一轮复习人教版必修2第二章第二节化学能与电能专题训练含详解doc.docx
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人教版一轮复习必修2第二章第二节化学能与电能
一、单选题
1.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
C.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小
D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
2.某原电池结构如图所示,下列有关该原电池的说法正确的是
A.铜棒为负极B.锌棒发生还原反应
C.锌棒质量减轻D.电子从铜棒经外电路流向锌棒
3.下列关于仪器或装置的选择与使用均正确的是( )
A.用装置配制0.1mol/L的NaOH溶液
B.用装置干燥氨气
C.用装置可观察铁钉的吸氧腐蚀
D.仪器的读数为12.20mL
4.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟O2(或空气)反应,将化学能转化为电能的装置,电解质溶液是强碱溶液。
下列关于CH4燃料电池的说法正确的是
A.负极反应式为:
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
B.正极反应式为:
O2+2H++4e-=2H2O
C.随着放电的进行,溶液的碱性不变
D.放电时溶液中阴离子向正极移动
5.100mL6mol·L-1硫酸溶液与过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应速率但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的
A.硫酸钾溶液B.硫酸铜固体
C.碳酸钠D.烧碱溶液
6.下列说法不正确的是()
A.原电池负极被氧化B.任何化学反应都能设计成原电池
C.在原电池内部阳离子向正极区域移动D.原电池是把化学能转化为电能的装置
7.某原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+
Zn2++Cu,则该反应的原电池组成正确的是()
选项
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Ag
Cu
负极
Cu
Zn
Cu
Fe
电解质溶液
CuCl2
CuSO4
H2SO4
ZnCl2
A.AB.BC.CD.D
8.科学家预言,被称为“黑金”的“新材料之王”石墨烯将“彻底改变21世纪”。
中国华为研发人员利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,已在世界上率先开发出石墨烯电池,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2
C6+LiCoO2,其工作原理如图。
下列关于该电池的说法正确的是
A.有设计师建议该电池采用隔膜效果更好,可选用质子交换膜
B.放电时,LiCoO2极发生的电极反应为:
LiCoO2-xe−=Li1-xCoO2+xLi+
C.石墨烯电池通过提高储锂容量进而提高能量密度,废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入LiCoO2中而有利于回收
D.石墨烯电池充电时LiCoO2极与电源负极相连
9.利用微生物可实现苯酚(
)废水的净化,装置如图所示。
下列有关说法正确的是
A.a极的电极反应式为:
C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+
B.b极为正极,发生氧化反应
C.中间室的Na+向左室移动
D.右室生成0.1molN2时,用电器流过0.5mol电子
10.下列装置中,能构成原电池的是( )
A.
B.
C.
D.
11.用锌棒、铁棒和硫酸铜溶液组成原电池,正极上发生的反应为()
A.Fe-2e-===Fe2+B.Cu2++2e-===Cu
C.Fe-3e-===Fe3+D.Zn-2e-===Zn2+
12.某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为:
O2+2H2O+4e-=4OH-
C.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
D.每转移0.2mol电子,消耗1.12L的H2
13.下列说法中正确的是
A.镍氢电池、锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C.化学电池的反应基础是氧化还原反应
D.铅蓄电池放电时正极是Pb负极是PbO2
14.如图所示装置,电流计指针发生偏转,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可能是下列各组中的( )
