2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第1節(jié)第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能練習(xí)含解析新人教版必修2

PAGE1-第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與電能基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸溶液中，經(jīng)過一段時(shí)間后，下列各項(xiàng)敘述正確的是(D)A．負(fù)極有Cl2逸出，正極有H2逸出B．負(fù)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(gòu)成的原電池，負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋，正極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，溶液中陰離子移向負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極，負(fù)極旁邊Cl－濃度變大，但整個(gè)溶液中Cl－濃度不變，只有D項(xiàng)正確。2．某小組同學(xué)用鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(D)A．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置B．原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C．圖中a極為銅片、b極為鋅片時(shí)，a極上有氣泡產(chǎn)生D．圖中a極為銅片、b極為鋅片時(shí)，電子由銅片通過橙汁流向鋅片解析：銅片、鋅片、橙汁構(gòu)成的原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能，A項(xiàng)正確；鋅片作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)正確；橙汁顯酸性，在正極銅片上生成H2，C項(xiàng)正確；電子由負(fù)極鋅片流出，經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入兩份相同體積、相同物質(zhì)的量濃度且過量的稀硫酸中，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各圖為產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系，其中正確的是(A)解析：鋅粉質(zhì)量相等，硫酸過量，a中加入CuSO4溶液，少量鋅粉與Cu2＋反應(yīng)而削減，a中生成H2量少，a形成原電池，反應(yīng)速率快，所以選A。4．一學(xué)生用如圖裝置探討原電池原理，下列說法錯(cuò)誤的是(D)A．(1)圖中銅棒上沒有氣體產(chǎn)生B．(2)圖中假如兩極上都有氣體產(chǎn)生，則說明鋅片不純C．(2)圖與(3)圖中正極生成物質(zhì)量之比為1∶32時(shí)，鋅片減輕的質(zhì)量相等D．(3)圖中鋅片增重質(zhì)量與銅棒減輕質(zhì)量的比值為65∶64解析：裝置圖(1)，鋅和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，銅和稀硫酸不反應(yīng)，圖(1)中銅棒上沒有氣體產(chǎn)生，故A正確；圖(2)是原電池裝置，鋅作負(fù)極，銅作正極，溶液中氫離子在銅電極生成氫氣，鋅片不純會(huì)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(fù)極電極反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋，圖(2)中正極上電極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，圖(3)中正極電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，正極生成物質(zhì)量之比為1∶32時(shí)，依據(jù)電子守恒計(jì)算兩個(gè)原電池中電子轉(zhuǎn)移相同，所以反應(yīng)的鋅的質(zhì)量相同，故C正確；圖(3)是原電池裝置，鋅作負(fù)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(cuò)誤。5．如圖所示，杠桿A、B兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)整杠桿并使其在水中保持平衡，然后當(dāng)心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向推斷正確的是(試驗(yàn)中，不考慮兩球的浮力改變)(D)A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端高B端低B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端低B端高C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低；杠桿為絕緣體時(shí)，A端低B端高D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低B端高；杠桿為絕緣體時(shí)，A端高B端低解析：若杠桿是導(dǎo)體，則滴入硫酸銅后，裝置構(gòu)成原電池，鐵是負(fù)極，失去電子，被氧化，B端質(zhì)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(gòu)成原電池，此時(shí)鐵干脆和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成的銅附著在鐵表面，質(zhì)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(hào))。(Ⅱ)如上圖④所示，若是原電池，請(qǐng)回答下列問題(若不是，則不用回答)。(1)正極材料是__Ag__。(2)負(fù)極的電極反應(yīng)式為__Cu－2e－=Cu2＋__。(3)電池工作時(shí)總反應(yīng)的離子方程式是__Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag__。(4)陰離子的移動(dòng)方向?yàn)開_移向負(fù)極(銅極)__。(5)導(dǎo)線中電子的流向?yàn)開_負(fù)極到正極(或銅到銀)__。解析：(Ⅰ)①酒精不是電解質(zhì)溶液，不能組成原電池；②符合原電池的構(gòu)成條件；③未形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池；④符合原電池的構(gòu)成條件，所以選②④。(Ⅱ)(1)Cu比Ag活潑，所以正極是Ag。(2)Cu是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Cu－2e－=Cu2＋。