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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2课时当堂检测题
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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2课时当堂检测题，共8页。试卷主要包含了图甲是铜锌原电池示意图等内容，欢迎下载使用。
学习·理解
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，不能形成原电池的是( )
答案 D
解析 构成原电池的条件：①两种活动性不同的导电材料作电极；②要有电解质溶液；③要形成闭合回路；④能自发发生氧化还原反应。D不能形成闭合回路，故选D。
2．由下列各组材料和电解质溶液能组成原电池的是( )
答案 D
解析 两个电极都为Mg时不能形成原电池，A错误；乙醇不是电解质溶液，不能形成原电池，B错误；金刚石不是导体，不能形成原电池，C错误；Zn、Cu、稀盐酸组合具备构成原电池的条件，D正确。
3．下列有关原电池的说法中不正确的是( )
A．在内电路中，电子由正极流向负极
B．原电池的正、负极材料不一定都参与反应
C．原电池工作时，正极上发生还原反应
D．原电池工作时，可能会伴随着热量变化
答案 A
解析 原电池中，内电路不存在电子流动，A错误；氢氧燃料电池的正、负极材料都不参与反应，B正确；原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，C正确；原电池工作时，可能会伴随着热量变化，D正确。
4．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法不正确的是( )
A．铜片表面有气泡生成，且溶液中SOeq \\al(2－,4)向该电极移动
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中仍有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
答案 A
解析 铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡生成，但溶液中的阴离子向负极移动，故A错误；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性，也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，导线中仍有电子流动，故C正确；Cu金属性比Zn、Fe弱，形成原电池时Cu均作正极，所以将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变，仍然由Cu电极(正极)流出，故D正确。
5．暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当( )
A．负极 B．正极 C．阴极 D．阳极
答案 A
解析 铁被氧化，负极发生氧化反应，铁粉在原电池中充当负极，故A正确。
6．如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )
A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转
D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋
答案 B
解析 装置甲发生反应Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋，锌片上有气泡产生，装置乙属于原电池装置，铜为正极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，铜片上有气泡产生，A正确；装置甲中没有发生化学能到电能的转化，B错误；装置乙是一个原电池装置，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到指针偏转，C正确；装置乙中，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，D正确。
7．图甲是铜锌原电池示意图。图乙中x轴表示原电池工作时流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示( )
①c(Zn2＋) ②c(H＋) ③c(SOeq \\al(2－,4)) ④锌棒的质量 ⑤铜棒的质量 ⑥溶液的质量
A．①⑥ B．②④ C．③⑤ D．⑥
答案 D
解析 由题图可知，y轴表示的物理量随流入正极的电子的物质的量增加而增大，根据铜锌原电池工作原理，锌失电子作负极，所以锌棒的质量减小；溶液中开始没有Zn2＋，随着反应进行，溶液中c(Zn2＋)从0开始逐渐增大，溶液的质量增加；H＋得电子生成氢气，所以c(H＋)减小，c(SOeq \\al(2－,4))不变；铜棒作正极材料，铜棒的质量不变，故D正确。
应用·实践
8．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去氧化膜)( )
答案 B
解析 A项能构成原电池，铝作负极，但电池总反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，不符合题意；B项为原电池装置，铝的金属性强于铜，铝作负极，电池总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，符合题意；C项为原电池装置，但硝酸是氧化性酸，则电池总反应为Al＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===Al3＋＋NO↑＋2H2O，不符合题意；D项为电能转化为化学能的装置，不符合题意。
9．已知X、Y、Z都是金属，若把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出；若X、Y和盐酸形成原电池，Y为电池的负极。则X、Y、Z的金属活动性顺序为( )
A．Y>X>Z B．X>Z>Y
C．X>Y>Z D．Y>Z>X
答案 A
解析 把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，说明金属X可以把金属Z从其盐溶液中置换出来，所以金属活动性：X>Z；X和Y组成原电池时，Y为电池的负极，所以金属活动性：Y>X，则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为Y>X>Z，A正确。
10．如图所示，电流表的指针发生偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是( )
A．正极为Cu，负极为Zn，S为稀H2SO4
B．正极为Zn，负极为Cu，S为CuSO4溶液
C．正极为Ag，负极为Zn，S为AgNO3溶液