A.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液
B.A是Cu,B是Zn,C为稀H2SO4
C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液
D.A是Zn,B是Cu,C为稀H2SO4
15.一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,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
A.多孔碳材料电极为负极
B.外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C.Li+向多孔碳材料区迁移
D.x=0时,正极反应式为:
2Li++O2+4e-=Li2O2
16.下列说法不正确的是()
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不容易生锈
B.电解槽的阴极发生还原反应
C.与原电池正极相连的是电解槽的阴极
D.在镀件上镀铜时用金属铜做阳极
二、填空题
17.观察下图A、B、C三个装置,回答下列问题:
(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯中,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一碳棒,可观察到碳棒上没有气泡产生。
用导线把锌片和碳棒连接起来组成一个原电池(图A),正极的反应式为_____。
(2)如果烧杯中最初装入的是500mL2mol/L硫酸溶液,构成铜锌原电池(图B,假设产生的气体没有损失),当收集到11.2L(标准状况下)H2时,溶液体积变化忽略不计,则烧杯内硫酸的物质的量浓度为______。
(3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接,插入氯化钠溶液中(图C),放置数天后,铁片生锈;负极的反应式为______。
18.铁及铁的化合物应用广泛,如氯化铁可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)氯化铁溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式是_______。
(2)若将
(1)中的反应设计成原电池,可用____作负极,____作正极,______作电解质溶液。
(3)负极反应式是___________,正极反应式是________________。
19.观察下图A、B、C三个装置,回答下列问题:
(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯中,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一碳棒,可观察到碳棒上________(填“有”或“没有”)气泡产生。
用导线把锌片和碳棒连接起来组成一个原电池(图A),正极的反应式为_______________。
(2)如果烧杯中最初装入的是500mL2mol/L硫酸溶液,构成铜锌原电池(图B,假设产生的气体没有损失),当收集到11.2L(标准状况下)H2时,溶液体积变化忽略不计,则烧杯内硫酸的物质的量浓度为________。
(3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接,插入氯化钠溶液中(图C),放置数天后,铁片生锈;负极的反应式为_______________。
20.在如图所示的三个烧杯中均盛有足量的氯化铜溶液。
请按要求回答下列问题:
(1)
、
、
三个装置中不属于电解池的是______。
(2)
池中
是______极,
池中
移向______极(填“
”或“
”)。
(3)
池中
电极上发生反应__________(填“氧化”或“还原”)
(4)
池中
电极上的电极反应为______,反应过程中
______(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)
池中总反应的化学方程式为_____
参考答案
1.B
【详解】
A.Cu为正极,发生还原反应,故A错误;
B.甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,乙池中发生反应:
Cu2++2e-=Cu,保持溶液呈电中性,进入乙池的Zn2+与放电的Cu2+的物质的量相等,而Zn的摩尔质量大于Cu,故乙池溶液总质量增大,故B正确;
C.阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故两池中c(SO42-)不变,故C错误;
D.甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液电荷守恒,阴离子不能通过阳离子交换膜向负极移动,故D错误;
2.C
A.该装置中锌易失电子作负极,铜作正极,故A错误;
B.锌失电子发生氧化反应而作负极,故B错误;
