人教版化學高一必修2第二章第二節化學能與電能同步練習一、選擇題1.某原電池的總反應離子方程式為：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，則該原電池的正確組成可以是下列的（）答案：C知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：該原電池負極為鋅，正極是比鋅穩定的金屬/導電的非金屬，電解質溶液中含有Cu2＋。分析：考查原電池正負極材料和電解質溶液的選擇，根據原電池的組成進行判斷。2.如圖所示是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡上的記錄如下，則卡片上的描述合理的是（）實驗后的記錄：

①Cu為負極，Zn為正極

②Cu極上有氣泡產生，發生還原反應

③SO42-向Cu極移動

④若有電子流經導線，則可產生氣體

⑤電子的流向是：Cu-→Zn

⑥正極反應式：Cu+2e-═Cu2+，發生氧化反應A．①②③

B．②④

C．②④⑥

D．③④⑤答案：B知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：該電池中Zn作負極，Cu作正極。電極反應式為負極：Zn－2e－=Zn2＋，發生氧化反應；正極：2H＋＋2e－=H2↑，發生還原反應；放電時外電路中電子由負極流向正極，電解質溶液中陽離子移向正極，陰離子一般移向負極；由2H＋＋2e－=H2↑知若有mol電子流經導線，則可產生mol氣體。分析：考查原電池中正負極和電極反應的判斷，電子的流向和計算，電極反應式的書寫。3.下列說法中正確的是

（）A．鎳氫電池、鋰離子電池和堿性鋅錳干電池都是二次電池B．燃料電池是一種高效但是會污染環境的新型電池C．化學電池的反應基礎是氧化還原反應D．鉛蓄電池放電的時候正極材料是Pb，負極材料PbO2答案：C知識點：常見化學電源的種類及其工作原理解析：解答：A項中堿性鋅錳干電池是一次電池；燃料電池是一種高效、不會污染環境的新型電池，鉛蓄電池放電的時候正極是PbO2，負極是Pb。因此選C項。分析：考查化學電池工作原理和分類，以及對環境的影響。4.將等質量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加入少量CuSO4溶液，下列各圖中產生H2的體積V（L）與時間t（min）的關系，正確的是（）答案：A知識點：原電池和電解池的工作原理、金屬的電化學腐蝕與保護解析：解答：a中由于加入少量CuSO4溶液，發生反應：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，由于部分Zn用于置換Cu，因而產生的H2量減少，但同時形成Cu－Zn原電池，因而反應速率加快。分析：考查原電池原理的應用，金屬在構成的原電池裝置中作負極可加快反應速率。5.如圖所示裝置中，可觀察到電流計指針偏轉，M棒變粗，N棒變細。下表所列M、N、P物質中，可以組合成該裝置的是（）選項MNPA鋅銅稀硫酸B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液答案：C知識點：電極反應和電池反應方程式解析：解答：M棒變粗，N棒變細，說明N棒是負極，相對M棒金屬活動性更強。M棒變粗說明M棒上有金屬析出。分析：考查原電池正負極的判斷以及原電池的組成，根據電極現象判斷電極反應是解題的關鍵?。6.據報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量大，而且沒有鉛污染。其電池反應為2Zn＋O2=2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣，則下列敘述正確的是（）A．鋅為正極，空氣進入負極反應

B．負極反應為Zn+2e－=Zn2＋C．正極發生氧化反應

D．電解液肯定不是強酸答案：D知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：根據原電池反應的原理，負極發生氧化反應，較活潑的金屬作負極，因此Zn－2e－=Zn2＋是負極反應，正極發生還原反應。再根據電池總反應式，生成物是ZnO，ZnO能與強酸溶液反應，所以D項正確。分析：考查鋅電池的工作原理，考查學生對原電池原理的掌握情況。7.下列敘述正確的是（）①原電池是把化學能轉化成電能的一種裝置②原電池的正極發生氧化反應，負極發生還原反應③不能自發進行的氧化還原反應，通過原電池的裝置可以實現④碳棒不能用來作原電池的正極⑤反應Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag可以進行A．①③⑤

B．①④⑤

C．②③④

D．②⑤答案：A知識點：電極反應和電池反應方程式、常見的能量轉化形式解析：解答：原電池中正極發生還原反應，負極發生氧化反應，碳棒可以作原電池的正極。分析：考查原電池原理的理解和原電池的電極判斷以及電極反應的分析。8.對于鋅—銅—稀硫酸組成的原電池裝置中，當導線中有1mol電子通過時，理論上的兩極變化是（）①鋅片溶解了②鋅片增重③銅片上析出1gH2④銅片上析出1molH2A．①③

