2024-2025學年新教材高中化學第六章化學反應與能量第1節(jié)第2課時化學反應與電能練習含解析新人教版必修2

PAGE1-第2課時化學反應與電能基礎達標一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．將鐵片和銀片用導線連接置于同一稀鹽酸溶液中，經過一段時間后，下列各項敘述正確的是(D)A．負極有Cl2逸出，正極有H2逸出B．負極旁邊Cl－的濃度減小C．正極旁邊Cl－的濃度漸漸增大D．溶液中Cl－的濃度基本不變解析：鐵片、銀片、稀鹽酸構成的原電池，負極反應Fe－2e－=Fe2＋，正極反應2H＋＋2e－=H2↑，溶液中陰離子移向負極，陽離子移向正極，負極旁邊Cl－濃度變大，但整個溶液中Cl－濃度不變，只有D項正確。2．某小組同學用鋅片、銅片、導線、電流計、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結論錯誤的是(D)A．原電池是將化學能轉化成電能的裝置B．原電池的負極發(fā)生氧化反應C．圖中a極為銅片、b極為鋅片時，a極上有氣泡產生D．圖中a極為銅片、b極為鋅片時，電子由銅片通過橙汁流向鋅片解析：銅片、鋅片、橙汁構成的原電池，將化學能轉為電能，A項正確；鋅片作負極，發(fā)生氧化反應，B項正確；橙汁顯酸性，在正極銅片上生成H2，C項正確；電子由負極鋅片流出，經導線流向銅片，D項錯誤。3．將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入兩份相同體積、相同物質的量濃度且過量的稀硫酸中，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各圖為產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系，其中正確的是(A)解析：鋅粉質量相等，硫酸過量，a中加入CuSO4溶液，少量鋅粉與Cu2＋反應而削減，a中生成H2量少，a形成原電池，反應速率快，所以選A。4．一學生用如圖裝置探討原電池原理，下列說法錯誤的是(D)A．(1)圖中銅棒上沒有氣體產生B．(2)圖中假如兩極上都有氣體產生，則說明鋅片不純C．(2)圖與(3)圖中正極生成物質量之比為1∶32時，鋅片減輕的質量相等D．(3)圖中鋅片增重質量與銅棒減輕質量的比值為65∶64解析：裝置圖(1)，鋅和稀硫酸發(fā)生反應生成氫氣，銅和稀硫酸不反應，圖(1)中銅棒上沒有氣體產生，故A正確；圖(2)是原電池裝置，鋅作負極，銅作正極，溶液中氫離子在銅電極生成氫氣，鋅片不純會形成原電池，鋅片表面也有氣體生成，故B正確；圖(2)與圖(3)中負極電極反應Zn－2e－=Zn2＋，圖(2)中正極上電極反應2H＋＋2e－=H2↑，圖(3)中正極電極反應為Cu2＋＋2e－=Cu，正極生成物質量之比為1∶32時，依據電子守恒計算兩個原電池中電子轉移相同，所以反應的鋅的質量相同，故C正確；圖(3)是原電池裝置，鋅作負極失電子生成鋅離子，銅作正極，溶液中銅離子得到電子生成銅，鋅電極減輕，銅電極增重，故D錯誤。5．如圖所示，杠桿A、B兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調整杠桿并使其在水中保持平衡，然后當心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向推斷正確的是(試驗中，不考慮兩球的浮力改變)(D)A．杠桿為導體或絕緣體時，均為A端高B端低B．杠桿為導體或絕緣體時，均為A端低B端高C．當杠桿為導體時，A端高B端低；杠桿為絕緣體時，A端低B端高D．當杠桿為導體時，A端低B端高；杠桿為絕緣體時，A端高B端低解析：若杠桿是導體，則滴入硫酸銅后，裝置構成原電池，鐵是負極，失去電子，被氧化，B端質量減小，銅是正極，溶液中的銅離子得到電子，析出銅，附著在銅電極表面，所以A端低，B端高；若杠桿是絕緣體，不能構成原電池，此時鐵干脆和硫酸銅發(fā)生置換反應，生成的銅附著在鐵表面，質量增加，因此A端高，B端低，故D正確。二、非選擇題6．(Ⅰ)下列裝置能組成原電池的是__②④__(填序號)。(Ⅱ)如上圖④所示，若是原電池，請回答下列問題(若不是，則不用回答)。(1)正極材料是__Ag__。(2)負極的電極反應式為__Cu－2e－=Cu2＋__。(3)電池工作時總反應的離子方程式是__Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag__。(4)陰離子的移動方向為__移向負極(銅極)__。(5)導線中電子的流向為__負極到正極(或銅到銀)__。解析：(Ⅰ)①酒精不是電解質溶液，不能組成原電池；②符合原電池的構成條件；③未形成閉合回路，不能構成原電池；④符合原電池的構成條件，所以選②④。(Ⅱ)(1)Cu比Ag活潑，所以正極是Ag。(2)Cu是負極，發(fā)生氧化反應：Cu－2e－=Cu2＋。(3)電池工作時總反應為Cu置換Ag的反應，離子方程式為：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag。(4)原電池中陰離子移向負極。(5)導線中電子從負極流向正極。7．A、B、C三個水槽中分別盛有200mL相同物質的量濃度的稀硫酸：(1)分別寫出B、C裝置中鐵片表面發(fā)生反應的電極反應式：B__Fe－2e－=Fe2＋__，C__2H＋＋2e－=H2↑__。