第六章分層作業9化學反應與電能必備學問基礎練1.(2024·江蘇宿遷階段練習)化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用。下列說法錯誤的是()A.甲:正極的電極反應式為Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-B.乙:鋅筒既是負極材料又是負極反應物C.丙:正極反應式為O2+4e-+4H+2H2OD.丁:放電時H+移向Cu電極,故Cu電極旁邊溶液中H+濃度增大2.(2024·江蘇連云港海州期中)某原電池結構如圖所示,下列有關該原電池的說法正確的是()A.能將電能轉換成化學能B.鐵棒是正極C.碳棒發生氧化反應D.電子從鐵棒經外電路流向石墨棒3.(2024·江蘇鹽城響水清源中學月考)某科學探究小組為探究電化學原理,設計了如圖所示的裝置進行探究試驗。下列對試驗中視察到的現象或相關結論的敘述錯誤的是()A.a和b不連接時,鐵片上有紅色的銅析出B.a和b用導線連接時,銅片為負極C.無論a和b是否連接,反應的本質相同,鐵片均會被氧化,溶液中均有Fe2+生成D.a和b用導線連接時,溶液中的Cu2+應向銅電極移動且能更快地在銅電極上析出銅4.(2024·河南鄭州高一期中)LED是一種能夠將電能轉化為光能的固態半導體器件。某探討小組設計的用原電池裝置驅使LED等發光的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.該裝置中存在“化學能→電能→光能”的轉化B.鋅片是原電池的負極,發生氧化反應C.假如將稀硫酸換成檸檬汁,導線中不會有電流通過D.銅片表面有氣泡生成,發生的反應為2H++2e-H2↑5.某同學依據反應Fe+2H+Fe2++H2↑,利用下列各組材料設計原電池,你認為能組成相應原電池的是()選項ABCD兩極材料Fe片、石墨Fe片、Zn片Fe片、Cu片Fe片、Cu片插入溶液稀硫酸稀硫酸蔗糖溶液AgNO3溶液6.(2024·江蘇連云港階段練習)如圖所示為氫氧燃料電池的示意圖,關于該電池的說法不正確的是()A.A電極是電池的負極B.B電極發生氧化反應C.B電極的電極反應式:O2+4H++4e-2H2OD.該電池具有無污染、原料來源廣泛、可以持續產生穩定的電流等優點7.(2024·杭州師大附中高一期中)某干電池的工作原理如圖所示,總反應為Zn+2NZn2++2NH3↑+H2↑,下列說法正確的是()A.鋅片不斷溶解,說明Zn失去電子,被還原B.溶液中的N在石墨表面得到電子被氧化C.電子由Zn電極經外電路流向石墨電極D.電流表指針發生偏轉,說明該裝置將電能轉換為化學能8.(2024·江蘇鹽城階段練習)將純鐵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c(H+)均減小D.產生氣泡甲比乙慢9.X、Y、Z、M、N代表五種金屬,有以下反應:①Y與M用導線連接放入稀硫酸中,M上冒氣泡;②M、N為電極,與N的鹽溶液組成原電池,電子從M極流出,經過外電路流入N極;③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;④水溶液中,X+Y2+X2++Y。則這五種金屬的活動性由強到弱的依次為()A.Z>X>Y>M>NB.Z>Y>X>M>NC.Z>X>Y>N>MD.X>Y>M>N>Z10.(2024·江蘇揚州中學開學考試)某Al-Mn電池原理如圖所示,電池總反應為Al+MnAl+MnO2,下列說法正確的是()A.多孔Ni電極作負極B.Al電極發生還原反應C.正極的電極反應式為Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-D.電池工作時,K+向負極區移動關鍵實力提升練11.(2024·山東菏澤高一期中)質量均為mg的鐵片、銅片和1L0.2mol·L-1的CuSO4溶液組成的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A.a和b用導線連接時,電子通過電解質溶液轉移到銅片上B.a和b用導線連接時,銅片上發生的反應為Cu2++2e-CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,鐵片上均有銅析出D.a和b用導線連接后,當電路中有0.2mol電子通過時,理論上鐵片與銅片的質量差為5.6g12.“碳中和”是2024年我國經濟會議的重要議題。海洋酸度的增加可以作為一種潛在的電力獲得來源,同時能達成“碳中和”的目的。