B．①④

C．②③

D．②④答案：A知識點：電極反應和電池反應方程式解析：解答：當導線中有1mol電子通過時，溶解了mol鋅，質量是；在銅片上析出mol氫氣，質量是1g。分析：考查原電池正負極現象的變化，以及根據電子轉移物質的量計算電極反應。9.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是（）A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產生氣泡的速率甲比乙慢答案：C知識點：電極反應和電池反應方程式、原電池和電解池的工作原理解析：解答：甲燒杯中銅片上有氣泡冒出，乙燒杯中銅片上沒有氣泡產生；電化學反應速率比一般的化學反應速率快，甲裝置是原電池裝置，乙裝置不是，所以化學反應速率甲比乙快。分析：考查原電池形成的條件及原電池的電極反應知識，熟練掌握原電池的形成條件是解題的關鍵?。10.氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，電極是多孔鎳電極，電解質溶液為質量分數30%的KOH溶液，有關敘述正確的是（）①負極反應為2H2－4e－=4H＋②負極反應為2H2＋4OH－－4e－=4H2O③工作時正極pH增大，而負極pH減小④工作時負極pH增大，而正極pH減小⑤工作時溶液中陰離子移向正極⑥使用一段時間，KOH溶液質量分數仍為30%A．①②③

B．②③

C．②③⑥

D．④⑤答案：B知識點：常見化學電源的種類及其工作原理解析：解答：氫氧燃料電池在堿性條件下，負極：2H2－4e－=4H＋和4H＋＋4OH－=4H2O（即2H2＋4OH－－4e－=4H2O），pH減小；正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，pH增大。工作時溶液中OH－移向負極。使用一段時間，電解質的物質的量保持不變，由于生成了H2O，KOH濃度變小。分析：考查燃燒電池的工作原理，考查學生不同條件下電極反應式的書寫，PH大小變化的判斷。11.2023年上海世博會，上海將有千輛氫燃料電池車上路，關于氫燃料電池下列說法不正確的是（）A．氫燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源B．氫燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發電裝置C．氫燃料電池能量轉換率比氫氣直接燃燒高D．氫燃料電池工作時，發出淡藍色火焰答案：D知識點：常見化學電源的種類及其工作原理解析：解答：氫資源豐富，熱值高，燃燒性能好，用于發電時，能量轉換率高并實現零排放，若用可再生能源制氫，并形成循環，很有發展遠景。使用時，可將氫氣儲存在儲氫罐中。選項D錯在，氫氣沒有燃燒，而是在負極上失電子，對于氫燃料電池電解質不同，負極發生的反應也不同，如強酸型介質時，負極發生H2－2e－=2H＋；強堿性溶液中，負極發生：H2＋2OH－－2e－=2H2O。分析：考查氫燃料電池的工作原理、應用和優點，需要注意的是燃料電池的電極方程式和總反應方程式的書寫。12.關于原電池的敘述中正確的是()A.構成原電池的兩個電極必須是兩種不同的金屬B.原電池是將化學能轉變為電能的裝置C.原電池工作時總是負極溶解,正極上有物質生成D.原電池的正極是還原劑發生反應,總是溶液中的陽離子在此被還原答案：B知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：構成原電池電極的也可以是非金屬導體,A項錯;燃料電池中負極不溶解,C項錯;D項應是氧化劑在原電池的正極上發生還原反應。分析：根據原電池裝置是將化學能轉化為電能的裝置，反應的實質是氧化還原反應進行解答。13.在理論上不能用于設計原電池的化學反應的是（）A．Al（OH）3（s）＋NaOH（aq）=NaAlO2（aq）＋2H2O（l）ΔH<0B．CH3CH2OH（l）＋3O2（g）=2CO2（g）＋3H2O（l）ΔH<0C．4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）=4Fe（OH）3ΔH<0D．H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）ΔH<0答案：A知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：只有氧化還原反應才能設計成原電池，A項不是氧化還原反應，不能設計成原電池。分析：考查能設計成原電池的化學反應滿足的條件，原電池發生的是氧化還原反應。14.如圖為番茄電池,下列說法正確的是()A.一段時間后,鋅片質量會變小B.銅電極附近會出現藍色C.電子由銅通過導線流向鋅D.鋅電極是該電池的正極答案：A知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：番茄電池中鋅是負極,銅是正極,負極鋅會失去電子溶解,質量減小,A正確、D錯誤;銅極是正極,電子由負極鋅移向正極銅,C錯誤;銅電極不會出現藍色,B錯誤。分析：根據構成原電池裝置的條件進行分析判斷即可。15.A、B、C都是金屬,把A浸入C的硝酸鹽溶液中,A的表面有C析出,A、B和酸溶液組成原電池時,B為電池的負極。