人教版 (新课标)必修2第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能测试题

第二章　第二节

一、选择题

1．(2015·江西省临川市一中高一下学期期中)下列可设计成原电池的化学反应是(　　)

A．H2O(l)＋CaO(s)===Ca(OH)2(s)

B．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O

C．2KClO32KCl＋3O2↑

D．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)

【解析】　可设计成原电池的化学反应是能自发进行氧化还原反应，C中反应是氧化还原反应，但是反应物只有一种，不能在正极和负极分别反应，错误。

【答案】　D

2．(2015·陕西省西安市一中高一下学期期中)人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。据此判断氧化银是(　　)

A．负极，并被氧化  B．正极，并被还原

C．负极，并被还原 D．正极，并被氧化

【解析】　根据化合价变化可知Zn被氧化，应为原电池的负极，正极为Ag2O，正极上得电子被还原。故选B。

【答案】　B

3．(2015·江苏省沭阳县高一下学期期中)右图为铁、铜水果电池装置示意图，下列说法正确的是(　　)

A．铜片为负极，发生还原反应

B．锌片上发生还原反应：Zn－2e－===Zn2＋

C．该装置将电能转变为化学能

D．电子由锌片沿导线流向铜极

【解析】　原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。A.铁的金属性强于铜，铁是负极，铜是正极，A错误；B.锌片是负极，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋，B错误；C.该装置是原电池，将化学能转变为电能，C错误；D.电子由负极锌片沿导线流向正极铜极，D正确，答案选D。

【答案】　D

4．(2015·陕西省西安市一中高一下学期期中)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　)

①两烧杯中铜片表面均无气泡产生

②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

③两烧杯中溶液的c(H＋)均减小

④产生气泡的速率甲比乙慢

⑤甲中SO向Zn片移动，H＋向Cu片移动

⑥乙中电流从Cu片流向Zn片

⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变

A．①②③  B．③⑤⑦

C．④⑤⑥ D．②③④⑤⑦

【解析】　甲是原电池，甲中锌片作负极，铜片作正极，正极上发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑，有气泡产生，乙装置中在锌片上发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，铜片上无气体产生，①错；乙不是原电池，②⑥错；两烧杯中的氢离子发生反应，浓度减少，③正确；原电池反应加快反应速率，④错；阳离子H＋向正极Cu片移动，阴离子SO向Zn片移动，⑤正确；⑦甲乙两烧杯中Cu片未参加反应质量均不变，⑦正确。故选B。

【答案】　B

5．(2015·山西省浮山中学高一下学期期中)有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连结起来浸入某电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈。将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出，据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(　　)

A．d、a、b、c  B．b、a、d、c

C．d、b、a、c D．d、c、a、b

【解析】　a和b形成原电池，不易被腐蚀说明b做正极，活泼金属做负极，故活动性：a＞b；与盐酸反应，反应越剧烈，金属越活泼，故活动性：d＞a；置换反应中，活泼金属置换出不活泼金属，故活动性：b＞Cu＞c；根据分析可知，金属活动性：d＞a＞b＞c，答案选A。

【答案】　A

6．(2015·江苏省沭阳县高一下学期期中)氢氧燃料电池是一种能在航天飞机上使用的特殊电池，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是(　　)

A．由于A、B两电极没有活动性差别，不能构成原电池

B．A电极是负极，电极上发生氧化反应

C．产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池

D．外电路中电流由B电极通过导线流向A电极

【解析】　A．燃料电池中电极的活泼性可以是相同的，A错误；B.A电极通入的是氢气，是负极，电极上发生氧化反应，B正确；C.产物为无污染的水，属于环境友好的绿色电池，C正确；D.B电极是正极，则外电路中电流由B电极通过导线流向A电极，D正确，答案选A。

【答案】　A

7．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成下图的装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的(　　)

【解析】　首先由题中所给信息(X棒变粗，Y棒变细)可知X棒是正极，Y棒是负极，Y比X活泼，所以选项A、C均错；再看电解质溶液，B选项中硫酸里的H＋在正极X棒上得电子生成氢气，X棒不会变粗；只有D选项符合，D选项中负极Y棒Zn失电子生成Zn2＋，Y棒变细，Ag＋在正极X棒上得电子生成Ag附着在X棒上使其变粗。