(3)電池工作時(shí)總反應(yīng)為Cu置換Ag的反應(yīng)，離子方程式為：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag。(4)原電池中陰離子移向負(fù)極。(5)導(dǎo)線中電子從負(fù)極流向正極。7．A、B、C三個(gè)水槽中分別盛有200mL相同物質(zhì)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(yīng)的電極反應(yīng)式：B__Fe－2e－=Fe2＋__，C__2H＋＋2e－=H2↑__。(2)一段時(shí)間后，C中產(chǎn)生3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，硫酸恰好消耗完。此時(shí)三個(gè)燒杯中液體質(zhì)量最大的為__C__(填字母)，稀硫酸的物質(zhì)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(yīng)，反應(yīng)方程式為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；B中Sn、Fe、硫酸構(gòu)成原電池，金屬鐵較活潑，作負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，C中Zn、Fe、硫酸構(gòu)成原電池，金屬鋅較活潑，作負(fù)極，金屬鐵作正極，該極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑。(2)A中是金屬鐵和硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，進(jìn)入的是鐵(設(shè)1mol完全反應(yīng))，出來(lái)的是氫氣，質(zhì)量增重是54g，B中Sn、Fe、硫酸構(gòu)成原電池，進(jìn)入的是鐵(設(shè)1mol完全反應(yīng))，出來(lái)的是氫氣，質(zhì)量增重是54g，C中Zn、Fe、硫酸構(gòu)成原電池，進(jìn)入的是鋅(設(shè)1mol完全反應(yīng))，出來(lái)的是氫氣，質(zhì)量增重是63g，所以三個(gè)燒杯中液體質(zhì)量最大的為C，C中電池總反應(yīng)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(jù)氧化還原反應(yīng)：Cu2＋(aq)＋Fe(s)=Fe2＋(aq)＋Cu(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。(1)電極X的材料是__Fe__；電解質(zhì)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(yīng)式為__Fe－2e－=Fe2＋__。(3)針對(duì)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(shí)的總反應(yīng)：Cu2＋(aq)＋Fe(s)=Fe2＋(aq)＋Cu(s)，為放熱反應(yīng)B．原電池工作時(shí)，X電極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)C．原電池工作時(shí)，銀電極上發(fā)生氧化反應(yīng)D．原電池工作時(shí)，陽(yáng)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(jù)方程式可知Fe為負(fù)極，Cu2＋在正極得電子，所以電解質(zhì)溶液中肯定含有Cu2＋。(2)X為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋。(3)Ag電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子不斷移向正極(即Ag)，D錯(cuò)誤。(4)若Y為稀硫酸，Ag極上氫離子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，故有氣泡生成。實(shí)力提升一、選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．某同學(xué)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，并利用試驗(yàn)室材料制備原電池。下列關(guān)于該原電池的組成及現(xiàn)象描述正確的是(A)選項(xiàng)ABCD正極碳棒碳棒鐵棒碳棒負(fù)極鐵棒鐵棒鋅片鐵棒電解質(zhì)溶液FeCl3FeCl3H2SO4FeCl2現(xiàn)象鐵棒變細(xì)，碳棒四周溶液黃色變淺鐵棒變細(xì)，碳棒變粗鋅棒變細(xì)，鐵棒變粗鐵棒變細(xì)，碳棒不變解析：依據(jù)反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，可知該原電池中Fe為負(fù)極；反應(yīng)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(yīng)可知電解液為含F(xiàn)e3＋的溶液。綜上所述，A項(xiàng)正確。2．對(duì)于放熱反應(yīng)Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，下列敘述正確的是(AC)A．反應(yīng)過程中的能量關(guān)系可用右圖表示B．1molZn的能量大于1molH2的能量C．若將其設(shè)計(jì)為原電池，則鋅作負(fù)極D．若將其設(shè)計(jì)為原電池，當(dāng)有32.5gZn溶解時(shí)，正極放出的氣體肯定為11.2L解析：依據(jù)能量守恒，則反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A正確；反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)物和生成物均有兩種，無(wú)法比較1molZn和1molH2的能量大小，B錯(cuò)誤；若將其設(shè)計(jì)為原電池，鋅化合價(jià)上升，失電子，則鋅作負(fù)極，C正確；若將其設(shè)計(jì)為原電池，當(dāng)有32.5gZn溶解時(shí)，消耗鋅的物質(zhì)的量為0.5mo1，依據(jù)反應(yīng)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(cuò)誤。3．鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解液為硫酸，工作時(shí)的反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。已知PbSO4難溶于水。下列結(jié)論正確的是(AD)A．Pb為負(fù)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(dòng) D．電解液密度不斷減小解析：由總方程式可知Pb化合價(jià)上升，被氧化，為原電池負(fù)極，A正確；反應(yīng)過程中H2SO4被消耗，酸性減弱，pH不斷增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即移向Pb，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)中H2SO4消耗，有H2O生成，電解液密度變減小，D項(xiàng)正確。