是1.5 ml，假设电池的能量转化率为80%，则导线中转移电子的物质的量为1.5 ml×80%×8＝9.6 ml。


(2)反应中锌失去电子，则原电池负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；铁元素化合价从＋6价降低到＋3价，因此放电时每转移3 ml电子，有1 ml K2FeO4被还原。正极反应式为FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，因此正极附近溶液的碱性增强。


[答案] (1)①B CH4－8e－＋10OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3))＋7H2O


②9.6 ml


(2)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 1 增强


A
B
C
D
铅蓄电池
太阳能电池
锌锰电池
镍镉电池
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
AgNO3溶液
D
锌
铁
Fe(NO3)3溶液
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
编号
实验装置
实验现象
1
锌棒逐渐溶解，表面有气体生成；铜棒表面无现象
2
两锌棒逐渐溶解，表面均有气体生成；电流计指针不偏转
3
铜棒表面的现象是________；电流计指针________