【答案】　D

8．(2015·四川省大竹县文星中学高一4月月考)微型纽扣电池在现代生活中是广泛应用的一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式分别为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，电池总反应式为Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO。根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是(　　)

A．在使用过程中，电池负极区溶液pH增大

B．在使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极

C．在使用过程中，Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应

D．外电路中每通过0.2 mol电子，正极的质量理论上减小1.6 g

【解析】　Zn失去电子被氧化，Zn为纽扣电池的负极，Ag2O为正极。Zn失去电子经外电路流向正极Ag2O，负极反应消耗OH－，使负极区溶液pH减小，所以A、B、C都不正确；外电路中每通过0.2 mol电子时，正极0.1 mol Ag2O变为0.2 mol Ag，质量上减少了0.1 mol O的质量，质量减少了1.6 g，D项正确。

【答案】　D

9．(2015·湖北省武汉市部分重点中学高一下学期期中)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是(　　)

A．铝罐将逐渐被腐蚀

B．炭粒和炭棒上发生的反应为：O2＋4e－===2O2－

C．炭棒应与玩具电机的负极相连

D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻

【解析】　在该装置中Al和碳构成一个原电池，发生的是吸氧腐蚀，Al做负极，铝罐将逐渐被腐蚀，A对；炭粒和炭棒上发生的反应为：O2＋4e－＋H2O===4OH－，B错；炭棒是正极，炭棒应与玩具电机的正极相连，C错；炭棒和炭粒不参与反应，质量会不变，D错。

【答案】　A

10．(2015·江西省九江市彭泽县二中高一下学期期中)如图所示是一个燃料电池的示意图，当此燃料电池工作时，下列分析中正确的是(　　)

A．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极上发生的反应为：H2－2e－===2H＋

B．如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－

C．如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH作电解质溶液，则通CH4的电极上发生的反应为：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O

D．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则溶液中的OH－离子向b极附近移动

【解析】　A．如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则通H2的电极是负极，氢气失去电子，发生的反应为：H2－2e－＋2OH－===2H2O，A错误；B.如果a极通入H2，b极通入O2，H2SO4溶液作电解质溶液，则通O2的电极是正极，氧气得到电子，发生的反应为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错误；C.如果a极通入CH4，b极通入O2，NaOH作电解质溶液，则通CH4的电极是负极，甲烷失去电子，发生的反应为：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，C正确；D.如果a极通入H2，b极通入O2，NaOH溶液作电解质溶液，则溶液中的OH－离子向负极a极附近移动，D错误，答案选C。

【答案】　C

二、非选择题

11．(2015·四川省大竹县文星中学高一4月月考)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

根据实验现象回答下列问题：

(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________________________________。

(2)装置乙中正极的电极反应式是__________________________________________。

(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是______________________________________。

【解析】　(1)二价金属A不断溶解，说明A是负极，所以负极的电极反应式是A－2e－===A2＋；

(2)乙装置中C的质量不断增加，说明C电极是正极，溶液中的铜离子放电生成铜，电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu；

(3)丙装置中A电极上有气体生成，所以A电极是正极，溶液中的氢离子放电生成氢气，所以溶液的pH增大；

(4)甲中A是负极，B是正极；乙中C是正极，B是负极；丙中A是正极，D是负极，所以四种金属活泼性由强到弱的顺序是D＞A＞B＞C。

【答案】　(1)A－2e－===A2＋

(2)Cu2＋＋2e－===Cu

(3)变大

(4)D＞A＞B＞C

12．(2015·山东省淄博市第一中学高一下学期期中)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G为电流计。请回答下列问题：

(1)以下叙述中，正确的是________。

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

(2)变化过程中能量转化的形式主要是：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______________。

