化學(xué)反應(yīng)與電能（練習(xí)）2023學(xué)年高一化學(xué)下學(xué)期期中期末知識串講（人教版2019必修第二冊）（解析版）

專題06化學(xué)反應(yīng)與電能

【專題過關(guān)】

1.（2022春?云南曲靖?高一?？计谥校┫铝性O(shè)備工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是

【答案】A

【詳解】

A.鋰離子電池放電時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A符合題意;

B.太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，B不符合題意：

C.燃?xì)庠顚⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，C不符合題意；

D.硅太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，D不符合題意；

故選A<,

2.（2022春.吉林遼源.高一校聯(lián)考期末）下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是

A.CO2+C=2CO

B.SO3+H2O=H2SO4

占燃

C.CH4+2O2≡^CO2+2H2O

D.Ba（OH）1+H2SO4=BaSO4+2H,O

【答案】C

【解析】可設(shè)計成原電池的反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，B和D不是氧化還原反應(yīng)，A不是自發(fā)的氧化還

原反應(yīng)，C可設(shè)計成燃料電池，是原電池，故選C。

3.下列說法正確的是

A.構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是金屬

B.實驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀硫酸反應(yīng)

C.在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原

D.原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能

【答案】B

【詳解】A.構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須導(dǎo)電，如石墨、金屬等，不一定必須是金屬才行，故A錯

、口

慶；

B.粗鋅含有雜質(zhì)，在酸性條件下形成原電池，加速反應(yīng)，故粗鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣快，故B正確;

C.在原電池中，負(fù)極失電子，被氧化，電子從負(fù)極流出，故C錯誤；

D.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，單質(zhì)還存在熱量等的產(chǎn)生，故D錯誤；

故選B。

4.把鋅片、銅片用導(dǎo)線連接后插入硫酸銅溶液中，當(dāng)電路中有0.4mol電子通過時，負(fù)極的質(zhì)量變化是

A.減少13gB.增加6.5gC.增加13gD.減少11.2g

【答案】A

【解析】鋅片、銅片和硫酸銅溶液形成的原電池中，較活潑的金屬鋅片作負(fù)極，銅片作正極，負(fù)極上鋅失

電子變成鋅離子進(jìn)入溶液，所以負(fù)極質(zhì)量會減少，正極上銅離子得電子生成銅單質(zhì)，所以正極上銅片質(zhì)量

會增加，根據(jù)金屬和轉(zhuǎn)移電子的關(guān)系計算即可。

鋅片、銅片和硫酸銅溶液形成的原電池中，較活潑的金屬鋅片作負(fù)極，銅片作正極，負(fù)極上鋅失電子質(zhì)量

減少，正極上銅離子得電子質(zhì)量增加。設(shè)負(fù)極上質(zhì)量減少X,負(fù)極上的電極反應(yīng)式為：

Zn-2e^=Zn2+

65g2mol

X0.4mol

x=65gx0.4mol=i3g）所以負(fù)極殖量減少13go

Zmol

故選A*

5.（2022春?吉林遼源?高一校聯(lián)考期末）某小組為研究原電池原理，設(shè)計如圖裝置。下列敘述正確的是

A.a和b不連接時，鐵片上會有H?產(chǎn)生

B.a和b用導(dǎo)線連接時，電子由a流向b

C.a和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu?++2e=Cu

D?a和b連接時，鐵會溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色；a和b不連接時，鐵片不發(fā)生反應(yīng)

【答案】C

【解析】A.a和b不連接時，鐵片與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，鐵片表面有銅生成，A錯誤；B.a和b用導(dǎo)線

連接時構(gòu)成原電池裝置，鐵為負(fù)極，銅為正極，電子由鐵流出，通過b流向a,B錯誤；C.a和b用導(dǎo)線

連接時構(gòu)成原電池裝置，鐵為負(fù)極，銅為正極，正極的反應(yīng)為：銅離子得電子生成銅單質(zhì)，C正確；D.a

和b連接時構(gòu)成原電池裝置，鐵為負(fù)極，鐵會溶解，銅為正極，正極的反應(yīng)為：銅離子得電子生成銅單質(zhì)，

溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色；a和b不連接時，鐵片與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，鐵片表面有銅生成，D錯誤;

故選Co

6.（2022春?山東荷澤?高一?？茧A段練習(xí)）關(guān)于如圖所示裝置的敘述中正確的是

B.溶液中的Fe?+向銅棒移動

C.電子從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒

D.碳棒上有紅色銅生成

【答案】C

【分析】因為CU的金屬活動性大于C,且Cu能與FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)2FeCb+Cu=2FeC12+CuC12,所以CU

作負(fù)極，C作正極。

【詳解】A.由分析可知，銅是負(fù)極，A不正確；

B.由分析可知，銅棒為負(fù)極，碳棒為正極，電池工作時，溶液中的Fd+向碳棒移動，B不正確：

C.電池工作時，電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，即從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒，C正確；