C.锌失电子生成锌离子进入溶液,导致锌的质量逐渐减小,故C正确;
D.电子从负极锌沿导线流向正极铜,故D错误;
3.C
A.定容时俯视刻度线,所配溶液的体积偏小,但溶质的量不变,溶液浓度偏大,故A错误;B.浓硫酸不能干燥碱性气体(如氨气)、还原性气体,故B错误;C.铁钉发生吸氧腐蚀,造成左侧试管内压强减小,红墨水进入导管,导管内产生一段红色水柱,故C正确;D.滴定管从上到下,刻度增大,图示读数应是11.80mL,故D项错误。
答案:
C。
4.A
A.负极发生氧化反应,电极反应式为:
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,故A正确;
B.正极发生还原反应,电极反应式为:
2O2+4H2O+8e-═8OH-,故B错误;
C.电池总反应式为2O2+CH4+2OH-═CO32-+3H2O,随着放电的进行,溶液的碱性减弱,故C错误;
D.放电时溶液中的阴离子向负极移动,故D错误;
5.A
【详解】
A项、加硫酸钾溶液,与硫酸不反应,溶液体积增大,氢离子浓度减小但不改变其物质的量,反应速率减小,生成氢气的量不变,故A正确;
B项、加硫酸铜溶液,锌置换出铜,在硫酸溶液中构成锌铜原电池,加快反应速率,故B错误;
C项、加入碳酸钠,碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳,氢离子物质的量减小,减少生成氢气的量,故C错误;
D项、加入烧碱溶液,氢氧化钠与硫酸反应,氢离子物质的量减小,减少生成氢气的量,故D正确;
6.B
A.原电池负极上失电子而被氧化,故A正确;
B.只有自发进行的放热的氧化还原反应才能设计成原电池,并不是任何化学反应都能设计成原电池,故B错误;
C.原电池放电时,电解质溶液中的阳离子向正极区域移动,故C正确;
D.原电池是把化学能转化为电能的装置,故D正确。
7.B
根据放电时的反应方程式可知:
Zn失去电子,变为Zn2+,所以Zn为负极,溶液中的Cu2+获得电子变为单质Cu,因此电解质溶液为含有Cu2+的溶液,根据表格提供的选项可知只有B符合题意,故合理选项是B。
8.C
A、隔膜只允许Li+通过,所以不能选用质子交换膜,故A错误;
B、根据电池反应,放电时,LiCoO2上得到电子,LiCoO2发生电极反应式:
Li1-xCoO2+xLi++xe−=xLiCoO2,故B错误;
C、石墨烯电池的优点提高电池的储锂容量进而提高能量密度,根据工作原理,Li+嵌入LiCoO2中,故C正确;
D、LiCoO2极是电池正极,充电时与电源正极相连,故D错误。
9.A
【详解】
根据上述分析可知,
A.a极为原电池的负极,发生的电极反应为:
C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,A项正确;
B.b极为正极,发生还原反应,B项错误;
C.中间室的Na+向原电池的正极(b极)移动,即向右室移动,C项错误;
D.右室中的电极反应为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,则生成0.1molN2时,用电器流过1mol电子,D项错误;
10.D
【详解】
A.酒精是非电解质,不能导电,所以该装置不能构成原电池,故A错误;
B.该装置不能形成闭合回路,所以该装置不能构成原电池,故B错误;
C.两电极的电极材料相同,所以不能构成原电池,故C错误;
D.该装置符合原电池的构成条件,Zn易失电子作负极,Cu作正极,所以能构成原电池,故D正确。
11.B
根据两极金属相对活动性可确定锌为负极,铁为正极;
负极金属本身失去电子,发生氧化反应:
Zn-2e-==Zn2+;
溶液中的阳离子在正极上得电子,发生还原反应:
Cu2++2e-==Cu。
答案选B。
12.C
A.因氢元素的化合价升高,则通入氢气的电极a为负极,这样电子应该是通过外电路由a极流向b,A错误;
B.该电池为酸性电池,反应为O2+4e-+4H+=2H2O,B错误;
C.原电池中,阳离子向正极移动,所以H+由a极通过固体酸电解质传递到b极,C正确;
D.因没有说明是否为标准状况,则气体的体积不一定为1.12L,D错误;
13.C
【详解】
A.镍氢电池、锂离子电池为二次电池,碱性锌锰干电池为一次电池,选项A错误;
B.燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等,产物多为CO2、H2O等,不污染环境,选项B错误;
C.化学电池是将化学能转变为电能的装置,有电子的转移,实质为氧化还原反应,选项C正确;
D.铅蓄电池放电的时候,Pb被氧化,为原电池的负极;PbO2被还原,为原电池的正极,选项D错误。
14.A
【详解】
A.如果A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液,A极析出银,逐渐变粗,B极Fe溶解,逐渐变细,故A选;
B.如果A是Cu,B是Zn,A极会产生氢气,不会有金属析出,即A极不会变粗,故B不选;
C.如果A是Fe,B是Ag,则不符合B的活泼性大于A的活泼性,故C不选;
D.如果A是Zn,B是Cu,则不符合B的活泼性大于A的活泼性,故D不选。
