化学反应与能量变化：化学反应与电能(知识点考试试题和参考答案)

第六章化学反应与能量
第一节化学反应与能量变化
第2课时化学反应与电能（知识点考试试题）
知识点一原电池的构成及工作原理
1.如图L6-1-6装置中,明显有电流产生的是( )
图L6-1-6
2.如图L6-1-7为铜锌原电池示意图,下列说法正确的是( )
图L6-1-7
A.锌片逐渐溶解
B.烧杯中溶液逐渐呈蓝色
C.电子由铜片通过导线流向锌片
D.Zn为正极,Cu为负极
3.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生大量气泡的是( )
A B C D
图L6-1-8
4.如图L6-1-9所示装置,电流表指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的( )
图L6-1-9
A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸
B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸
C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液
D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液
5.如图L6-1-10所示,两电极一个为碳棒,一个为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是( )
图L6-1-10
A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸
B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸
D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
知识点二原电池原理的应用
6.将过量的两份锌粉a、b分别加入等体积、等浓度的两份稀硫酸中,同时向a中加少量CuSO4溶液,图L6-1-11中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,其中正确的是( )
A B
C D
图L6-1-11
7.X、Y、Z、M、N代表五种金属,有以下反应:
①Y与M用导线连接放入稀硫酸中,M上冒气泡;
②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路,流入N极;
③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;
④水溶液中,X+Y2+X2++Y。

则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.Z>X>Y>M>N
B.Z>Y>X>M>N
C.Z>X>Y>N>M
D.X>Y>M>N>Z
知识点三常见化学电源
8.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用,下列叙述错误的是( )
图L6-1-12
A.甲:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-
B.乙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
C.丙:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
D.丁:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
9.据报道,锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染。

其电池反应为2Zn+O22ZnO,原料为锌粒、电解液和空气。

则下列叙述正确的是( )
A.锌为正极,空气进入负极反应
B.负极反应为Zn-2e-Zn2+
C.正极发生氧化反应
D.电解液为强酸
10.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为30% H2SO4溶液,放电时的电池反应为
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列说法正确的是( )
A.Pb为正极,被氧化
B.溶液的pH不断减小
C.S向PbO2极移动
D.溶液的pH不断增大
11.某兴趣小组设计如图L6-1-13所示的装置进行原电池原理的探究。

图L6-1-13
下列叙述错误的是( )
A.a和b不连接时,锌片上有气体生成,该装置不能形成原电池
B.a和b用导线连接时,铜片为正极,发生的反应式为2H++2e-H2↑
C.a和b用导线连接时,电子由Zn经导线流向Cu,再经稀硫酸流回Zn
D.无论a和b是否连接,稀硫酸均参与反应
12.某同学用如图L6-1-14所示实验来探究构成原电池的一般条件,下列说法中正确的是(提示:苯是非电解质)( )
图L6-1-14
A.左瓶的灯泡发光
B.右瓶的铜棒变粗
C.右瓶中铁棒为正极
D.左瓶:Fe-2e-Fe2+
13.2019诺贝尔化学奖授予三位对锂电池研究作出杰出贡献的科学家。

一种锂-空气电池如图L6-1-15所示。

当电池工作时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2―x(x=0或1)。

下列说法正确的是( )
图L6-1-15
A.多孔碳材料电极为负极
B.锂电极发生氧化反应
C.电池工作时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
D.正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-
14.把金属A放入盐B(NO3)2的溶液中,发生反应A+B2+A2++B,以下叙述正确的是( )
A.常温下,金属A一定能与水反应,B一定不能与水反应
B.A与B用导线连接后放入酒精中,一定形成原电池
C.A与B用导线连接后放入B(NO3)2的溶液中,一定有电流产生
D.由A、B和B(NO3)2溶液构成的原电池,A一定是正极,B一定是负极
15.一种微生物燃料电池的结构示意图如图L6-1-16,关于该电池的叙述正确的是( )
图L6-1-16
A.电池工作时,电子由a流向b
B.微生物所在电极区放电时发生还原反应
C.放电过程中,H+从正极区移向负极区
D.正极反应式为MnO2+4H++2e-Mn2++2H2O
16.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

