高考一轮复习：化学能与电能 同步练习（含答案）

这是一份高考一轮复习：化学能与电能 同步练习（含答案），共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列有关原电池的说法正确的是（ ）
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中负极发生还原反应
C．构成原电池正极和负极的两种材料不一定都是金属
D．内电路中电子通过电解质溶液移向正极
2．随着人们生活质量的日益提高，废旧电池已成为一个亟待解决的问题，对废旧电池的合理处理体现了可持续发展理念。人们处理废旧电池的主要目的是（ ）
A．回收电池外壳的金属材料
B．回收电池中的二氧化锰
C．回收电池中的石墨电极
D．防止电池中的重金属汞、镉、铅等对土壤、水体的污染
3．下列装置中能构成原电池的是（ ）
A．B．
C．D．
4．2022年北京冬奥会使用氢燃料电池车有利于实现碳达峰和碳中和，下列说法错误的是（ ）
A．电能属于二次能源
B．氢燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
C．氢燃料电池能量的利用率比氢气直接燃烧高
D．氢燃料电池工作时，氢气在正极发生还原反应
5．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是（ ）
A．该装置能将电能转化为化学能
B．锌片上发生还原反应
C．电子由锌片通过导线流向铜片
D．铜片上发生的反应为Cu2++2e−=Cu
6．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+，能实现该反应的原电池是（ ）
A．A B．B C．C D．D
7．下列反应不可以通过设计原电池装置，实现化学能直接转化为电能的是（ ）
A．2H2+O2=2H2O
B．Fe+Cu2+=Fe2++Cu
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O
D．Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
8．如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。关于该装置的说法中，正确的是（ ）
A．a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应
B．碳棒上有气体逸出，溶液中c(H+)增大
C．导线上有电流，电流方向a→b
D．反应后a极质量减小
9．如图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法正确的是（ ）
A．b极是负极
B．电子由a极通过灯泡流向b极
C．a极的电极反应式为H2−2e−+2OH−=2H2O
D．氢氧燃料电池的能量转化率为100%
10．常见的锌锰干电池构造示意图如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．该电池属于一次电池
B．电池工作时，锌筒作负极，电极反应式为Zn−2e−=Zn2+
C．电池工作时，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒
D．电池工作时，电能转化为化学能
11．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是（ ）
A．a>b>c>d
B．b>c>d>a
C．d>a>b>c
D．a>b>d>c
12．某研究小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示。
下列说法中不正确的是（ ）
A．该实验所用的装置实现了化学能向电能的转化
B．该实验所用装置中，负极的材料为锌片
C．实验①和③表明水果种类对电池电流的大小有影响
D．该实验的目的是研究水果种类和电极间距对电池电流的影响
13．汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其结构如图所示。放电时的电池反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。下列说法中，正确的是（ ）
A．Pb作电池的负极
B．PbO2失电子，被还原
C．PbO2得电子，被氧化
D．电池放电时，溶液酸性增强
14．普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一特点，科学家们发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的化学方程式为2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是（ ）

A．2 ml Cu与1 ml Ag2O的总能量低于1 ml Cu2O与2 ml Ag具有的总能量
B．Ag2O/Ag电极为正极
C．原理示意图中，电流从Cu流向Ag2O
D．电池工作时，OH−向正极移动
二、非选择题
15．原电池是直接把化学能转化为电能的装置。
（1）如图所示：按照构成原电池的基本要素来看，Zn的作用是(填字母，下同)____；稀硫酸的作用是________。
a.负极反应物 b.负极材料 c.正极反应物
d.正极材料 e.离子导体 f.电子导体
（2）①在Cu−Zn原电池中，Zn片上发生________反应(填“氧化”或“还原”)。Cu片上发生的电极反应为_________________。
②外电路中电子流向_____极；内电路溶液中SO 42−移向___极。
③能证明化学能转化为电能的实验现象为____________________。
（3）某原电池的总反应为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，该原电池正确的组成是_______。
（4）从化学的角度分析，原电池装置产生电流的原因是：原电池可将______________，并通过能导电的物质形成闭合回路，产生电流。
16．回答下列问题：
Ⅰ.拆开1 ml H—H键、1 ml N—H键、1 ml N≡N键需要吸收的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则1 ml N2生成NH3______(填“吸收”或“放出”)_______kJ热量；
Ⅱ.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。已知，通入CH4的一极，其电极反应式是CH4−8e−+10OH−=CO 32−+7H2O；通入O2的另一极，其电极反应式是2O2+8e−+4H2O=8OH−。请完成下列各题：
（1）通入CH4的电极为________极，发生________反应。
（2）该燃料电池的总反应式为_________________________。
（3）若将该电池中的燃料改为氢气，请写出此时正、负极的反应式：正极___________，负极____________。
17．研究化学反应中能量的转化，对于社会发展、科技进步具有重要意义。
（1）一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，如
Zn+2H+=Zn2++H2↑，可拆写为氧化反应式：Zn−2e−=Zn2+，还原反应式：
2H++2e−=H2。并由此实现了化学能与电能的相互转化。甲图所示原电池中：
①C电极为______极(填“正”或“负”)。
②发生还原反应的半反应式为______________。
③证明化学能转化为电能的实验现象是____________________。
（2）某同学根据化学反应：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计的原电池实验装置如乙图，
若电子从b流向a，则：
①b的电极材料为______。
②电解质溶液是______。
③a电极反应式为______________。
18．原电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置。
Ⅰ.下图是一种简易氢氧燃料电池装置。
（1）该装置中，负极反应物是_______；正极材料是_______；离子导体是_______；电子导体是_______。
（2）能够证实该装置产生电流的现象是___________________。
Ⅱ.下图是另一种原电池装置。
（3）该装置中，发生反应的离子方程式是_________________。
（4）正极材料是_______，正极的电极反应式是_______________。
Ⅲ.某小组同学应用以下思路，将反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计成原电池装置。
（5）填空：①是(填物质的化学式，下同)_______，③是_______，⑤是_______。
（6）从以下选项中选出做负极材料的是(选填字母，下同)_______，最适合做正极材料的是_______。
a.Fe b.Cu c.石墨 d.Zn
19．某小组研究化学反应中的能量变化，进行了如下实验。
（1）实验Ⅰ：将Zn片和Cu片分别插入盛有50mL 2ml/L稀硫酸的烧杯中。
观察到Zn片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T2℃；Cu片表面无明显变化。
①Zn片与稀硫酸反应的离子方程式为__________________。
②Zn片与稀硫酸反应的能量变化关系符合如图_________ (填“A”或“B”)。
（2）实验Ⅱ：用导线将电流表、小灯泡与Zn片、Cu片相连接，插入盛有50mL 2
ml⋅L−1稀硫酸的烧杯中(如图所示)。
①观察到电流表指针发生偏转，Cu片表面产生气泡，溶液温度由T1℃升到T3℃。
②结合电子的移动方向，解释Cu片表面产生气泡的原因_______________。
（3）实验Ⅰ和Ⅱ产生等量气体时，测得T2>T3。结合能量的转化形式，分析两溶液温度变化幅度不同的原因__________________。
（4）根据实验Ⅱ，判断下列说法不正确的是_________。
①在锌电极上也可观察到气泡产生
②电子可由锌电极经溶液流向铜电极
③溶液中的SO 42−向铜电极移动
（5）将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，判断电流表指针是否发生偏转。若不偏转，说明理由；若偏转，写出Fe片表面发生的电极反应式。理由或电极反应式是_________。
20．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6ml⋅L−1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6ml⋅L−1的NaOH溶液中，如图所示。

