化學反應與電能(精練)(人教版必修第二冊)解析

6.1.2化學反應與電能【合格性測試】1.下列電池中不易造成環(huán)境污染的是 ()A.鎳鎘電池B.鋅錳電池C.鉛蓄電池 D.氫氧燃料電池【答案】D【解析】鎳鎘電池、鋅錳電池、鉛蓄電池中都有重金屬，使用時容易造成環(huán)境污染；氫氧燃料電池的原料分別是氫氣、氧氣，最終產物為水，使用時對環(huán)境不易造成污染。2．對化學電源的敘述正確的是()A．化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高B．化學電源所提供的電能居于人類社會現階段總耗電量的首位C．化學電源均是安全、無污染的D．化學電源即為可充電電池【答案】A【解析】由于是化學能與電能的直接轉化，節(jié)省了許多中間環(huán)節(jié)，所以化學電源對化學能的利用率比火力發(fā)電高得多，但火力發(fā)電仍居世界耗電量的首位；化學電源一般較安全，但含重金屬的電源如果隨意丟棄，將會給環(huán)境帶來嚴重的污染；有些化學電源是可充電電源(如鎳鎘電池)，有些是不可充電的(如干電池)。3.下列關于原電池的敘述中正確的是 ()A.正極和負極必須是兩種不同的金屬B.電子流入的一極為正極C.原電池工作時，正極和負極上發(fā)生的都是氧化還原反應D.鋅、銅和鹽酸構成的原電池工作時，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極上就有0.1g氫氣生成【答案】B【解析】原電池中電子從負極流出，從正極流入；它的正、負極可以是兩種活潑性不同的金屬，也可以是金屬與非金屬；原電池工作時負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應；當鋅片上有6.5g鋅溶解時，正極上生成0.2g氫氣。下列各個裝置中能組成原電池的是 ()【答案】B【解析】A中兩電極材料相同，不符合題意；C中酒精是非電解質，不符合題意；D中不能構成閉合回路，不符合題意。5.如圖，在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關于該裝置的下列說法正確的是()A.外電路的電流方向為X→外電路→YB.若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC.X極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應D.若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y【答案】D【解析】外電路的電子流向為X→外電路→Y，電流方向與其相反，A錯誤；X極失電子，作負極，Y極上發(fā)生的是還原反應，X極上發(fā)生的是氧化反應。若兩電極分別為Fe和碳棒，則Y為碳棒，X為Fe，B、C錯誤，D正確。6.X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X和Y組成原電池時，Y為電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為 ()A.X>Y>Z B.X>Z>YC.Y>X>Z D.Y>Z>X【答案】C【解析】根據原電池原理，負極的金屬比正極活潑，可知Y>X，根據金屬活動性順序和置換反應原理，可知X>Z，故有Y>X>Z。7.如圖所示裝置中，觀察到電流計指針偏轉，M棒變粗，N棒變細，由此判斷下表中所列M、N、P物質，其中可以成立的是()選項MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液【答案】C【解析】該原電池中M棒變粗，N棒變細。說明原電池反應時N棒溶解作負極，溶液中有金屬析出在M棒上。M棒作正極，A、B選項中，電解質溶液分別為稀硫酸和稀鹽酸，原電池工作時，不會有金屬析出且A中M棒變細，C選項正極反應為Ag++e-===Ag。而D選項正極反應為Fe3++e-===Fe2+，不會有金屬析出，是M棒鋅溶解變細。8.圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實驗時流入正極的電子的物質的量，y軸表示()A.