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2019-2020年高中化学《化学反应原理》第1章第三节第1课时知能优化训练鲁科版选修41.如图所示的番茄水果电池中外电路上的电流从电极XA线所连接的电极流向电极YB线所连接的电极,则Y可能是 A.Mg B.铜C.石墨D.铂解析选A原电池中电流的方向与电子的移动方向相反,因外电路上电流由X电极流向Y电极,则电子由Y电极流向X电极,故Y电极的活泼性强于铁,所以Y电极只能是A选项的镁2.xx年济南高二测试以锌棒、铁棒、硫酸铜溶液组成原电池,正极上发生的反应为 A.Fe―→Fe2++2e-B.Cu2++2e-―→CuC.Fe―→Fe3++3e-D.Zn―→Zn2++2e-解析选B该原电池的工作原理为Zn+Cu2+===Cu+Zn2+,正极上发生的还原反应为Cu2++2e-―→Cu3.在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是 A.正极附近的SO浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出解析选D本题符合铜锌原电池的形成条件,原电池工作时,电子由负极锌经外电路导线流向正极铜负极锌片Zn―→Zn2++2e-;正极铜片2H++2e-―→H2↑,总反应为Zn+2H+===Zn2++H2↑,原电池中没有产生O2没有参与反应的SO浓度不会逐渐增大4.宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2===2H2O,电解液为KOH,反应保持在较高温度,使H2O蒸发下列说法正确的是 A.此电池能发出蓝色的火焰B.H2为正极,O2为负极C.工作时电解液pH不断减小D.电极反应负极2H2+4OH-―→4H2O+4e-,正极O2+2H2O+4e-―→4OH-解析选D燃料电池中H2和O2在不同的电极上参与反应,并不发生燃烧H2发生氧化反应,作负极;O2发生还原反应,作正极电解质溶液KOH参与了两极反应,反应过程中水不断地蒸发,所以工作时电解液pH不变电极反应为负极2H2+4OH-―→4H2O+4e-,正极O2+4e-+2H2O―→4OH-5.xx年德州高二质检甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒如下图请回答下列问题1若两池中均盛放CuSO4溶液,反应一段时间后
①有红色物质析出的是甲池中的__________棒;乙池中的__________棒
②在乙池中阴极的电极反应式是________________________________________________________________________2若两池中均盛放饱和NaCl溶液
①写出甲池中正极的电极反应式________________________________________________________________________
②乙池中电解的离子方程式为__________将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去,这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸该反应的化学方程式为________________________________________________________________________解析1结合题干所给图象不难得出甲中无电源,属于原电池,乙中有电源,属于电解池甲池Fe作负极,Cu2+在正极C棒上析出;在乙池中,Fe作阴极,Cu2+在阴极Fe棒上析出,在阴极Cu2++2e-―→Cu2若两池中盛放饱和氯化钠溶液,甲池的正极为碳棒,电极反应式为2H2O+O2+4e-―→4OH-,乙池中电解的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,根据所给信息可得化学方程式为5Cl2+I2+6H2O10HCl+2HIO3答案1
①碳C 铁Fe
②Cu2++2e-―→Cu2
①2H2O+O2+4e-―→4OH-
②2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO31.以下能形成原电池的是 A.
①② B.
②③C.
②④D.