D.碳棒為正極，發(fā)生反應(yīng)Fe3++b=Fe2+,則沒有紅色銅生成，D不正確；

故選C。

7.有甲、乙、丙、丁四種金屬，將甲乙用導(dǎo)線相連放入稀硫酸中可以看到甲慢慢溶解，而乙表面上有氣泡

逸出，把丁放到甲的硫酸鹽溶液中，丁的表面覆蓋一層甲的單質(zhì)，丙能和水反應(yīng)放出氫氣，甲能和稀鹽酸

反應(yīng)放出氫氣，己知四種金屬中有一種是銅，則銅是

A.甲B.乙C.丙D.丁

【答案】B

【詳解】

甲、乙用導(dǎo)線相連放入稀HzSCU中，甲慢慢溶解，乙表面上有氣泡逸出，則甲為原電池負(fù)極，活潑性：甲＞

乙；

把丁放到甲的硫酸鹽溶液中，丁的表面覆蓋一層甲的單質(zhì)，說明活潑性：丁＞甲;

甲放入稀鹽酸中會產(chǎn)生Hz,則甲排在氫的前面，丙能和水反應(yīng)放出氫氣，則活潑性：丙＞甲＞H；

可得活潑順序為：?。緝?nèi)＞甲＞乙，由甲＞H,說明只有乙才可能排在H后，故金屬銅是乙，故選：Bo

8.（2022春?內(nèi)蒙古呼倫貝爾?高一?？计谀┫铝兴膫€常用電化學(xué)裝置的敘述錯誤的是

A水果電池圖B干電池C鉛蓄電池D氫氧燃料電池

A.水果電池中電流從銅片流出

B.干電池中鋅皮作負(fù)極

C.鉛蓄電池放電過程中硫酸溶液濃度減小

D.燃料電池正極反應(yīng)：02+2H20+4e=40H

【答案】D

【解析】A.鋅的活動性比銅強(qiáng)，鋅作負(fù)極，銅作正極，水果電池中電流從銅片流出經(jīng)導(dǎo)線到鋅片，A正確；

B.鋅為金屬，石墨為非金屬，干電池中鋅皮作負(fù)極，B正確；C.鉛蓄電池中Pb作負(fù)極，PbO2作正極，

總反應(yīng)為：Pb02+2H2S04+Pb=2PbS04+2H20,消耗了硫酸，放電過程中硫酸溶液濃度減小，C正確；D.氫

氧燃料電池中氫氣為負(fù)極，氧氣為正極，正極氧氣得電子結(jié)合氫離子生成水，電極反應(yīng)式為：

+

O2+4e+4H=2H2O,D錯誤；答案選D。

9.（2022春?江蘇鹽城?高一?？茧A段練習(xí)）鋅一空氣電池（原理如下圖）適宜用作城市電動車的動力電源，放

電時Zn轉(zhuǎn)化為Zn0。則該電池放電時下列說法正確的是

A.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.氧氣在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)

C.電流由Zn電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極D.該電池放電時OH一向石墨電極移動

【答案】B

【分析】由圖可知，該裝置為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，鋅電極為電池的負(fù)極，石墨電極為電池的正極。

【詳解】A.由分析可知，該裝置為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，故A錯誤；

B.由分析可知，石墨電極為電池的正極，水分子作用下氧氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離

子，故B正確；

C.由分析可知，鋅電極為電池的負(fù)極，石墨電極為電池的正極，則電流由正極石墨電極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極鋅

電極，故C錯誤；

D.由分析可知，鋅電極為電池的負(fù)極，石墨電極為電池的正極，則電池放電時陰離子氫氧根離子向鋅電極

移動，故D錯誤；

故選B。

10.（2022春?四川廣元?高一?？计谥校┤剂想姵厥悄壳半姵匮芯康臒狳c之一。現(xiàn)有某課外小組自制的氫氧

燃料電池，如圖所示，a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是

A.a極是負(fù)極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.b極反應(yīng)是02+2H20-4e-=40H-

C.總反應(yīng)方程式為2H2+O2=2H2O

+

D.若將H2改成CH4,則負(fù)極電極反應(yīng)為：CH4-8e+2H2O=Cθ2+8H

【答案】BD

【分析】氫氧燃料電池工作時，通入氫氣的一極（a極）為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極（b

極）為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，負(fù)極反應(yīng)為：H2-2e-+2OH?=2H2O,正

極反應(yīng)為：θ2+4e-+2H9=4OH-,總反應(yīng)方程式為2H2+O2=2H2O,據(jù)此解答。

【詳解】A.氫氧燃料電池工作時，通入氫氣的一極（a極）為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；