銅棒的質量 B.c(Zn2+)C.c(H+) D.c(SO42-)【答案】C【解析】在正極Cu上溶液中的H+獲得電子變?yōu)闅錃猓~棒的質量不變，A項錯誤；由于Zn是負極，不斷發(fā)生反應Zn-2e-===Zn2+，所以溶液中c(Zn2+)增大，B項錯誤；由于反應不斷消耗H+，所以溶液的c(H+)逐漸降低，C項正確；SO42-不參加反應，其濃度不變，D項錯誤。9．如右圖所示裝置，電流表指針發(fā)生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶液，則A、B、C應是下列各組中的()A．A是Zn，B是Cu，C為稀硫酸B．A是Cu，B是Zn，C為稀硫酸C．A是Fe，B是Ag，C為稀AgNO3溶液D．A是Ag，B是Fe，C為稀AgNO3溶液【答案】D【解析】A極逐漸變粗，說明A極為原電池的正極，溶液中的金屬陽離子得到電子后在A極上析出；B極逐漸變細，說明B極為原電池的負極，失去電子后變成離子進入溶液中。A和B中的反應為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，則A中A極變細，B中A極不變。C和D兩項中的反應為Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，其中C中A極變細，D中A極變粗。10.某科學探究小組為探究電化學原理，設計了如圖所示的裝置進行探究實驗。下列對實驗中觀察到的現象或相關結論的敘述錯誤的是()A．a和b不連接時，該裝置不能形成原電池，鐵片上有紅色的銅析出B．a和b用導線連接時，銅片為負極，發(fā)生的反應為Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會被氧化，溶液中均有Fe2＋生成D．a和b用導線連接時，溶液中的Cu2＋向銅電極移動【答案】B【解析】a和b不連接時，沒有形成閉合回路，沒有構成原電池，發(fā)生化學反應，鐵把銅置換出來，A項正確；導線連接后，構成原電池，鐵比銅活潑，鐵作負極，發(fā)生的反應為Fe－2e－=Fe2＋，B項錯誤；根據選項A、B分析可知，無論a和b是否連接，鐵片均會被氧化，溶液中均有Fe2＋生成，C項正確；構成原電池時，陽離子向正極移動，銅作正極，D項正確?！镜燃壭詼y試】11．已知空氣—鋅電池的電極反應為鋅片：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O；碳棒：eq\f(1,2)O2＋H2O＋2e－=2OH－，據此判斷，鋅片是()A．正極并被還原B．正極并被氧化C．負極并被還原D．負極并被氧化【答案】D【解析】Zn失電子作負極，被氧化。12.如圖所示，杠桿A、B兩端分別掛有體積相同、質量相同的空心銅球和空心鐵球，調節(jié)杠桿使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中不考慮鐵絲反應及兩邊浮力的變化) ()A.杠桿為導體和絕緣體時，均為A端高B端低B.杠桿為導體和絕緣體時，均為A端低B端高C.當杠桿為絕緣體時，A端低B端高；為導體時，A端高B端低D.當杠桿為絕緣體時，A端高B端低；為導體時，A端低B端高【答案】D【解析】根據題意，若杠桿為絕緣體，滴入CuSO4溶液后，在鐵球表面析出Cu，鐵球質量增大，B端下沉；若杠桿為導體，滴入CuSO4溶液后，形成原電池，在銅球表面析出Cu，A端下沉。13．將純鋅片和純銅片按圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是()A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產生氣泡的速度甲比乙慢【答案】C【解析】由題目中所給圖示可知，甲中形成閉合回路，符合形成原電池的條件。銅的活潑性比鋅弱，故銅作正極，發(fā)生電極反應為2H＋＋2e－=H2↑；乙不能構成閉合回路，不能形成原電池，只在鋅片上發(fā)生反應：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，由于兩者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。由于原電池的形成，故甲的反應速率比乙的快。14.某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置，下列敘述正確的是 ()A.若X為Fe，Y為Cu，鐵為正極B.若X為Fe，Y為Cu，電子由銅片流向鐵片C.若X為Fe，Y為石墨，石墨棒上有紅色固體析出D.