這項技術的裝置示意圖如下:下列說法錯誤的是()A.Na電極為該原電池裝置的負極B.CO2在正極發生還原反應C.“有機電解質”不行換成NaOH溶液D.當電路中轉移1mole-時,理論上汲取44gCO213.(2024·河南駐馬店高一期中)常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃硝酸中構成原電池(圖1),測得原電池的電流(I)隨時間(t)的改變如圖2所示,反應過程中有紅棕色氣體產生。下列說法錯誤的是()A.0~t1時,原電池的負極是Al片B.0~t1時,正極的電極反應式是N+2H++e-NO2↑+H2OC.t1后,原電池的正、負極發生互變D.t1后,正極上每得到0.3mol電子,則負極質量削減2.7g14.質量相同的鐵棒、石墨棒和足量CuCl2溶液組成的裝置如圖所示,下列說法正確的是()A.閉合K,電子通過CuCl2溶液移到石墨棒上B.閉合K,鐵棒表面發生的電極反應為Cu2++2e-CuC.閉合K,反應一段時間后鐵棒和石墨棒的總質量不變D.打開K,與閉合K時發生的總反應相同15.微型紐扣電池在現代生活中有廣泛應用。一種銀鋅紐扣電池的電極分別為Ag2O和Zn,電解質溶液為KOH溶液,電極反應為Zn+2OH--2e-ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列說法錯誤的是()A.在運用過程中,電池負極區溶液的堿性減弱B.運用過程中,電子由Zn極經外電路流向Ag2O極C.電池總反應為Ag2O+Zn2Ag+ZnOD.Zn是負極發生還原反應,Ag2O是正極發生氧化反應16.新型微生物電池可應用于酸性有機廢水(含C6H6O)的處理,其放電時的工作原理如圖所示,其中交換膜為質子交換膜。下列說法正確的是()A.N極為電池的負極B.工作時,氫離子從N極移向M極C.N極的電極反應式為O2+4H++4e-2H2OD.N極消耗22.4LO2(標準狀況),M極產生CO2的體積為22.4L(標準狀況)17.(2024·江蘇鹽城?？茧A段練習)2024年6月4日,神舟十五號載人飛船返回艙在東風著陸場勝利著陸,神舟十五號載人飛行任務取得圓滿勝利。載人航天工程對科學探討及太空資源開發具有重要意義。(1)氫氧燃料電池(如圖所示)反應生成的水可作為航天員的飲用水,由圖示的電子轉移方向推斷Y極通入氣體是,OH-向(填“正”或“負”)極做定向移動,負極的電極反應式為。

(2)我國“神舟”飛船的電源系統有太陽能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應急電池等。①飛船在光照區運行時,太陽能電池帆板的能量轉化形式是能轉化為電能等。

②鎘鎳蓄電池的工作原理為Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。當飛船運行到地影區時,鎘鎳蓄電池為飛船供電,此時在正極反應的物質是,負極旁邊溶液的堿性(填“增加”“減弱”或“不變”)。

③應急電池在緊急狀況下會自動啟動,工作原理為Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,工作時,當消耗32.5gZn時,理論上外電路轉移的電子數目為。

分層作業9化學反應與電能1.D解析甲裝置中氧化銀作正極,正極反應式為Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,A正確;乙裝置中金屬鋅失去電子,作負極,故鋅筒既是負極材料又是負極反應物,B正確;丙裝置中電解質溶液顯酸性,其正極反應式為O2+4H++4e-2H2O,C正確;丁裝置中鋅作負極,銅作正極,氫離子在正極得電子生成氫氣,故銅電極旁邊氫離子濃度減小,D錯誤。2.D解析原電池是將化學能轉化為電能的裝置,A錯誤;鐵棒為負極,B錯誤;石墨棒為正極,溶液中的氫離子得電子發生還原反應生成氫氣,C錯誤;電子從鐵棒經外電路流向石墨棒,D正確。3.B解析a和b不連接時,沒有形成閉合回路,沒有構成原電池,鐵干脆把銅置換出來,A正確;導線連接后,構成原電池,鐵比銅活潑,鐵作負極,發生的反應為Fe-2e-F,B錯誤;無論a和b是否連接,反應的本質相同,均為Fe+Cu2+Fe2++Cu,鐵片均會被氧化,溶液中均有F生成,C正確;a和b用導線連接時,構成原電池,銅電極為正極,陽離子向正極遷移,且原電池可以加快反應速率,D正確。4.C解析該裝置可將化學能轉化為電能,LED燈發光過程是電能轉化為光能,A正確;Zn比Cu活潑,則Zn作負極,被氧化生成Zn2+,B正確;檸檬汁呈酸性,含有電解質,將稀硫酸換成檸檬汁,仍能形成原電池,故導線中仍會有電流通過,C錯誤;銅片作正極,發生反應2H++2e-H2↑,故銅片表面產生氣泡,D正確。