B.通入氧氣的一極（b極）為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為：θ2+4e+2H2θ=4OH?,故B錯誤；

C.氫氧燃料電池的電池總反應(yīng)方程式與氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式一致，都是2H2+Ch=2Hq,故C

正確；

D.若將H2改成CH4,堿性環(huán)境下甲烷在負(fù)極轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，則負(fù)極電極反應(yīng)為：CH4-8C+10OH=CO;-

+7H2O,故D錯誤。

11.（2022春?浙江嘉興?高一?？茧A段練習(xí)）某種氫氧燃料電池已經(jīng)成功應(yīng)用在城市公交汽車上，該電池用

30%H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液。有關(guān)這種燃料電池的下列說法正確的是

A.該電池工作時，正極區(qū)域溶液PH上升

B.a電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.正極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e=40H

D.該電池能夠?qū)⒒瘜W(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能且產(chǎn)物是水，屬于環(huán)境友好電池

【答案】A

+

【詳解】A.正極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：θ2+4H+4e=2H2O,氫離子濃度減小，該電池工作時，正極區(qū)域

溶液PH上升，A正確；

B.該裝置為原電池，通入氫氣的為負(fù)極，a電極為負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯誤；

C.多孔金屬b通入氧氣，氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，做正極，酸性條件下，正極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：

+

O2+4H+4e=2H2O,C錯誤；

D.該電池能量轉(zhuǎn)化率高，但不能全部轉(zhuǎn)化，且產(chǎn)物是水，屬于環(huán)境友好電池，D錯誤；

答案選A。

12.（2022春?江西九江?高一校聯(lián)考期末）在強(qiáng)堿性溶液中主要以HOz形式存在。ALH燃料電池工

作原理如圖所示。正極反應(yīng)式為HO；+2e+H2O=3OH,提示：電池效率等于電路上通過的電子數(shù)與負(fù)極失

去電子數(shù)之比。下列說法錯誤的是

A.AI極發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電流由Pt極經(jīng)負(fù)載流向AI極

C.放電時，OH向AI極遷移

D.若正極生成4.5molOH~,電路經(jīng)過2.4mol電子，電池效率為60%

【答案】D

【解析】觀察圖示知，AI-H2O2燃料電池中鋁電極為負(fù)極，柏電極為正極。A.負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A項正

確；B.電流由正極經(jīng)外電路流向負(fù)極，B項正確；C.銷極為正極，鋁極為負(fù)極，OH向負(fù)極遷移，C項正

確；D.正極反應(yīng)式為He)J+2白+凡0=30田，n(θH)=4.5mol,n(e)≈3mol,電池效率

η=空㈣XIOo%=80%,D項錯誤。故選D。

3mol

13.(2021.浙江高一月考)由A、B、C、D四種金屬按表中裝置圖進(jìn)行實驗。

4OlI內(nèi)?p[?n?]L

裝置乙M

甲ι??

稀硫酸CuSO,溶液稀疏酸

現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生

根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題：

(1)裝置甲中作正極的是(填"A”或"B”)。

(2)裝置乙溶液中C電極反應(yīng):；外電路中電子由(填“C極向B極移動”或"B極向C極移動")。

(3)裝置丙中金屬A上電極反應(yīng)屬于(填“氧化反應(yīng)''或"還原反應(yīng)”)。

(4)四種金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序是。

【答案】BCu2++2e=CuB極向C極移動還原反應(yīng)D>A>B>C

【詳解】(1)圖甲中金屬A不斷溶解，根據(jù)原電池工作原理，A應(yīng)為負(fù)極，B應(yīng)為正極；答案為B；

(2)裝置乙中C的質(zhì)量增加，C為正極，B為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CU2++2-=CU;外電路中電子由負(fù)極B極

向正極C極移動；

(3)裝置A上有氣體產(chǎn)生，電極反應(yīng)式為2H'+2e=H2T,A為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，則D為負(fù)極；

(4)根據(jù)構(gòu)成原電池的條件，一般金屬性強(qiáng)的作負(fù)極，綜上所述，金屬性強(qiáng)弱順序是D>A>B>C.

【點睛】

負(fù)極的判斷，①根據(jù)電子流向，電子從負(fù)極流向正極；②電流的方向，電流從正極流向負(fù)極；③一般負(fù)極

失去電子，質(zhì)量減少；④離子移動方向，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動；⑤化合價升高的一極為

負(fù)極。

14.(2022春?廣東廣州?高一華南師大附中?？计谀?現(xiàn)有純鋅片、純銅片，50OmLo.2mol?L的HAO11溶

液、導(dǎo)線、IooomL量筒。試用下圖裝置來測定鋅和稀硫酸反應(yīng)時在某段時間內(nèi)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量。