装置
现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是。

(2)装置乙中正极的电极反应式是。

(3)装置丙中溶液的pH变化是。

(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是。

17.某化学兴趣小组研究课题为探究铝电极在原电池中的作用,为了完成这一课题,他们设计并进行了一系列实验,实验结果记录如下表:
编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向
1 Mg、Al 稀盐酸偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸偏向Cu
3 Al、C(石墨) 稀盐酸偏向C(石墨)
4 Mg、Al NaOH溶液偏向Mg
5 Al、Cu 浓硝酸先偏向Cu,片刻后偏向Al 根据表中的实验现象回答下列问题:
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同? (填“是”或“否”)。

(2)根据实验3完成下列填空:
①铝为极,电极反应式为。

②石墨为极,电极反应式为。

③电池总反应方程式为。

(3)实验4中铝作极,写出铝电极的电极反应式: 。

(4)解释实验5中电流计指针先偏向Cu,片刻后偏向Al的原因: 。

第2课时化学反应与电能（参考答案）
1.C [解析] 依据原电池的构成条件分析可知:A选项中酒精不是电解质溶液,不能构成原
电池;B选项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应,因而也不能构成
原电池;D选项中的装置没有构成闭合回路,不能构成原电池;只有C选项中的装置符合原电池的构成条件。

2.A [解析] 在该原电池中,Zn作负极,Zn溶解并失e-,在外电路中e-由Zn到Cu,在Cu电极表面,H+得e-生成H2,故Cu并没有参加任何反应,故A选项正确,B、C选项错误;Zn的活动性大于Cu,Zn为负极、Cu为正极,D选项错误。

3.A [解析] Zn和Cu相连插入稀硫酸中形成原电池,铜电极是正极,电极反应式为
2H++2e-H2↑,则铜电极表面产生大量气泡,A正确;Cu、Ag均不与稀硫酸反应,不能形成原电池,B错误;C装置不能构成闭合回路,C错误;该装置不能构成闭合回路,所以不能形成原电池,H+在Zn上得电子生成氢气,D错误。

4.D [解析] A极逐渐变粗,说明A极为原电池的正极,溶液中的金属阳离子得到电子后在A 极上析出;B极逐渐变细,说明B极为原电池的负极,失去电子后变成离子进入溶液中。

A和B 两项中的反应为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,则A选项中A极变细,B选项中A极不变。

C和D两项中的反应为Fe+2AgNO32Ag+Fe(NO3)2,其中C选项中A极变细,D选项中A极变粗。

5.C [解析] Fe、C形成的原电池中,负极铁失去电子,变成亚铁离子,由于a极上有大量气泡产生,所以反应为2H++2e-H2↑,a为正极,是碳棒;b为负极,是铁片;电解质溶液为硫酸。

6.B [解析] 等体积、等浓度的两份稀硫酸中n(H2SO4)相等,向a 中加少量CuSO4溶液,Zn与CuSO4发生置换反应生成Cu,Zn、Cu、稀硫酸形成原电池,生成氢气加快,故a中硫酸先反应完。

由于两份锌粉均过量,则硫酸完全反应,产生H2的体积相等,故只有B符合要求。

7.A [解析] ①Y与M用导线连接放入稀硫酸中,形成原电池,M上冒气泡,则M是正极,活动性:Y>M;②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路,流入N极,则M是负极,活动性:M>N;③Z能与冷水反应生成H2,则Z是非常活泼的金属;④X能在水溶液中置换出Y,则活动性:X>Y,综上所述,金属的活动性:Z>X>Y>M>N。

8.D [解析] 钮扣式银锌电池中,电解质溶液是KOH溶液,Ag2O是正极,发生还原反应,电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,A正确。

锌锰干电池中,锌筒作负极,锌发生氧化反应生成Zn2+进入电解质溶液,锌筒会变薄,B正确。

酸性氢氧燃料电池的总反应为2H2+O22H2O,
反应生成H2O,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,C正确。