A、B、C三種金屬的活動性順序為()>B>C >C>B>A>C >C>A答案：C知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：A能從C的鹽溶液中置換出C金屬,活動性:A>C。A與B組成原電池時,B為負極,則金屬活動性:B>A。分析：根據原電池中金屬性活潑的做原電池的負極進行判斷金屬的活潑性饑渴。16.如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相同的空心銅球和空心鐵球，調節杠桿使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是（實驗過程中不考慮鐵絲反應及兩邊浮力的變化）（）A．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端高B端低B．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端低B端高C．當杠桿為絕緣體時，A端低B端高；為導體時，A端高B端低D．當杠桿為絕緣體時，A端高B端低；為導體時，A端低B端高答案：D知識點：原電池和電解池的工作原理、電極反應和電池反應方程式解析：解答：根據題意，若杠桿為絕緣體，滴入CuSO4溶液后，Cu在鐵球表面析出，鐵球質量增大，B端下沉；若杠桿為導體，滴入CuSO4溶液后，形成原電池，Cu在銅球表面析出，A端下沉。分析：考查原電池原理和形成的條件，根據能否形成原電池以及電極反應進行分析判斷即可。17.將相同表面積的純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,下列敘述正確的是()A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負極C.甲中銅被氧化,乙中鋅被氧化D.產生氣泡的速率甲比乙大答案：D知識點：電極反應和電池反應方程式解析：解答：根據圖示可知甲構成原電池,乙未構成原電池,所以甲中Zn作負極,被氧化,Cu作正極,H+在銅片上被還原產生H2,而乙中Cu不與稀硫酸作用,Zn與稀硫酸發生氧化還原反應,因甲構成原電池而加大反應速率。故只有D正確。分析：根據原電池的構成條件和電極反應進行分析即可。18.控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I2設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（）A．反應開始時，乙中石墨電極上發生氧化反應B．反應開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計讀數為零時，反應達到化學平衡狀態D．電流計讀數為零后，在甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極答案：D知識點：原電池和電解池的工作原理解析：解答：由反應2Fe3+＋2I-?2Fe2+＋I2可知，反應開始時甲中Fe3+發生還原反應，乙中I-發生氧化反應；當電流計讀數為零時，則反應達到平衡狀態，此時在甲中加入FeCl2固體，則平衡向逆反應方向移動，乙中I2發生還原反應，則乙中石墨電極為正極，故選D。分析：考查原電池相關知識的理解，同時也考查考生的讀圖能力。19.有一種新型的堿性鋅錳電池,它是在酸性鋅錳電池的基礎上改進的。下列對于堿性鋅錳電池的敘述中不正確的是()A.堿性鋅錳電池工作時,電子由Zn極經外電路流向碳極B.這種電池較酸性鋅錳電池使用壽命長C.堿性鋅錳電池可以實現化學能向電能的轉化和電能向化學能的轉化D.這種電池的電解質由傳統的NH4Cl換成濕的KOH答案：C知識點：常見化學電源的種類及其工作原理、化學電源新型電池解析：解答：該新型的鋅錳電池也是一次電池(即干電池)不是二次電池(即充電電池),它只能實現化學能轉化為電能,而不能實現電能轉化為化學能,故C錯。分析：本題考查新型的堿性鋅錳電池的工作原理，熟練掌握原電池原理是解題的關鍵?。20.根據下列事實:①A+B2+═A2++B;②D+2H2O═D(OH)2↓+H2↑;③以B、E為電極與E的鹽溶液組成原電池,電極反應為E2++2e-=E,B-2e-=B2+。由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性強弱關系是()+>A2+>B2+>E2++>A2+>D2+>E2++>E2+>A2+>B2++>B2+>A2+>D2+答案：D知識點：氧化性、還原性強弱的比較解析：解答：由①知氧化性B2+>A2+;由②知D為活潑性很強的金屬,則D2+的氧化性很弱;根據原電池原理,由③知原電池反應為E2++B═E+B2+,則氧化性E2+>B2+,故氧化性E2+>B2+>A2+>D2+。分析：在原電池中負極發生氧化反應，正極發生還原反應，判斷離子的氧化性強弱即可。二．非選擇題21.將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊(如圖所示)。在每次實驗時,記錄電壓表指針的移動方向和電壓表的讀數如下:金屬電子流動方向電壓(V)DD→Cu+CCu→CBB→Cu+AA→Cu+已知:構成兩電極的金屬活動性相差越大,電壓表的讀數越大。請依據表中數據判斷:(1)最活潑金屬為(填字母序號,下同)。