②③④解析选C水果中有电解质溶液,如果酸等
②④符合原电池的构成条件2.下列关于原电池的说法中正确的是 A.原电池的电极材料必须是活泼性不同的两种金属单质B.原电池中负极一定发生氧化反应质量减小,正极上发生还原反应质量一定会增加C.内电路中阴离子向正极移动,阳离子向负极移动D.原电池中电子流入的一极为正极解析选D原电池中电极材料可以是活泼性不同的金属,也可以是金属与非金属导体;一般情况下,活泼金属电极失电子被氧化质量减小,正极上可能析出金属质量增加,也可能析出气体质量不变,在燃料电池中,电极材料都不参与电极反应,质量不变;内电路中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动;原电池中电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极3.原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属于氧化反应的是 A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应解析选C根据原电池和电解池的反应原理,原电池负极发生氧化反应,电解池阳极发生氧化反应4.根据下列事实1X+Y2+===X2++Y;2Z+2H2O冷===ZOH2+H2↑;3Z2+的氧化性比X2+弱;4由Y、W电极组成的原电池,电极反应为W2++2e-―→W,Y―→Y2++2e-可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为 A.XZYWB.ZWXYC.ZXYWD.ZYXW解析选C由题知单质X能置换Y,说明还原性XY;Z2+的氧化性比X2+弱,说明单质Z的还原性比X强,故ZX;由电极反应可知还原性YW,综上所述C项正确5.xx年南平高二测试有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验
①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,A为负极;
②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,电流由D→导线→C;
③A、C相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,C极产生大量气泡;
④B、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,D极发生氧化反应据此,判断四种金属的活动性顺序是 A.ABCDB.ACDBC.CABDD.BDCA解析选B金属与稀硫酸溶液组成原电池,活泼金属为负极,失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属为正极,H+在正极表面得到电子生成氢气,电子运动方向由负极到正极题中由
①知AB;由
②知CD;由
③知AC;由
④知DB综合以上信息可知金属活动性ACDB6.下列有关化学电源的叙述错误的是 A.干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池B.干电池中碳棒为正极C.铅蓄电池是充电电池D.铅蓄电池中的PbO2为负极解析选D铅蓄电池中的PbO2应为正极,铅为负极7.电动自行车由于灵活、快捷、方便,已成为上班族的主要代步工具,其电源常采用铅蓄电池,反应原理为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列叙述正确的是 A.电池放电时,PbO2是电池的正极,被氧化B.电池放电时,SO只在负极发生反应C.电池放电时,溶液的pH不断减小D.电池放电时,正极反应式为PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O解析选D解题流程如下8.xx年10月上海世博会临近结束的时刻,燃料电池车成为世博会上冉冉升起的新星常见的燃烧反应在理论上都可设计成燃料电池,请你根据对CH4燃烧反应的认识,判断下列燃料电池的设计不合理或说法不正确的是 A.CH4气体要通向正极,因为CH4是还原剂,发生氧化反应B.CO2是氧化产物,CO2的生成会妨碍CH4与电极接触,因此可选用碱性电解质溶液及时吸收CO2C.正极反应可以是O2+2H2O+4e-―→4OH-D.随着燃料电池的工作,电解质溶液的浓度一定减小,因为反应中有水生成解析选A解题时注意燃料电池正、负极反应物的确定及发生的反应燃料电池是依据原电池原理设计的,负极通入的是燃料发生氧化反应,正极通入的是氧化剂发生还原反应,故A错;对于CH4燃料电池,负极反应为CH4+10OH-―→CO+7H2O+8e-,正极反应为2O2+4H2O+8e-―→8OH-,总反应为CH4+2OH-+2O2===CO+3H2O,故B、C、D均正确9.镍镉NiCd可充电电池在现代生活中有广泛应用已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行Cd+2NiOOH+2H2OCdOH2+2NiOH2有关该电池的说法正确的是 A.充电时阳极反应NiOH2+OH-―→NiOOH+H2O+e-B.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动解析选A充电时作为电解装置,电能转化为化学能,阳极发生氧化反应,电极反应为NiOH2+OH-―→NiOOH+H2O+e-,A正确,B错误放电是一原电池装置,化学能转变为电能,Cd作负极,失去电子发生氧化反应Cd+2OH-―→CdOH2+2e-,Cd周围的[OH-]下降,OH-向负极移动所以C、D错误10.我国的航天技术发展实行“三步走”计划第一步,航天员太空行走,已取得圆满成功;第二步,xx年至xx年之间,“神舟八号”飞船将在太空中完成交会对接;第三步,建立空间站所谓空间站,是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员在其中生活、工作和巡访的载人航天器如图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH溶液为电解质溶液,下列有关说法中不正确的是 A.该能量转化系统中的水也是可以循环的B.燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C.水电解系统中的阴极反应2H2O+2e-―→H2↑+2OH-D.燃料电池放电时的负极反应H2+2OH-―→2H2O+2e-解析选B燃料电池系统产生的能量实际上来自太阳能,所以B项是错误的其余三项均是正确的11.