D．正极为Fe，负极为Cu，S为AgNO3溶液
答案 C
解析 原电池中，负极发生失去电子的氧化反应，根据题意知负极变细，即金属单质失电子，负极应为活泼金属，故B、D错误；又因为正极变粗，即该电池的正极反应生成金属，故A错误，C正确。
11．有如图所示的装置，当电流表中显示产生持续电流时，下列说法正确的是( )
A．Cu作原电池的负极
B．Al作原电池的负极
C．电子由铝沿导线流向铜
D．铝片上的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
答案 A
解析 铜、铝、浓硝酸(常温)构成原电池，金属铝遇到浓硝酸会发生钝化，所以当电流表中显示产生持续电流时，金属铜做负极，金属铝做正极，负极上金属发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，A正确，B错误；电子从负极经外电路流向正极，即从铜沿导线流向铝，C错误；铝是正极，该电极上金属不发生反应，而是硝酸中的硝酸根离子发生得电子的还原反应，D错误。
12．干电池中发生的反应为Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A．碳棒为电池的负极
B．H2在Zn片上生成
C．电流由锌片流向碳棒
D．Zn片上发生氧化反应
答案 D
解析 根据反应方程式，放电时，Zn元素化合价由0价升高为＋2价，H元素化合价由＋1价降低为0价，所以Zn片作负极，碳棒作正极，故A错误；Zn片作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，H2在碳棒电极上生成，故B错误；电流由正极经外电路流向负极，应是由碳棒流向锌片，故C错误；Zn片作负极，电极上发生失电子的氧化反应，故D正确。
13．氢氧燃料电池可以用在航天飞机上，其反应原理如图所示。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
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O
答案 C
解析 燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，A正确；通入氧化剂的电极为正极，所以电极b为正极，B正确；通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，电子从负极a沿导线流向正极b，C错误；该电池中，负极的电极反应式为2H2－4e－===4H＋，正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正、负极电极反应式相加可得电池的总反应：2H2＋O2===2H2O，D正确。
迁移·创新
14．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电极质量减轻________g。
答案 (1)有气体生成 发生偏转 ①有活动性不同的两个电极
②形成闭合回路 ③有电解质溶液
(2)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(3)Cu 13
解析 (1)实验3中构成原电池，锌棒作负极，铜棒作正极，溶液中的氢离子放电，则铜棒表面的现象是有气体生成，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电极质量减轻0.2 ml×65 g·ml－1＝13.0 g。
选项
A
B
C
D
两极材料
Mg、Mg
Zn、Fe
金刚石、Cu
Zn、Cu
电解质溶液
稀H2SO4
乙醇
浓H2SO4
稀盐酸
学习·理解
1．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，不能形成原电池的是( )
答案 D
解析 构成原电池的条件：①两种活动性不同的导电材料作电极；②要有电解质溶液；③要形成闭合回路；④能自发发生氧化还原反应。D不能形成闭合回路，故选D。
2．由下列各组材料和电解质溶液能组成原电池的是( )
答案 D
解析 两个电极都为Mg时不能形成原电池，A错误；乙醇不是电解质溶液，不能形成原电池，B错误；金刚石不是导体，不能形成原电池，C错误；Zn、Cu、稀盐酸组合具备构成原电池的条件，D正确。
3．下列有关原电池的说法中不正确的是( )
A．在内电路中，电子由正极流向负极
B．原电池的正、负极材料不一定都参与反应
C．原电池工作时，正极上发生还原反应
D．原电池工作时，可能会伴随着热量变化
答案 A
解析 原电池中，内电路不存在电子流动，A错误；氢氧燃料电池的正、负极材料都不参与反应，B正确；原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，C正确；原电池工作时，可能会伴随着热量变化，D正确。
4．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法不正确的是( )
A．铜片表面有气泡生成，且溶液中SOeq \\al(2－,4)向该电极移动
B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中仍有电子流动
D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
答案 A
解析 铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以铜片表面有气泡生成，但溶液中的阴离子向负极移动，故A错误；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性，也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，导线中仍有电子流动，故C正确；Cu金属性比Zn、Fe弱，形成原电池时Cu均作正极，所以将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变，仍然由Cu电极(正极)流出，故D正确。
5．暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当( )
A．负极 B．正极 C．阴极 D．阳极
答案 A
解析 铁被氧化，负极发生氧化反应，铁粉在原电池中充当负极，故A正确。
6．如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )
A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生
B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能
C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转
D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋
答案 B