原电池中阳离子向正极移动,则Zn2+向Cu电极移动;Cu电极的电极反应式为2H++2e-H2↑,反应消耗H+,则Cu电极附近溶液中H+浓度减小,D错误。

9.B [解析] Zn与O2反应的电子转移情况为所以Zn作负极,负极发生氧化反应Zn-2e-Zn2+。

O2是正极反应物,发生还原反应。

若电解液是强酸,电池的化学反应不是2Zn+O22ZnO,而是Zn+2H+Zn2++H2↑。

10.D [解析] 由铅蓄电池放电时电池总反应可知,Pb发生氧化反应,则Pb为负极,A错误;反应中不断消耗H2SO4,溶液的酸性减弱,pH不断增大,B错误,D正确;PbO2是正极,Pb是负极,则S向负极(Pb)移动,C错误。

11.C [解析] a和b不连接时,该装置不能形成原电池,Zn与硫酸发生置换反应生成H2,故锌片上有气体生成,A正确;a和b用导线连接时,形成原电池,由于Zn比Cu活泼,则铜片为正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,B正确;a和b用导线连接时,电子由Zn经导线流向Cu,但不能进入电解质溶液,C错误;无论a和b是否连接,均发生反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,稀硫酸均参与反应,D正确。

12.B [解析] 苯是非电解质,不能导电,Fe和Cu相连插入苯中,不能形成原电池,故左瓶的灯泡不发光,A、D均错误;右瓶中Fe和Cu相连插入CuSO4溶液中,形成原电池,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,Cu作正极,电极反应式为Cu2++2e-Cu,故右瓶的铜棒变粗,B正确,C错误。

13.B [解析] 多孔碳材料电极是惰性电极,作正极,A错误;锂电极是活性电极,作电池的负极,发生氧化反应生成Li+,B正确;电池工作时,外电路中电子由负极流向正极,故外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极,C错误;该电池为非水电解质体系,故正极上O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2―x,D错误。

14.C [解析] 金属A能从B(NO3)2溶液中置换出B,则金属的活泼性:A>B;A可以为Fe、Al等,常温下不能与水发生反应,A错误;酒精是非电解质,不能导电,故A与B用导线连接后放入酒精中,不能形成原电池,B错误;A与B用导线连接后放入B(NO3)2的溶液中,能形成原电池,发生反应:A+B2+A2++B,故一定有电流产生,C正确;由A、B和B(NO3)2溶液构成的原电池,A是负极,B是正极,D错误。

15.D [解析] 因为右侧产生CO2,说明微生物所在的电极区C m(H2O)n失电子生成CO2,电池工作时电子由b经外电路流向a极,A错误;微生物所在电极区放电时发生氧化反应,B错误;放电时阳离子向正极移动,C错误;放电时正极发生还原反应,D正确。

16.(1)A-2e-A2+(2)Cu2++2e-Cu (3)变大
(4)D>A>B>C
[解析] 据装置甲知活动性:A>B,A作负极,电极反应式为A-2e-A2+;据装置乙知活动
性:B>C,正极反应式为Cu2++2e-Cu;据装置丙知活动性:D>A,正极反应式为2H++2e-H2↑,故c(H+)减小,pH增大。

据甲、乙、丙知活动性强弱顺序:D>A>B>C。

17.(1)否
(2)①负2Al-6e-2Al3+②正6H++6e-3H2↑
③2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
(3)负Al+4OH--3e-Al+2H2O
(4)Al遇浓硝酸先发生钝化,此时Al作负极,Cu作正极,指针先偏向Cu,片刻后Cu与浓硝酸发生氧化还原反应,Cu作负极,Al作正极,指针偏向Al
[解析]
(1)实验1中Mg比Al更活泼,形成原电池时,Al作正极,电流计指针偏向Al;实验2中Al 比Cu活泼,形成原电池时,Al作负极,电流计指针偏向Cu。

(2)Al、C(石墨)形成原电池,电流计指针偏向C(石墨),则C(石墨)作正极,电极反应式为
6H++6e-3H2↑;Al作负极,电极反应式为2Al-6e-2Al3+。

(3)实验4中电流计指针偏向Mg,则Mg作正极,Al作负极,电解质溶液是NaOH溶液,则铝电
极的反应式为Al+4OH--3e-Al+2H2O。

(4)常温下,Al遇浓硝酸先发生钝化,此时Al作负极,Cu作正极,指针先偏向Cu,片刻后Cu与浓硝酸发生氧化还原反应,Cu作负极,Al作正极,指针偏向Al。