写出下表中电池装置的电极反应和总的化学反应方程式负极材料正极材料电解质溶液1铁铜硫酸2铜银硝酸银1正极反应________________________________________________________________________;负极反应________________________________________________________________________;总反应方程式________________________________________________________________________2正极反应________________________________________________________________________;负极反应________________________________________________________________________;总反应方程式________________________________________________________________________解析负极失电子,发生氧化反应,正极得电子,发生还原反应,根据活泼性,1中铁作负极,2中铜作负极答案12H++2e-―→H2↑ Fe―→Fe2++2e-Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 22Ag++2e-―→2Ag Cu―→Cu2++2e-Cu+2Ag+===Cu2++2Ag12.依据甲、乙、丙三图回答下列问题1甲装置为______________,乙装置为________________________________________________________________________,丙装置为________________2甲、乙装置中,锌极上分别发生________________________________________________________________________反应、________反应,电极反应分别为________________________________________________________________________、________________________________________________________________________3乙装置中,Cu2+浓度____________,原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析1综合装置特点可以判断出甲为原电池,乙为电镀池,丙为精炼池2原电池负极发生氧化反应,正极上发生还原反应;电解镀池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应3粗铜中尽管含有活泼金属如Zn,但必竟少量,故阳极主要发生Cu―→Cu2++2e-,而阴极发生Cu2++2e-―→Cu,因此cCu2+基本不变答案1原电池 电镀池 电解精炼铜2氧化 还原 Zn―→Zn2++2e-Cu2++2e-―→Cu3基本不变 阳极发生反应Cu―→Cu2++2e-,同时阴极发生反应Cu2++2e-―→Cu13.某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下实验编号电极材料电解质溶液检流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al根据上表中的实验现象完成下列问题1实验
1、2中Al所作的电极是否相同?________________________________________________________________________2指出实验3中铝和石墨所作的电极并写出电极反应和电池反应铝为 ________________________________________________________________________石墨为 ________________________________________________________________________电池反应________________________________________________________________________3实验4中的铝做正极还是负极?为什么?________________________________________________________________________________________________________________________________________________4请解释实验5中检流计指针偏向铝的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析实验1中Mg较活泼,故Mg作负极;实验2中Al较活泼,故Al作负极;实验3中Al作负极,将氢离子还原;实验4中Mg虽比Al活泼,但Mg不能与NaOH溶液反应,而Al可与NaOH溶液反应,故Al作负极;实验5中Al虽比Zn活泼,但常温下,Al遇浓硝酸钝化,阻止内部的金属继续与酸反应,故Zn为负极答案1不相同 2负极 2Al―→2Al3++6e-正极 6H++6e-―→3H2↑2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑3负极因为Mg虽比Al活泼,但Mg不能与NaOH溶液反应,而Al可与NaOH溶液反应4Al虽比Zn活泼,但常温下,Al遇浓硝酸钝化,阻止内部的金属继续与酸反应,故Zn为负极,检流计指针偏向铝14.xx年北京东城区质检某同学以Zn与H2SO4反应为例,研究化学反应中的能量变化情况已知Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ ΔH01将纯锌片直接插入稀硫酸溶液中,锌片溶解,锌片表面有大量气泡产生,则反应过程中的能量转化形式为__________请设计简单的实验方案证明你的结论________________________________________________________________________________________________________________________________________________2将纯锌片与纯铜片用导线连接后,同时插入同一稀硫酸中,锌片溶解,铜片不溶解,两金属片上均有气泡产生,则反应过程中的能量转化形式为__________请设计简单实验方案证明你的结论________________________________________________________________________________________________________________________________________________3利用该化学反应,实现化学能全部转化为电能,请设计实验方案________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析1一个化学反应是吸热还是放热,可以通过反应前后温度的变化来测定2一个自发的氧化还原反应均可以设计为原电池对于反应Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,Zn作原电池的负极,选择纯铜作原电池的正极,若不使用盐桥,把Zn片和Cu片插入同一个盛有稀H2SO4的烧杯中,用导线连接Zn片和Cu片同时连接电流计,会看到电流计偏转,Zn、Cu片上均产生气泡3为使化学能全部转化为电能,将装置改为有盐桥的原电池装置见答案图答案1化学能转化为热能 使反应在尽量绝热的装置中进行,反应过程中不断地用玻璃棒搅拌,用温度计测量反应前后溶液的温度,看是否存在差异2化学能部分转化为电能,部分转化为热能 第一步同1中设计的方案;第二步在两极之间的导线上安装一个电流计,看电流计的指针是否发生偏转3按图示装置进行实验。