解析 装置甲发生反应Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋，锌片上有气泡产生，装置乙属于原电池装置，铜为正极，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，铜片上有气泡产生，A正确；装置甲中没有发生化学能到电能的转化，B错误；装置乙是一个原电池装置，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到指针偏转，C正确；装置乙中，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，D正确。
7．图甲是铜锌原电池示意图。图乙中x轴表示原电池工作时流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示( )
①c(Zn2＋) ②c(H＋) ③c(SOeq \\al(2－,4)) ④锌棒的质量 ⑤铜棒的质量 ⑥溶液的质量
A．①⑥ B．②④ C．③⑤ D．⑥
答案 D
解析 由题图可知，y轴表示的物理量随流入正极的电子的物质的量增加而增大，根据铜锌原电池工作原理，锌失电子作负极，所以锌棒的质量减小；溶液中开始没有Zn2＋，随着反应进行，溶液中c(Zn2＋)从0开始逐渐增大，溶液的质量增加；H＋得电子生成氢气，所以c(H＋)减小，c(SOeq \\al(2－,4))不变；铜棒作正极材料，铜棒的质量不变，故D正确。
应用·实践
8．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去氧化膜)( )
答案 B
解析 A项能构成原电池，铝作负极，但电池总反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，不符合题意；B项为原电池装置，铝的金属性强于铜，铝作负极，电池总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，符合题意；C项为原电池装置，但硝酸是氧化性酸，则电池总反应为Al＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===Al3＋＋NO↑＋2H2O，不符合题意；D项为电能转化为化学能的装置，不符合题意。
9．已知X、Y、Z都是金属，若把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出；若X、Y和盐酸形成原电池，Y为电池的负极。则X、Y、Z的金属活动性顺序为( )
A．Y>X>Z B．X>Z>Y
C．X>Y>Z D．Y>Z>X
答案 A
解析 把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，说明金属X可以把金属Z从其盐溶液中置换出来，所以金属活动性：X>Z；X和Y组成原电池时，Y为电池的负极，所以金属活动性：Y>X，则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为Y>X>Z，A正确。
10．如图所示，电流表的指针发生偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是( )
A．正极为Cu，负极为Zn，S为稀H2SO4
B．正极为Zn，负极为Cu，S为CuSO4溶液
C．正极为Ag，负极为Zn，S为AgNO3溶液
D．正极为Fe，负极为Cu，S为AgNO3溶液
答案 C
解析 原电池中，负极发生失去电子的氧化反应，根据题意知负极变细，即金属单质失电子，负极应为活泼金属，故B、D错误；又因为正极变粗，即该电池的正极反应生成金属，故A错误，C正确。
11．有如图所示的装置，当电流表中显示产生持续电流时，下列说法正确的是( )
A．Cu作原电池的负极
B．Al作原电池的负极
C．电子由铝沿导线流向铜
D．铝片上的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
答案 A
解析 铜、铝、浓硝酸(常温)构成原电池，金属铝遇到浓硝酸会发生钝化，所以当电流表中显示产生持续电流时，金属铜做负极，金属铝做正极，负极上金属发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，A正确，B错误；电子从负极经外电路流向正极，即从铜沿导线流向铝，C错误；铝是正极，该电极上金属不发生反应，而是硝酸中的硝酸根离子发生得电子的还原反应，D错误。
12．干电池中发生的反应为Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A．碳棒为电池的负极
B．H2在Zn片上生成
C．电流由锌片流向碳棒
D．Zn片上发生氧化反应
答案 D
解析 根据反应方程式，放电时，Zn元素化合价由0价升高为＋2价，H元素化合价由＋1价降低为0价，所以Zn片作负极，碳棒作正极，故A错误；Zn片作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，H2在碳棒电极上生成，故B错误；电流由正极经外电路流向负极，应是由碳棒流向锌片，故C错误；Zn片作负极，电极上发生失电子的氧化反应，故D正确。
13．氢氧燃料电池可以用在航天飞机上，其反应原理如图所示。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
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O
答案 C
解析 燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，A正确；通入氧化剂的电极为正极，所以电极b为正极，B正确；通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，电子从负极a沿导线流向正极b，C错误；该电池中，负极的电极反应式为2H2－4e－===4H＋，正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正、负极电极反应式相加可得电池的总反应：2H2＋O2===2H2O，D正确。
迁移·创新
14．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电极质量减轻________g。
答案 (1)有气体生成 发生偏转 ①有活动性不同的两个电极
②形成闭合回路 ③有电解质溶液
(2)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(3)Cu 13
解析 (1)实验3中构成原电池，锌棒作负极，铜棒作正极，溶液中的氢离子放电，则铜棒表面的现象是有气体生成，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电极质量减轻0.2 ml×65 g·ml－1＝13.0 g。
选项
A
B
C
D
两极材料
Mg、Mg
Zn、Fe
金刚石、Cu
Zn、Cu
电解质溶液
稀H2SO4
乙醇
浓H2SO4
稀盐酸
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