5.A解析在反應Fe+2H+Fe2++H2↑中,Fe被氧化生成Fe2+,H+被還原生成H2,則Fe片是負極,正極是比Fe活潑性弱的金屬或石墨,電解質溶液是酸溶液,只有A項符合要求。6.B解析A電極通入H2,發生氧化反應生成H+,則A電極是負極,A正確;B電極上O2發生還原反應生成H2O,電極反應式為O2+4H++4e-2H2O,B錯誤,C正確;該氫氧燃料電池的產物是H2O,具有無污染、原料來源廣泛、可以持續產生穩定的電流等優點,D正確。7.C解析依據總反應可知,Zn失電子,Zn作原電池的負極,石墨作正極。鋅不斷溶解,說明Zn失去電子,鋅被氧化,A錯誤;石墨作正極,溶液中的N在石墨表面得到電子被還原,B錯誤;電子由Zn電極經外電路流向石墨電極,C正確;該裝置為原電池,電流表指針發生偏轉,說明該裝置將化學能轉換為電能,D錯誤。8.C解析甲燒杯中構成原電池,銅是正極,銅片表面均有氫氣產生,A錯誤;甲燒杯中銅是正極,乙燒杯中銅、鐵沒有連接,不構成原電池,B錯誤;兩燒杯中都發生反應Fe+2H+Fe2++H2↑,溶液的c(H+)均減小,C正確;甲燒杯中構成原電池,氧化還原反應速率加快,產生氣泡甲比乙快,D錯誤。9.A解析①Y與M用導線連接放入稀硫酸中,形成原電池,M上冒氣泡,則M是正極,活動性:Y>M;②M、N為電極,與N的鹽溶液組成原電池,電子從M極流出,經過外電路流入N極,則M是負極,活動性:M>N;③Z能與冷水反應生成H2,則Z是特別活潑的金屬;④X能置換出Y,則活動性:X>Y。綜上所述,金屬的活動性:Z>X>Y>M>N。10.C解析該裝置為原電池,活動性比較強的Al在反應中為負極,失去電子,發生氧化反應,活動性比較弱的Ni電極為正極,正極上得到電子發生還原反應,A、B錯誤;該電池的電解質溶液呈堿性,Mn在正極上發生還原反應產生MnO2,則正極的電極反應式為Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-,C正確;原電池工作時,陽離子向負電荷較多的正極移動,即K+向正極區移動,D錯誤。11.B解析a和b用導線連接時,電子由負極Fe經過導線流向正極Cu,電子不能進入溶液中,A錯誤;a和b用導線連接時,Cu作正極,電極反應式為Cu2++2e-Cu,B正確;a和b用導線連接時,Fe作負極,電極反應式為Fe-2e-Fe2+,Cu作正極,電極反應式為Cu2++2e-Cu,銅片上有Cu析出,鐵片上無Cu析出,C錯誤;a和b用導線連接后,當電路中有0.2mol電子通過時,溶解0.1molFe,生成0.1molCu,即溶解5.6gFe,生成6.4gCu,理論上鐵片與銅片的質量差為5.6g+6.4g=12g,D錯誤。12.B解析圖中Na→Na+發生氧化反應,則Na電極為負極,A正確;圖中正極上H+發生還原反應生成H2(g),CO2→HC未發生氧化還原反應,B錯誤;Na能與水猛烈反應生成NaOH和H2,該電池不能運用水溶液作電解液,故“有機電解質”不能換成NaOH溶液,C正確;當電路中轉移1mole-時,正極區溶液生成1molHC,依據碳原子守恒推知理論上汲取1molCO2,D正確。13.D解析0~t1時,鋁為原電池的負極,銅為正極,到t1時,鋁在濃硝酸中鈍化后不再反應,此時銅又成了原電池的負極。0~t1時,原電池的負極是Al片,A正確;0~t1時,硝酸根離子在正極得電子生成紅棕色氣體NO2,正極反應式為N+2H++e-NO2↑+H2O,B正確;t1后,鋁發生鈍化,銅作負極,故電池的正、負極發生互變,C正確;t1后,銅是負極,有0.3mol電子發生轉移,就有0.15mol銅失去電子,負極質量削減9.6g,D錯誤。14.D解析閉合K,構成原電池,電子由鐵通過導線到達正極石墨棒上,A錯誤;閉合K,Fe失電子作負極,鐵棒表面發生的電極反應為Fe-2e-Fe2+,B錯誤;閉合K構成原電池,當電路中轉移0.2mol電子時,正極析出n(Cu)=×1mol=0.1mol,m(Cu)=0.1mol×64g·mol-1=6.4g,負極Fe電極上溶解的質量為56g·mol-1×0.1mol=5.6g,則電極總質量發生改變,C錯誤;打開K和閉合K時均發生反應CuCl2+FeCu+FeCl2,發生的總反應相同,D正確。15.D解析依據電極反應式知,鋅是負極,氧化銀是正極,負極上氫氧根離子參加反應導致氫氧根離子濃度減小,負極區的堿性減弱,A正確;鋅是負極,氧化銀是正極,電子從鋅沿導線流向氧化銀,B正確;依據得失電子守恒,將兩極反應式相加可得總反應為Ag2O+Zn2Ag+ZnO,C正確;負極鋅失電子發生氧化反應,正極氧化