(2)一段時間后，C中產生3.36L(標準狀況下)氣體時，硫酸恰好消耗完。此時三個燒杯中液體質量最大的為__C__(填字母)，稀硫酸的物質的量濃度為__0.75__mol·L－1。解析：(1)A中是金屬鐵和硫酸發(fā)生置換反應，反應方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；B中Sn、Fe、硫酸構成原電池，金屬鐵較活潑，作負極，電極反應為Fe－2e－=Fe2＋，C中Zn、Fe、硫酸構成原電池，金屬鋅較活潑，作負極，金屬鐵作正極，該極發(fā)生的電極反應為2H＋＋2e－=H2↑。(2)A中是金屬鐵和硫酸發(fā)生置換反應，進入的是鐵(設1mol完全反應)，出來的是氫氣，質量增重是54g，B中Sn、Fe、硫酸構成原電池，進入的是鐵(設1mol完全反應)，出來的是氫氣，質量增重是54g，C中Zn、Fe、硫酸構成原電池，進入的是鋅(設1mol完全反應)，出來的是氫氣，質量增重是63g，所以三個燒杯中液體質量最大的為C，C中電池總反應為H2SO4＋Zn=ZnSO4＋H2↑，n(H2SO4)＝n(H2)＝eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.15mol，則c(H2SO4)＝eq\f(0.15mol,0.2L)＝0.75mol·L－1。8．依據氧化還原反應：Cu2＋(aq)＋Fe(s)=Fe2＋(aq)＋Cu(s)設計的原電池如圖所示。(1)電極X的材料是__Fe__；電解質溶液Y是__硫酸銅溶液(或氯化銅溶液等)__。(2)X電極上發(fā)生的電極反應式為__Fe－2e－=Fe2＋__。(3)針對上述原電池裝置，下列說法中不正確的是__C、D__。A．原電池工作時的總反應：Cu2＋(aq)＋Fe(s)=Fe2＋(aq)＋Cu(s)，為放熱反應B．原電池工作時，X電極流出電子，發(fā)生氧化反應C．原電池工作時，銀電極上發(fā)生氧化反應D．原電池工作時，陽離子不斷移向X電極(4)若Y為稀硫酸，Ag極上出現(xiàn)的現(xiàn)象是__有氣泡生成__。解析：(1)依據方程式可知Fe為負極，Cu2＋在正極得電子，所以電解質溶液中肯定含有Cu2＋。(2)X為負極，電極反應式為Fe－2e－=Fe2＋。(3)Ag電極為正極，發(fā)生還原反應，C錯誤；原電池工作時，陽離子不斷移向正極(即Ag)，D錯誤。(4)若Y為稀硫酸，Ag極上氫離子發(fā)生還原反應生成氫氣，故有氣泡生成。實力提升一、選擇題(每小題有1個或2個選項符合題意)1．某同學依據化學反應Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，并利用試驗室材料制備原電池。下列關于該原電池的組成及現(xiàn)象描述正確的是(A)選項ABCD正極碳棒碳棒鐵棒碳棒負極鐵棒鐵棒鋅片鐵棒電解質溶液FeCl3FeCl3H2SO4FeCl2現(xiàn)象鐵棒變細，碳棒四周溶液黃色變淺鐵棒變細，碳棒變粗鋅棒變細，鐵棒變粗鐵棒變細，碳棒不變解析：依據反應Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，可知該原電池中Fe為負極；反應過程中Fe3＋在正極得電子生成Fe2＋，故正極區(qū)Fe3＋的濃度降低；由電池反應可知電解液為含F(xiàn)e3＋的溶液。綜上所述，A項正確。2．對于放熱反應Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，下列敘述正確的是(AC)A．反應過程中的能量關系可用右圖表示B．1molZn的能量大于1molH2的能量C．若將其設計為原電池，則鋅作負極D．若將其設計為原電池，當有32.5gZn溶解時，正極放出的氣體肯定為11.2L解析：依據能量守恒，則反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應為放熱反應，A正確；反應物的總能量高于生成物的總能量，反應物和生成物均有兩種，無法比較1molZn和1molH2的能量大小，B錯誤；若將其設計為原電池，鋅化合價上升，失電子，則鋅作負極，C正確；若將其設計為原電池，當有32.5gZn溶解時，消耗鋅的物質的量為0.5mo1，依據反應方程式可知生成0.5molH2，但氣體所處狀態(tài)未知，不能確定氣體體積，D錯誤。3．鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解液為硫酸，工作時的反應為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。已知PbSO4難溶于水。下列結論正確的是(AD)A．Pb為負極，被氧化 B．溶液的pH不斷減小C．SOeq\o\al(2－,4)只向PbO2處移動 D．電解液密度不斷減小解析：由總方程式可知Pb化合價上升，被氧化，為原電池負極，A正確；反應過程中H2SO4被消耗，酸性減弱，pH不斷增大，B項錯誤；陰離子向負極移動，即移向Pb，C項錯誤；反應中H2SO4消耗，有H2O生成，電解液密度變減小，D項正確。二、非選擇題4．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行試驗。裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質量增加A上有氣體產生依據試驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負極的電極反應式是__A－2e－=A2＋__。(2)裝置乙中正極的電極反應式是__Cu2＋＋2e－=Cu__。(3)裝置丙中溶液的pH__變大__(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活潑性由強到弱的依次是__D>A>B>C__。解析：據圖(Ⅰ)知活潑性：A>B，A作負極，電極反應為A－2e－=A2＋；據圖(Ⅱ)知活潑性：B>C，正極反應為Cu2＋＋2e－=Cu；據圖(Ⅲ)知活潑性：D>A，正極反應為2H＋＋2e－=H2↑，故c(H＋)減小，pH變大。據(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)知活潑性：D>A>B>C。5．原電池是化學對人類的一項重要貢獻。某愛好小組為探討原電池原理，設計如圖裝置：(1)a和b用導線連接，Cu極為原電池__正__極(填“正”或“負”)，電極反應式為__2H＋＋2e－=H2↑__，Zn極發(fā)生__氧化__(填“氧化”或“還原”)反應。溶液中H＋移向__Cu__(填“Cu”或“Zn”)極。(2)無論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕。若轉移了0.2mol電子，則理論上Zn片質量減輕__6.5__g。(3)有同學想把Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應設計成原電池，你認為是否可行？__否__(填“是”或“否”)，理由是__此反應為非氧化還原反應，且反應吸熱__。解析：(1)a和b用導線連接，構成原電池，總反應為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，Cu極為原電池正極，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑。Zn極發(fā)生氧化反應。溶液中H＋移向Cu極。(2)依據Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑知，若轉移了0.2mol電子，則理論上Zn片質量減輕6.5g。(3)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應為吸熱的復分解反應，而設計成原電池的反應為放熱的氧化還原反應，故該反應不能設計成原電池。6．甲、乙兩同學想利用原電池反應檢驗金屬的活動性強弱，兩人均用鎂片和鋁片作電極，但甲同學將兩電極放入6mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同學將兩電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，裝置如圖所示。(1)寫出圖1中正極的電極反應式：__2H＋＋2e－=H2↑__。(2)圖2中負極為__鋁片__，總反應的離子方程式為__2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑__。(3)甲、乙同學都認為“假如構成原電池的電極材料都是金屬，則作負極的金屬應比作正極的金屬活潑”，則甲同學得出的結論是__Mg__的活動性更強，乙同學得出的結論是__Al__的活動性更強。(4)由該試驗得出的下列結論中，正確的有__AD__(填序號)。A．利用原電池反應推斷金屬活動性強弱時應留意選擇合適的電解質B．鎂的金屬性不肯定比鋁的金屬性強C．該試驗說明金屬活動性依次表已過時，沒有好用價值D．該試驗說明化學探討對象困難，反應受條件影響較大，因此應詳細問題詳細分析解析：甲同學依據的化學反應原理是Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，乙同學依據的化學反應原理是2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。由于Al與強堿的反應是一個特例，因此不能作為推斷金屬活動性強弱的依據。7．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH溶液，總反應為Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag，其中一個電極反應為Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。(1)推斷正負極的材料。__依據電池總反應可知Zn失電子被氧化而溶解，Ag2O得電子被還原發(fā)生還原反應。因此Zn為負極材料，Ag2O為正極材料。__(2)寫出另一電極的電極反應式，并推斷反應類型。__Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，氧化反應。利用總的電池反應減去一極的電極反應式，就可以得到另一極的電極反應式。__(3)推斷電池工作時，電子的流淌方