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化学必修 第二册化学反应与能量单元综合与测试单元测试当堂达标检测题
展开1. 将用导线连接的电极X、Y插入装有硫酸铜溶液的烧杯中(外电路中电子流向如图所示).据此判断下列说法正确的是( )
A.外电路中电流方向为X→YB.若电极材料分别为锌片和铜片,则Y为锌片
C.X极上发生还原反应D.若电极材料都是金属,则金属活动性:X>Y
2. 某电池总反应为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,不能实现该反应的原电池是( )
A.电极材料 Fe、Cu,电解质溶液 FeCl3 溶液
B.电极材料石墨、Cu,电解质溶液 Fe2(SO4)3溶液
C.电极材料 Pt、Cu,电解质溶液 FeCl3溶液
D.电极材料 Ag、Cu,电解质溶液 Fe2(SO4)3溶液
3. 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,甲池中的c(SO42−)明显减小
C.电池工作一段时间后,乙池中溶液的总质量增大
D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,以保持溶液中电荷平衡
4. 某化学小组进行电化学研究,甲同学设计如图所示装置,乙同学利用甲同学的装置和桌面上其他的药品与材料,不能完成的实验是( )
A.使甲同学装置中的正极变为负极B.设计一个新的原电池
C.在石墨电极上镀锌D.使锌电极被保护
5. 近年来电池研发领域涌现出的纸电池像纸一样轻薄柔软,在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大的突破,如图为纸电池的结构示意图。据此,现在用氯化钠、蒸馏水和滤纸制备了电解液和隔离膜,用铜片分别与锌片和另一种银白色金属片,先后制作了两个简易电池。在用电流表测试这两个电池时,发现电流表的指针都发生了偏转,但偏转方向相反。则另一种银白色金属片可能是下列的哪种金属( )
A.AgB.FeC.AlD.Mg
6. 分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( )
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作正极,电极反应式为2H2O+2e−=20H−+H2↑
C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe−2e−=Fe2+
D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e−=H2↑
7. 如图为原电池的工作原理示意图,电池工作过程中左右两烧杯所盛放的溶液中不允许引入杂质。下列有关说法中正确的是( )
A.所用离子交换膜为阴离子交换膜
B.Cu电极的电极反应式为Cu−2e−=Cu2+
C.电池工作过程中,CuCl2溶液浓度降低
D.Fe为负极,电极反应式为Fe2++2e−=Fe
8. 按如图所示装置进行实验,观察到灵敏电流计指针偏转,图中a、b电极均为铜单质,下列说法正确的是( )
A.该装置的能量转换形式为:电能→化学能
B.b的电极反应为:Cu−2e−=Cu2+
C.溶液中SO42−穿过阴离子交换膜发生迁移
D.外电路转移的电子最多为0.01ml
二、解答题(共2小题,满分0分)
某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应,实验过程中A烧杯内的溶液温度升高,B烧杯的电流计指针发生偏转,请回答以下问题。
(1)A烧杯中反应的离子方程式为________。
(2)B中Zn板是________极,发生的电极反应是________,Cu板上的现象是________,发生的电极反应是________。
(3)从能量转化的角度来看,A、B中反应物的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物总能量,A中是将化学能转变为________,B中主要是将化学能转变为________。
(4)该小组同学反思原电池的原理,其中观点正确的是( )(填字母序号)。
A.原电池反应的过程中一定有电子转移B.原电池装置需要2个电极
C.电极一定不能参加反应D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生。
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。实验结果记录加表:
根据表中记录的实验现象,回答下列问题。
(1)实验1、2中Al电极的作用是否相同?________
(2)实验3中铝为________极,电极反应式为2Al−6e−=2Al3+;石墨为________极,电极反应式为6H+6e−=3H2↑;电池总反应为________。
(3)实验4中铝为________极,原因是________。写出铝电极的电极反应式:________。
(4)根据以上实验结果,在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到哪些因素的影响?
参考答案与试题解析
人教版(2019)必修第二册《第六章 化学反应与能量》2021年单元测试卷(1)
一、选择题(共8小题)
1.
【答案】
D
【考点】
电解池与原电池的工作原理
【解析】
原电池装置,X、Y为两个电极,电解质溶液为硫酸铜,由外电路中的电子流向可知,X为负极,Y为正极,结合负极发生氧化反应、负极金属活泼等来解答.
