高中化學(xué)蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)與能量變化專題綜合學(xué)業(yè)分層測評3

學(xué)業(yè)分層測評(三)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列裝置不可以組成原電池的是()【導(dǎo)學(xué)號：92410040】【解析】C中裝置不能形成閉合回路?！敬鸢浮緾2．在如圖所示的水果電池中，外電路上的電流從X電極流向Y電極。若X為鐵，則Y可能是()A．鋅 B．石墨C．銀 D．銅【解析】電流的方向與電子的移動方向相反，由已知條件知電子由Y電極流向X電極，因此Y電極的金屬活動性強(qiáng)于鐵，故Y電極只能為選項(xiàng)中的鋅?！敬鸢浮緼3．關(guān)于如圖所示的原電池，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：92410041】A．電子從鋅電極通過導(dǎo)線流向銅電極B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C．鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)D．銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑【解析】該原電池中，較活潑的金屬鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電子由負(fù)極鋅流出，經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極，負(fù)極、正極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，正極：Cu2＋＋2e－=Cu；鹽橋中的陰離子向負(fù)極區(qū)域硫酸鋅溶液中遷移，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼4．如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法中正確的是()A．外電路的電流方向?yàn)椋篨→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(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D．若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序?yàn)閄>Y【解析】由圖示電子流向知X為負(fù)極，Y為正極，則電流方向?yàn)閅→外電路→X，故A錯(cuò)；若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為鐵，Y為碳棒，B錯(cuò)；負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負(fù)極，故有活動性X>Y?！敬鸢浮緿5．甲醇燃料電池(DMFC)可用于筆記本電腦、汽車、遙感通訊設(shè)備等，它的一極通入甲醇，一極通入氧氣；電解質(zhì)是質(zhì)子交換膜，它能傳導(dǎo)氫離子(H＋)。電池工作時(shí)，甲醇被氧化為二氧化碳和水，氧氣在電極上的反應(yīng)是O2＋4H＋＋4e－=2H2O。下列敘述中不正確的是()A．負(fù)極的反應(yīng)式為CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋B．電池的總反應(yīng)方程式是2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2OC．電池工作時(shí)，H＋由正極移向負(fù)極D．電池工作時(shí)，電子從通入甲醇的一極流出，經(jīng)外電路再從通入氧氣的一極流入【解析】首先判斷出通入甲醇的一極失去電子作負(fù)極，通入氧氣的一極得到電子作正極。電池總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，B項(xiàng)正確；電池總反應(yīng)式減去氧氣在正極的電極反應(yīng)式，就得到了負(fù)極反應(yīng)式，A項(xiàng)也正確；電池工作時(shí)，H＋移向正極而不是移向負(fù)極，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾6．在理論上不能用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是()【導(dǎo)學(xué)號：92410042】A．H2SO4(aq)＋BaCl2(aq)=2HCl(aq)＋BaSO4(s)ΔH<0B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH<0C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH<0D．3Cu(s)＋8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)＋2NO(g)＋4H2O(l)ΔH<0【解析】理論上放熱的氧化還原反應(yīng)均能設(shè)計(jì)成原電池?！敬鸢浮緼7．M、N、P、E四種金屬：①M(fèi)＋N2＋=N＋M2＋②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸溶液中，電極反應(yīng)為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱順序是()A．PMNE B．ENMPC．PNME D．EPMN【解析】由①知，活潑性M>N，M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面產(chǎn)生氣泡，構(gòu)成原電池正極，活潑性P>M；N、E構(gòu)成的原電池N作負(fù)極，活潑性N>E。【答案】A8．紐扣電池可作計(jì)算器、電子表等的電源。有一種紐扣電池，其電極分別為Zn和Ag2O，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池的總反應(yīng)為Zn＋Ag2O＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。關(guān)于該電池的敘述不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：92410043】A．使用時(shí)電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極，Zn是負(fù)極B．使用時(shí)電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極，Ag2O是負(fù)極C．正極的電極反應(yīng)為Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－D．Zn極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O極發(fā)生還原反應(yīng)【解析】由總方程式可以看出，負(fù)極為Zn，正極為Ag2O，使用時(shí)電子由負(fù)極流向正極，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)也正確。【答案】B9．鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說法正確的是()A．充電時(shí)陽極反應(yīng)：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiOOH＋H2OB．充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C．放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變D．