(1)如圖所示，裝置氣密性良好，且Io(X)mL量筒中已充滿了水，則開始實驗時，首先要

(2)a電極的反應(yīng)式為,b電極的反應(yīng)式為<,

(3)當(dāng)量筒中收集到672mL氣體時(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量是。

(4)如果將a,b兩電極的電極材料對調(diào)，U形管中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是o

【答案】(1)用導(dǎo)線把a(bǔ),b兩電極連接起來

+

⑵Zn-2e=Z∏2+2H+2e=H2T

(3)0.06mol

(4)左端液面下降，右端液面上升

【解析】(1)要形成原電池，需要閉合線路，故首先要用導(dǎo)線把a(bǔ)、b兩電極連接起來。

(2)根據(jù)圖示，氫氣在b電極生成，所以b是正極、a是負(fù)極；a電極是鋅，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)

極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn”,b電極是銅，氫離子得電子生成氫氣，正極反應(yīng)式為2H,+2e-=H?T：(3)672mL

氣體為H2,其物質(zhì)的量為n(H,)="!?72Lo.o3mol,根據(jù)2H*+2e===凡T可知，

22.4L?mol

n(e)=2n(H2)=2×0.03mol=0.06molo

(4)如果將a、b兩電極的電極材料對調(diào)，則a極產(chǎn)生氣體，故U形管中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是U形管左端液面

下降，右端液面上升。

15.(2022春?北京石景山?高一統(tǒng)考期末)閱讀下列短文并填空。

“綠色辦奧”是北京冬奧會四大辦奧理念之首，在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，全球首次服務(wù)體育賽事的大批量氫燃料

客車在北京冬奧會上閃亮登場。

氫燃料大客車從車輛排放端實現(xiàn)了零污染、零排放。氫燃料電池是氫氣和氧化劑通過特定裝置發(fā)生反應(yīng)將

化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)電源。氫氧燃料電池在工作時，氧化劑和還原劑不接觸即可在電池內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)

生成HzO,同時產(chǎn)生電能。

氫燃料客車還搭載了“U度”綜合熱管理技術(shù)。該技術(shù)可將氫燃料電池所產(chǎn)生的“廢熱”循環(huán)利用，為車內(nèi)采暖、

除霜、除霧提供能量。該車的極寒動力電池能讓車輛實現(xiàn)零下30攝氏度極寒低溫起動。

未來，氫燃料客車有望從“冬奧平臺”出發(fā)，將應(yīng)用場景拓展延仰至更多領(lǐng)域。

(1)氫燃料電池工作時負(fù)極通入的物質(zhì)是。

(2)氫燃料電池工作時涉及的能量轉(zhuǎn)化形式有。

a?電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

b.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

c.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能

d.太陽能轉(zhuǎn)化為電能

(3)氫燃料電池生成ImOlH2。時，通過線路的電子是mol。

(4)下列關(guān)于氫燃料客車的說法，正確的是。

a?氫燃料客車環(huán)保，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)

b.氫氧燃料電池工作時的總反應(yīng)為2氏+。2=210

c.氫燃料客車不能在極寒天氣中使用

【答案】(I)H2(2)bc(3)2(4)ab

【解析】(1)氫燃料電池工作時負(fù)極通入的物質(zhì)是H?,故答案為：H2;

(2)氫氧燃料電池屬于原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在反應(yīng)過程中放熱，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故答案為：

be；

(3)氫氧燃料電池中由總反應(yīng)2H2+O2=2H2O可知，每生成2molH2θ即36g水時，轉(zhuǎn)移電子4mol,所以每

生成ImOIH2。則理論上電路中通過的電子2mol,故答案為：2；

(4)a.氫燃料客車環(huán)保，生成為水，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，故a正確；b.氫氧燃料電池工作時的總反應(yīng)為氫

氣和氧氣反應(yīng)生成水，化學(xué)方程式為：2H2+O2=2H2O,故b正確：C.氫氧燃料電池工作時的總反應(yīng)為氫氣和

氧氣反應(yīng)生成水，能在極寒天氣中使用，故C錯誤；故答案為：abo

16.(2022春?陜西延安?高一?？计谥?化學(xué)電池在通信、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)下列裝置中能夠組成原電池的是(填序號)。

(2)現(xiàn)有如下兩個反應(yīng):A、NaOH+HCl=NaCl+H2O-B、Cu+2Ag*=2Ag+Cu"。

①根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計成原電池。如果不能，說明其原因。

②如果可以，請在下面方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，注明電極材料和電解質(zhì)溶液等

(3)如圖是某鋅鎰干電池的基本構(gòu)造圖。

鋅粉和氫

氧化鉀的

混合物

二氧化鋅

?一上一金屬外殼

①該堿性鋅鎰干電池的總反應(yīng)式為2MnO,+Zn+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,該電池工作時正極的電極

反應(yīng)式是。

②關(guān)于該電池的使用和性能，下列說法正確