【解析】　(1)A.甲中没有形成原电池，只有锌和硫酸反应，而乙中形成原电池，锌做负极，铜做正极，错误，不选A；B.甲烧杯中铜与硫酸不反应，所以铜上没有现象，错误，不选B；C.两个烧杯中硫酸反应生成氢气，所以溶液的pH增大，正确，选C；D.因为乙中有原电池，反应速率加快，选CD。(2)甲中锌和硫酸反应是放热反应，所以是将化学能转化为热能，乙中构成原电池，是将化学能转化为电能。(3)因为锌片不纯，在锌片上就形成原电池，所以锌片上也有气体生成。(4)将硫酸换成硫酸铜，铜电极为正极，所以溶液中的铜离子反应生成铜单质，电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu。

【答案】　(1)C、D

(2)化学能转化为热能　化学能转化为电能

(3)锌片不纯，在锌片上就形成原电池

(4)Cu2＋＋2e－===Cu

13．(2015·广东省汕头市南澳中学高一下学期期中)现有如下两个反应：

(A)KOH＋HNO3===KNO3＋H2O

(B)H2SO4＋Zn===ZnSO4＋H2↑

(1)根据两反应本质判断能否设计成原电池：(A)________(B)________。

(2)如果不能，说明其原因______________________。

(3)如果可以，则写出作原电池的正极材料名称：________，电极反应式：负极________；正极________。

(4)在铜锌原电池中，以稀硫酸为电解质溶液，若工作一段时间后，锌片的质量减少了32.5克，则铜片表面析出了氢气________L(标准状况下)，导线中通过________mol电子。

【解析】　(1)自发进行的放热的氧化还原反应才能设计成原电池，A是中和反应，不是氧化还原反应，B是置换反应，属于氧化还原反应，可以设计为原电池。

(2)(A)的反应是非氧化还原反应，没有电子转移，所以不能设计为原电池。

(3)原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，所以根据方程式可知负极是锌，正极可以是碳棒或铜片。其中负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

(4)在铜锌原电池中，以稀硫酸为电解质溶液，若工作一段时间后，锌片的质量减少了32.5克，即参加反应的锌的物质的量是32.5 g÷65 g/mol＝0.5 mol，则锌失去0.5 mol×2＝1 mol电子，所以根据电子得失守恒可知生成的氢气是0.5 mol，在标准状况下的体积为11.2 L，导线中通过1 mol电子。

【答案】　(1)(A)不能　(B)能

(2)(A)的反应是非氧化还原反应，没有电子转移

(3)碳棒或铜片　Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑

(4)11.2　1

14．(2015·湖北省武汉市部分重点中学高一下学期期中)据图回答下列问题：

Ⅰ.

(1)若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是________________________。

负极反应式为：________________________________________。

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

Ⅱ.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其正极的电极反应式为________。

Ⅲ.中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇(CH3OH)燃料电池的工作原理如下图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为________，c口通入的物质为________。

②该电池正极的电极反应式为：________。

【解析】　Ⅰ.(1)若烧杯中是稀硫酸，Mg较活泼作负极，与硫酸反应，观察到的现象有：Mg逐渐溶解，Al片上有气泡冒出，电流计指针偏转，Mg电极反应为：Mg－2e－===Mg2＋。(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，Mg不与氢氧化钠溶液反应，Al可与氢氧化钠溶液反应，故Al作负极，总反应为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。Ⅱ.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，Al与浓硝酸发生钝化，Cu能与浓硝酸反应，故Cu作负极，Al作正极，正极的电极反应式为：NO＋e－＋2H＋===NO2↑＋H2O。Ⅲ.①从题可以看出，左边有H＋产生，故左边电极为负极，通入的是CH3OH，右边为正极，c通入的物质是O2或空气。②氧气在正极发生反应，正极的电极反应为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。

【答案】　Ⅰ(1)Mg逐渐溶解，Al片上有气泡冒出，电流计指针偏转　Mg－2e－===Mg2＋

(2)Al　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

Ⅱ.NO＋e－＋2H＋===NO2↑＋H2O

Ⅲ.①CH3OH　O2或空气　②O2＋4e－＋4H＋===2H2O