【解答】
解:由外电路中的电子流向可知,X为负极,Y为正极,
A.由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y,则电流的方向应该为Y→外电路→X,故A错误;
B.若电极材料分别为锌片和铜片,X为原电池的负极,Y为正极,则X应为Zn,Y为铜片,故B错误;
C.X极上发生的是氧化反应,Y极上发生的是还原反应,故C错误;
D.两个电极都是金属,X为负极,则X的活动性比Y强,故D正确;
故选D.
2.
【答案】
A
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
电池总反应为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,Cu失去电子,Fe得到电子,可知Cu为负极,正极为惰性电极或比Cu不活泼的金属,电解质溶液一定含铁离子,以此来解答.
【解答】
A.电极材料 Fe、Cu,电解质溶液 FeCl3 溶液,因Fe比Cu活泼,电池反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,故A选;
B.电极材料石墨、Cu,电解质溶液 Fe2(SO4)3溶液,Cu作负极,电池总反应为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故B不选;
C.极材料 Pt、Cu,电解质溶液 FeCl3溶液,Cu作负极,电池总反应为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故C不选;
D.电极材料 Ag、Cu,电解质溶液 Fe2(SO4)3溶液,Cu作负极,电池总反应为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故D不选;
3.
【答案】
C
【考点】
原电池的工作原理及应用
【解析】
本题考查原电池工作原理。
【解答】
A.由图可知,该原电池的反应原理为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,故Zn电极为负极,Zn失电子发生氧化反应,Cu电极为正极,Cu2+得电子发生还原反应,故A错误;
B.该装置中的阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故甲、乙两池中cSO42−均基本不变,故B错误;
C.电池工作过程中,溶液中的Zn2+由甲池通过阳离子交换膜进入乙池,乙池中发生反应:Cu2++2e−===Cu,进入乙池的Zn2+与反应掉的Cu2+的物质的量相等,由于摩尔质量:MZn2+>MCu2+,故乙池中溶液的总质量增大,故C正确;
D.该装置中的阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电池工作过程中溶液中的Zn2+由甲池通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液中电荷平衡,阴离子不能通过该交换膜,故D错误;
故选C。
4.
【答案】
C
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
A、装置甲是原电池,锌做负极,铜作正极,若将锌换成石墨,电解质换成硝酸银溶液时分析;
B、将铝、石墨和硝酸银组成一个新的原电池;
C、因为只有硫酸铜和硝酸银2种电解质溶液,并且铜离子和银离子的氧化性都比锌离子强,所以不可能析出锌;
D、将锌与铝组合形成原电池分析。
【解答】
A、装置甲是原电池,锌做负极,铜作正极,若将锌换成石墨,电解质换成硝酸银溶液时,即铜变成负极,故A不选;
B、将铝、石墨和硝酸银组成一个新的原电池,故B不选;
C、因为只有硫酸铜和硝酸银2种电解质溶液,并且铜离子和银离子的氧化性都比锌离子强,所以不可能析出锌,故C选;
D、将锌与铝组合形成原电池,锌作正极被保护,故D不选。
5.
【答案】
A
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
用电流表测试这两个电池时,发现电流表的指针都发生了偏转,但偏转方向相反,说明Cu在两组电池中的作用不同:①Cu和Zn、NaCl溶液构成原电池时,Cu作正极,Zn作负极;②铜与另一种银白色的金属构成原电池时,Cu作负极,另一种银白色的金属作正极,其金属活动性小于Cu,据此分析解答。
【解答】
用电流表测试这两个电池时,发现电流表的指针都发生了偏转,但偏转方向相反,说明Cu在两组电池中的作用不同:Cu和Zn、NaCl溶液构成原电池时,Cu作正极,Zn作负极,铜与另一种银白色的金属构成原电池时,Cu作负极,另一种银白色的金属作正极。而Mg、Al、Zn、Fe四种金属的活泼性均比Cu强,它们分别与Cu形成原电池时,Cu电极均为负极,电流表的指针偏转方向相同,与题意不符;铜与银、NaCl溶液构成原电池时,铜的活泼性大于Ag,Cu作负极,银作正极,电子流动方向为:Cu→导线→Ag,Cu和Zn、NaCl溶液构成原电池中电子流动方向为:Zn→导线→Cu,二者电流方向相反,符合题意,故A正确;
6.