(2)若濾紙改用NaOH溶液浸潤,則在濾紙上能看到藍色沉淀析出的是金屬,其負極的電極反應為。

(3)若(2)中濾紙上析出沉淀為9.8g,則轉移電子為mol。

答案：(1)B(2)CCu-2e-+2OH-═Cu(OH)2(3)知識點：原電池和電解池的工作原理、電極反應和電池反應方程式解析：解答：(1)由電子流動的方向可知,A、B、D的活動性皆強于Cu,根據構成兩電極的金屬活動性相差越大,電壓表的讀數越大,可知B的金屬活動性最大,為最強的還原劑,C的金屬活動性弱于Cu,不能從CuSO4溶液中置換出銅。(2)由(1)的分析可知,只有C金屬與Cu組成的原電池,銅失電子生成Cu2+,進而與OH-結合產生藍色沉淀。負極反應式為Cu+2OH--2e-═Cu(OH)2。(3)因藍色沉淀為Cu(OH)2,所以當析出gCu(OH)2時,轉移電子為×2=mol。分析：本題考查原電池的構成條件和電極反應，熟練掌握金屬的活潑性與原電池的關系是解題的關鍵?。22.為了探究原電池的工作原理，某化學學習小組設計了一組實驗，其裝置如下圖：回答下列問題：（1）根據原電池原理填寫下表：裝置序號正極負極反應式陽離子移動方向甲

乙

丙

丁

戊

（2）電極類型除與電極材料的性質有關外，還與________有關。（3）根據上述電池分析，負極材料是否一定參加電極反應？________（填“是”“否”或“不一定”），請舉例說明：_______________________________________________________。（4）指出下列電池的放電過程中，電解質溶液酸堿性的變化：甲_________，丙________，戊________。（填酸性或堿性增強或減弱）答案：（1）裝置序號正極負極反應式陽離子移動方向甲AlMg－2e－=Mg2＋鋁極乙PtFe－2e－=Fe2＋鉑極丙MgAl－3e－＋4OH－=AlO＋2H2O鎂極丁AlCu－2e－=Cu2＋鋁極戊石墨CH4－8e－＋10OH－=CO＋7H2O石墨（2）電解質溶液的性質；（3）不一定上述五個原電池中，戊裝置的負極材料沒有參與反應，其他電池的負極發生了氧化反應；（4）酸性減弱堿性減弱堿性減弱知識點：電極反應和電池反應方程式、原電池和電解池的工作原理解析：解答：（1）電池甲：在稀硫酸中，鎂比鋁活潑，鎂為負極，發生氧化反應，鋁為正極，H＋在鋁極上發生還原反應；乙電池：鐵比鉑活潑，鐵為負極；丙電池：在氫氧化鈉溶液中，鋁與NaOH溶液反應，鋁失去電子，發生氧化反應，鋁離子與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸根離子和水；丁電池：常溫下，濃硝酸使鋁鈍化，銅溶解，銅為負極；戊電池是燃料電池，甲烷與氧氣反應，甲烷發生氧化反應，在堿中生成碳酸鹽和水，氧氣發生還原反應。所以，在負極區通入甲烷，在正極區通入空氣。（2）通過比較甲、丙電池可知，電極都是鋁、鎂，由于電解質溶液不同，故電極名稱不同，即電極類型與電極材料、電解質溶液都有關。（3）大多數電池的負極材料參與反應發生氧化反應，燃料電池的負極材料不參與反應，可燃物如氫氣、一氧化碳、甲烷、乙醇等在負極區發生氧化反應。（4）根據溶液中離子參加反應情況判斷溶液酸堿性的變化。分析：考查原電池正負極的判斷和材料的選擇，電極反應式的書寫、陰陽離子移動方向的判斷及相關原電池知識，意在考查學生分析實驗的能力。23.航天飛機常采用新型燃料電池作為電能來源，燃料電池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物質與O2一起構成的電池裝置。它可直接將化學能轉化為電能，甲烷電池以KOH溶液為電解質，其總反應的化學方程式為CH4＋2O2＋2OH－=CO＋3H2O。（1）負極上的電極反應為______________________________。（2）消耗標準狀況下的O2時，有________mol電子發生轉移。（3）開始放電時，正極附近溶液的pH________（填“增大”、“減小”或“不變”）。答案：（1）CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O；（2）1；（3）增大知識點：化學電源新型電池解析：解答：由總反應式知CH4失電子被氧化生成CO，一定有OH－參與反應，負極反應為CH4＋10OH－－8e－=CO＋7H2O，正極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。根據正極反應式知1molO2消耗時，轉移4mole－，n（O2）＝，故有1mol電子轉移。放電時，正極產生OH－，故溶液的pH增大。分析：考查燃燒電池在航天飛機中的應用，考查學生對原電池原理和電極反應式的掌握情況。24.依據氧化還原反應：2Ag＋（aq）＋Cu（s）═Cu2＋（aq）＋2Ag（s）設計的原電池如圖所示。請回答下列問題：（1）電極X的材料是________；電解質溶液Y是___________；（2）銀電極為電池的________極，發生的電極反應為_______；X電極上發生的電極反應為____________________________；（3）外電路中的電子是從_______電極流向________電極。答案：（1）銅（或Cu）；AgNO3溶液；（2）正，Ag＋＋e－=Ag；Cu－