二、非選擇題4．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行試驗(yàn)。裝置現(xiàn)象二價(jià)金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是__A－2e－=A2＋__。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)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(qiáng)到弱的依次是__D>A>B>C__。解析：據(jù)圖(Ⅰ)知活潑性：A>B，A作負(fù)極，電極反應(yīng)為A－2e－=A2＋；據(jù)圖(Ⅱ)知活潑性：B>C，正極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu；據(jù)圖(Ⅲ)知活潑性：D>A，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，故c(H＋)減小，pH變大。據(jù)(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)知活潑性：D>A>B>C。5．原電池是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重要貢獻(xiàn)。某愛好小組為探討原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置：(1)a和b用導(dǎo)線連接，Cu極為原電池__正__極(填“正”或“負(fù)”)，電極反應(yīng)式為__2H＋＋2e－=H2↑__，Zn極發(fā)生__氧化__(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。溶液中H＋移向__Cu__(填“Cu”或“Zn”)極。(2)無(wú)論a和b是否連接，Zn片均被腐蝕。若轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，則理論上Zn片質(zhì)量減輕__6.5__g。(3)有同學(xué)想把Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，你認(rèn)為是否可行？__否__(填“是”或“否”)，理由是__此反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，且反應(yīng)吸熱__。解析：(1)a和b用導(dǎo)線連接，構(gòu)成原電池，總反應(yīng)為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，Cu極為原電池正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。Zn極發(fā)生氧化反應(yīng)。溶液中H＋移向Cu極。(2)依據(jù)Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑知，若轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，則理論上Zn片質(zhì)量減輕6.5g。(3)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體的反應(yīng)為吸熱的復(fù)分解反應(yīng)，而設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)為放熱的氧化還原反應(yīng)，故該反應(yīng)不能設(shè)計(jì)成原電池。6．甲、乙兩同學(xué)想利用原電池反應(yīng)檢驗(yàn)金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，兩人均用鎂片和鋁片作電極，但甲同學(xué)將兩電極放入6mol·L－1的H2SO4溶液中，乙同學(xué)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(yīng)式：__2H＋＋2e－=H2↑__。(2)圖2中負(fù)極為__鋁片__，總反應(yīng)的離子方程式為__2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑__。(3)甲、乙同學(xué)都認(rèn)為“假如構(gòu)成原電池的電極材料都是金屬，則作負(fù)極的金屬應(yīng)比作正極的金屬活潑”，則甲同學(xué)得出的結(jié)論是__Mg__的活動(dòng)性更強(qiáng)，乙同學(xué)得出的結(jié)論是__Al__的活動(dòng)性更強(qiáng)。(4)由該試驗(yàn)得出的下列結(jié)論中，正確的有__AD__(填序號(hào))。A．利用原電池反應(yīng)推斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱時(shí)應(yīng)留意選擇合適的電解質(zhì)B．鎂的金屬性不肯定比鋁的金屬性強(qiáng)C．該試驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性依次表已過時(shí)，沒有好用價(jià)值D．該試驗(yàn)說明化學(xué)探討對(duì)象困難，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)詳細(xì)問題詳細(xì)分析解析：甲同學(xué)依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，乙同學(xué)依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。由于Al與強(qiáng)堿的反應(yīng)是一個(gè)特例，因此不能作為推斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的依據(jù)。7．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)為Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag，其中一個(gè)電極反應(yīng)為Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。(1)推斷正負(fù)極的材料。__依據(jù)電池總反應(yīng)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(yīng)。因此Zn為負(fù)極材料，Ag2O為正極材料。__(2)寫出另一電極的電極反應(yīng)式，并推斷反應(yīng)類型。__Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，氧化反應(yīng)。利用總的電池反應(yīng)減去一極的電極反應(yīng)式，就可以得到另一極的電極反應(yīng)式。__(3)推斷電池工作時(shí)，電子的流淌方