放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH－向正極移動【解析】充電時(shí)二次電池的電極反應(yīng)式為：陽極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O，陰極：Cd(OH)2＋2e－=Cd＋2OH－，即A正確；充電過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，B錯(cuò)；放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性減弱，C錯(cuò)；放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH－向負(fù)極移動，D錯(cuò)?！敬鸢浮緼10．(1)下列裝置屬于原電池的是________?！緦?dǎo)學(xué)號：92410044】(2)在選出的原電池中，________是負(fù)極，發(fā)生____________________反應(yīng)，________是正極，該極的現(xiàn)象是________。(3)此原電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________?！窘馕觥?1)構(gòu)成原電池的條件：a.兩個(gè)活潑性不同的電極；b.電解質(zhì)溶液；c.形成閉合回路；d.自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。根據(jù)此條件知⑤屬于原電池。(2)(3)在⑤原電池中，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，表面有氣泡冒出，反應(yīng)實(shí)質(zhì)為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑?！敬鸢浮?1)⑤(2)Fe氧化CuCu表面有氣泡產(chǎn)生(3)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑11．利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。在下圖方格內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并指出正極材料為____________，電極反應(yīng)式為____________；負(fù)極材料為________，電極反應(yīng)式為________?！窘馕觥繉n＋2FeCl3=ZnCl2＋2FeCl2拆分為：Zn－2e－=Zn2＋(氧化反應(yīng))，2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋(還原反應(yīng))。結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知，該電池的負(fù)極應(yīng)用鋅，正極用活潑性比鋅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘伲瑸楸ＷCFe3＋在正極得電子，電解質(zhì)溶液為FeCl3等易溶的鐵鹽溶液?！敬鸢浮縋t(或C)2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋ZnZn－2e－=Zn2＋或12．科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。(甲醇的燃燒熱為ΔH＝－kJ·mol－1)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________________，正極的電極反應(yīng)式為_________________________________。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為kJ，則該燃料電池的理論效率為________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)?！窘馕觥吭谌剂想姵刂?，通入氧氣的一極是正極，通入甲醇的一極是負(fù)極，根據(jù)甲醇中碳元素的化合價(jià)變化可推知1mol甲醇轉(zhuǎn)移6mol電子，故寫出負(fù)極反應(yīng)為CH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋；正極反應(yīng)為eq\f(3,2)O2＋6H＋＋6e－=3H2O。因?yàn)榧状嫉娜紵裏崾莐J·mol－1，故可求得該燃料電池的理論效率＝kJ÷kJ×100%≈%?！敬鸢浮緾H3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋eq\f(3,2)O2＋6H＋＋6e－=3H2O%[能力提升]13．(2023·江蘇高考)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：92410045】A．反應(yīng)CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：H2＋2OH－－2e－=2H2OC．電池工作時(shí)，COeq\o\al(2－,3)向電極B移動D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)【解析】A選項(xiàng)，甲烷中的C為－4價(jià)，一氧化碳中的C為＋2價(jià)，每個(gè)碳原子失去6個(gè)電子，因此每消耗1mol甲烷失去6mol電子，所以錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能參與電極反應(yīng)，電極反應(yīng)式應(yīng)為H2＋CO＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2＋H2O，所以錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，碳酸根離子應(yīng)向負(fù)極移動，即向電極A移動，所以錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，電極B上氧氣得電子和二氧化碳生成碳酸根離子，所以正確?！敬鸢浮緿14．(2023·天津高考)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：92410046】A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡【解析】A．Cu作正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；B.電池工作過程中，SOeq\o\al(2－,4)不參加電極反應(yīng)，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))基本不變；C.電池工作時(shí)，甲池反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，乙池反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，甲池中Zn2＋會通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池，以維持溶液中電荷平衡，由電極反應(yīng)式可知，乙池中每有64gCu析出，則進(jìn)入乙池的Zn2＋為65g，溶液總質(zhì)量略有增加，正確；D.由題干信息可知，陰離子不能通過陽離子交換膜?！敬鸢浮緾15．(1)今有2H2＋O2eq\o(=,\s\up17(KOH溶液),\s\do15())2H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，負(fù)極通的應(yīng)是________，正極通的應(yīng)是________，電極反應(yīng)式：負(fù)極為________________________________________，正極為________________________。(2)若把KOH溶液改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式：負(fù)極為_______