请回答：
（1）甲池中正极是______，负极是______，负极反应式：_______________。
（2）乙池中负极是______，正极是______，总反应的离子方程式：____________。
（3）如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出______活动性更强，而乙会判断出______活动性更强(填写元素符号)。
（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论？______(填写字母序号)。
a.镁的金属性不一定比铝的金属性强
b.该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
c.该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
（5）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”，这种做法______(填“可靠”或“不可靠”)。
参考答案
A
B
C
D
正极
Ag
C
Fe
Cu
负极
Fe
Fe
Zn
Fe
电解质溶液
FeCl3
FeCl2
Fe2(SO4)3
CuSO4
实验
装置
装置一
装置二
装置三
装置四
部分实验
现象
a极质量减小，b极质量增大
b极有气体产生，c极无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流从a极流向d极
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流/μA
①
番茄
1
98.7
②
番茄
2
72.5
③
苹果
2
27.2
反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+
确定负极
确定负极反应物①
确定负极材料②
确定正极
确定正极反应物③
确定正极材料④
确定离子导体
⑤
确定电子导体
⑥
题号
核心素养
水平
解答与说明
1
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
C
2
宏观辨识与微观探析
科学态度与社会责任
水平1
水平1
D
3
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
C
4
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
科学态度与社会责任
水平1
水平1
水平1
D
5
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
C
6
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
A
7
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
C
8
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
D
9
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
B
10
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平1
水平1
D
11
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
科学探究与创新意识
水平1
水平1
水平1
C
12
宏观辨识与微观探析
科学探究与创新意识
水平1
水平2
C
13
证据推理与模型认知
变化观念与平衡思想
水平2
水平1
A
14
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平2
水平2
B
15
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平2
水平2
（1）abf；ce
（2）①氧化；2H++2e−=H2↑
②正；负
③Cu片上有气泡或电流计指针发生偏转
（3）AC
（4）氧化反应和还原反应分开在不同区域进行
16
证据推理与模型认知
变化观念与平衡思想
水平2
水平2
Ⅰ.放出；92
Ⅱ.（1）负；氧化
（2）CH4+2O2+2OH−=CO 32− +3H2O
（3）O2+4e−+2H2O=4OH−；
2H2−4e−+4OH−=4H2O
17
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
水平2
水平2
（1）①正
②Cu2++2e−=Cu
③电流表的指针发生偏转
（2）①铜
②FeCl3溶液
③Fe3++e−=Fe2+
18
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
变化观念与平衡思想
水平2
水平2
水平2
（1）H2；石墨；稀硫酸；导线
（2）电流计指针偏转
（3）Zn+2H+=Zn2++H2↑
（4）Cu；2H++2e−=H2↑
（5）Fe；Fe3+；FeCl3等可溶性铁盐
（6）a；bc
19
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
变化观念与平衡思想
科学探究与创新意识
水平2
水平2
水平2
水平2
（1）①Zn+2H+=H2↑+Zn2+
②A
（2）该原电池中Zn失电子，电子沿导线流向正极铜，溶液中的H+在正极Cu上得电子生成H2
（3）实验Ⅰ和Ⅱ产生等量气体时，根据能量守恒，则能量改变相同，但温度变化不相同，则说明实验Ⅰ中化学能主要转化为热能，实验Ⅱ中化学能主要转化为电能，部分转化为热能
（4）②③
（5）发生偏转，Fe−2e−=Fe2+
20
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
变化观念与平衡思想
科学探究与创新意识
水平2
水平2
水平2
水平2
（1）Al；Mg；Mg−2e−=Mg2+
（2）Al；Mg；2Al+2OH−+2H2O=2AlO2−+3H2↑
（3）Mg；Al
（4）c
（5）不可靠