若X為Cu，Y為Zn，鋅片發(fā)生還原反應【答案】C【解析】Fe比Cu活潑，Fe作負極，電子從Fe流向Cu，故A、B錯誤；若X為Fe，Y為C，電解質為硫酸銅，則正極石墨棒上析出Cu，故C正確；Zn比Cu活潑，Zn作負極，發(fā)生氧化反應，故D錯誤。15．有a、b、c、d四個金屬電極，有關的實驗裝置及部分實驗現象如下：實驗裝置部分實驗現象a極質量減小，b極質量增大b極有氣體產生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是()A．a>b>c>dB．b>c>d>aC．d>a>b>cD．a>b>d>c【解析】裝置一是原電池，a極質量減小，說明a極金屬易失去電子形成離子，故a極金屬比b極金屬活潑；裝置二沒有形成原電池，可知b比c活潑，且c位于金屬活動性順序表中氫的后面；裝置三和四均形成原電池，易知d比c活潑，d比a活潑。因此四種金屬的活動性順序為d>a>b>c，故選C?！敬鸢浮緾16．汽車的啟動電源常用鉛蓄電池。其結構如下圖所示，放電時的電池反應如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O根據此反應判斷下列敘述中正確的是()A．PbO2是電池的負極B．Pb是電池的負極C．PbO2得電子，被氧化D．電池放電時，溶液酸性增強【解析】根據電池反應知放電過程中鉛失去電子，因此它是原電池的負極，其電極反應式為Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，B正確；PbO2在放電過程中得到電子被還原，所以它是原電池的正極，A、C錯誤；由于原電池放電的過程中消耗硫酸，所以溶液的酸性減弱，D錯誤?！敬鸢浮緽17.實驗探究是提高學習效果的有力手段。陳穎同學用如圖所示裝置研究原電池原理，下列說法錯誤的是 ()A.若將圖1裝置的Zn、Cu下端接觸，Zn片逐漸溶解，Cu片上能看到氣泡產生B.圖2中H+向Zn片移動C.若將圖2中的Zn片改為Mg片，Cu片上產生氣泡的速率加快D.圖2與圖3中，Zn片減輕的質量相等時，正極產物的質量比為1∶32【答案】B【解析】Zn、Cu直接接觸就能構成閉合回路而形成原電池，Zn片逐漸溶解，Cu片上可看到有氣泡產生，A項正確；H+帶正電荷，應該向正極Cu片移動，B項錯誤；由于Mg的失電子能力強于Zn，所以將Zn片改為Mg片后，電子轉移速率加快，生成H2的速率也加快，C項正確；圖2中假設負極消耗65gZn，則轉移2mol電子，正極產生2gH2，而圖3中負極消耗65gZn，也轉移2mol電子，則正極析出64gCu，正極產物的質量比為1∶32，D項正確。18.某原電池結構如圖所示，下列有關該原電池的說法正確的是()A.電池反應為Mg+2H+===Mg2++H2↑B.鎂棒發(fā)生還原反應C.電子從銅棒經外電路流向鎂棒D.銅棒為負極【答案】A【解析】A項，鎂比銅活潑，鎂作負極，其總電極反應式為Mg+2H+===Mg2++H2↑，故正確；B項，鎂失去電子，化合價升高，被氧化，故錯誤；C項，根據原電池工作原理，電子從鎂流向銅，故錯誤；D項，鎂化合價升高，作負極，故錯誤。19．研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電?？偡磻獮?Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑(1)該電池的負極是________，負極反應是________。(2)正極現象是_____________________________________________。(3)放電時OH－向________移動(填“正極”或“負極”)?！敬鸢浮?1)鋰Li－e－=Li＋(2)有無色氣體產生(3)負極【解析】金屬鋰比鐵活潑，作原電池的負極，電極反應式為Li－e－=Li＋，LiOH溶液中的陽離子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋>Li＋，所以正極反應是2H＋＋2e－=H2↑，正極產生無色氣體；在原電池的放電過程中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，所以OH－向負極移動。20.由A、B、C、D四種金屬按表中裝置進行實驗。裝置現象二價金屬A不斷溶解C的質量增加A上有氣體產生根據實驗現象回答下列問題:(1)裝置甲中負極的電極反應式是____________。

(2)裝置乙中正極的電極反應式是________