15.C
A.电池放电时,O2中0价的O原子反应后化合价降低,反应过程为得电子的过程,所以放电时,多孔碳材料电极为正极,A错误;
B.放电时,Li失去电子转化为Li+,电子经外电路从锂电极流向多孔碳材料,B错误;
C.电池放电时,Li失去电子形成Li+,由于正极多孔碳材料电极上负电荷较多,所以电解质溶液中Li+向正极区,即Li+向多孔碳材料区迁移,C正确;
D.电池放电时,2个Li失去2个电子形成2个Li+,正极上通入的O2获得2个电子,形成O22-,与由负极迁移过来的Li+结合形成Li2O2,电极反应式为:
2Li++O2+2e-=Li2O2,D错误;
16.C
【详解】
A、铜锌合金在电解质溶液中形成原电池反应,锌做负极被腐蚀。
正极被保护,所以不易形成铜绿;和电化学有关,故A不符合;
B.电解槽的阴极得电子发生还原反应,故B不符合;
C.与原电池正极相连的是电解槽的阳极,故C符合;
D.在镀件上镀铜时用金属铜做阳极,铜失电子溶解,铜离子在阴极上得电子而析出,故D不符合。
17.2H++2e-=H2↑c(H2SO4)=1mol·L-1Fe-2e-=Fe2+
【详解】
(1)用导线把锌片和碳棒连接起来组成一个原电池,活泼的锌作负极,碳棒作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,反应式为2H++2e-=H2↑;
(2)总反应为:
Zn+2H+=H2↑+Zn2+,则n(H2)=
,c(H2SO4)=
;
(3)铁片生锈,是因为发生了电化学腐蚀,活泼金属铁作负极,负极失电子发生氧化反应,反应式为Fe-2e-=Fe2+。
18.2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+铜石墨(答案合理即可)氯化铁溶液Cu-2e-===Cu2+2Fe3++2e-===2Fe2+
(1)氯化铁溶液腐蚀印刷电路铜板,氯化铁能溶解单质铜,离子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故答案为:
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
(2)铜具有还原性,能还原铁离子生成亚铁离子,自身被氧化生成铜离子,根据元素化合价变化知,Cu失电子作负极、不如铜活泼的金属或导电的非金属作正极,可以是石墨等,氯化铁溶液作电解质溶液,故答案为:
铜,石墨(答案合理即可),氯化铁溶液。
(3)由于原电池中负极失去电子发生氧化反应,电极反应式:
Cu-2e-=Cu2+,电解质溶液中的阳离子在正极得到电子发生还原反应,电极反应式:
2Fe3++2e-=2Fe2+,故答案为:
Cu-2e-=Cu2+,2Fe3++2e-=2Fe2+。
19.没有2H++2e-=H2↑c(H2SO4)=1mol·L-1Fe-2e-=Fe2+
(1)碳棒和硫酸不反应,不会产生气泡,锌片、碳棒和硫酸形成的原电池中,碳棒为正极,该极上氢离子得电子生成氢气,电极反应为:
2H++2e-=H2↑,故答案为:
没有;2H++2e-=H2↑;
(2)根据正极反应:
2H++2e-=H2↑,当在标准状况下收集到11.2L即0.5mol的氢气时,转移电子是1mol,减少的氢离子为1mol,烧杯中最初装入的是500mL2mol/L硫酸溶液,所以剩余的硫酸的物质的量为:
0.5×2mol/L-0.5mol=0.5mol,浓度为0.5mol÷0.5L=1mol/L,故答案为:
c(H2SO4)=1mol/L;
(3)铁片、石墨和氯化钠溶液构成的原电池中,金属铁发生吸氧腐蚀,负极上是铁失去电子发生氧化反应,电极反应为:
Fe-2e-=Fe2+。
20.A正极Zn还原Cu-2e-=Cu2+不变CuCl2
Cu+Cl2↑
【详解】
(1)B、C装置都有外接电源,所以是把电能转化为化学能的装置,属于电解池;A装置没有外接直流电源,化学能变为电能装置,属于原电池;
综上所述,本题答案是:
A。
(2)A装置是原电池,较活泼的金属锌作负极,铜作正极,锌和铜离子发生氧化还原反应生成锌离子和铜单质;溶液中的氯离子向负移动,即向锌极移动;
综上所述,本题答案是:
正极;Zn。
(3)B电解池中,C连接外加电源的负极,所以C是阴极,阴极上得电子发生还原反应;
综上所述本题答案是:
还原。
(4)C装置为电解池,铜连接外加电源的正极,所以是阳极,铜是活泼电极,所以电解池工作时,阳极上铜失电子生成铜离子而不是溶液中阴离子失电子,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+;阴极上铜离子得电子生成铜单质,阳极上溶解的铜等于阴极上析出的铜,所以溶液中铜离子浓度不变;
因此,本题正确答案是:
Cu-2e-=Cu;不变。
(5)金属铂做阳极电解氯化铜溶液,阳极氯离子失电子生成氯气,阴极铜离子得电子生成铜,电解总反应的化学方程式为CuCl2
Cu+Cl2↑;
综上所述,本题答案是:
CuCl2
Cu+Cl2↑。
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