【答案】
B
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
A、根据氧化还原反应,失电子的极是负极;
B、原电池的正极发生得电子的还原反应;
C、金属铁在常温下遇浓硝酸钝化,金属铜可以和浓硝酸之间反应;
D、铁、铜、氯化钠构成的原电池中,金属铁发生的是吸氧腐蚀。
【解答】
A、②中的氧化还原反应发生在金属铝和氢氧化钠之间,为负极,铜是负极;
B、②中的氧化还原反应发生在金属铝和氢氧化钠之间,为负极,电极反应式为6H2O+3e−=60H−+3H2↑,故B正确;
C、金属铁在常温下遇浓硝酸钝化,从而形成原电池,Cu−2e−=Cu2+,故C错误;
D、铁、铜、氯化钠构成的原电池中,金属铜为正极,正极上是氧气得电子的过程。
7.
【答案】
A,C
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
该装置为原电池,Fe易失电子而作负极、Cu作正极,负极上电极反应式为Fe−2e−=Fe2+,正极反应式为Cu2++2e−=Cu,左侧中的氯离子通过交换膜进入右边电池中。
【解答】
A.该原电池中Fe比Cu活泼而作负极,负极上Fe失电子生成亚铁离子进入电解质溶液中导致溶液中正电荷增多,则左侧中氯离子进入右侧溶液中,故A正确;
B.Cu电极上铜离子得电子生成Cu2++2e−=Cu,故B错误;
C.电池工作中正极上析出Cu,则CuCl7溶液浓度降低,故C正确;
D.Fe为负极,电极反应式为Fe−2e−=Fe2+,故D错误;
8.
【答案】
C
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
由于CuSO4溶液浓度不同形成浓差电池,左池为0.1ml⋅L−1的CuSO4溶液,右池为0.3ml⋅L−1的CuSO4溶液,Cu2+浓度越大氧化性越强,所以b为正极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e−=Cu,a为负极,发生氧化反应,电极反应式为Cu−2e−=Cu2+,因负极与正极消耗或生成的Cu2+相等,所以溶液中迁移的离子不可能是Cu2+,只能是SO42−穿过交换膜向负极移动,据此分析解答。
【解答】
A.该装置为浓差电池,属于原电池,将化学能转化为电能,故A错误;
B.浓差电池中,右池CuSO4溶液浓度高,Cu2+浓度越大氧化性越强,所以b为正极,电极反应式为Cu2++2e−=Cu,故B错误;
C.负极与正极消耗或生成的Cu2+相等,所以溶液中迁移的离子不可能是Cu2+,只能是SO42−穿过交换膜向负极移动,故C正确;
D.当左右两池SO42−的浓度相等即均为12(0.3+0.1)ml/L时,电池将停止工作、不再有电流产生,溶液中迁移的n(SO42−)=0.1L×[0.3−12(0.3+0.1)]ml/L=0.01ml,所以外电路中转移电子的物质的量最多为0.02ml,故D错误;
二、解答题(共2小题,满分0分)
【答案】
Zn+2H+=Zn2++H2↑
负,Zn−2e−=Zn2+,有无色气体产生,2H++2e−=H2↑
大于,热能,电能
A,B,D
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
(1)锌与氢离子反应生成锌离子与氢气;
(2)锌铜稀硫酸原电池中,活泼金属锌作负极,锌失电子发生氧化反应,氢离子在正极铜上得电子发生还原反应;
(3)A烧杯中温度升高,该反应是放热反应;原电池将化学能转化成电能;
(4)A.原电池的本质是有电子转移;
B.原电池的构成条件必须有两个电极;
C.活泼金属作负极失电子发生氧化反应;
D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
【解答】
锌与氢离子反应生成锌离子与氢气,离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑,故答案为:Zn+2H+=Zn2++H2↑;
锌铜稀硫酸原电池中,活泼金属锌作负极,电极反应为Zn−2e−=Zn2+,氢离子在正极铜上得电子产生氢气,电极反应为2H++2e−=H2↑,
故答案为:负;Zn−2e−=Zn2+;有无色气体产生;2H++2e−=H2↑;
A烧杯中温度升高,该反应是放热反应,所以反应物总能量大于生成物总能量;该反应将化学能转化成热能,原电池是将化学能转化成电能,
故答案为:大于;热能;电能;
A.原电池要有自发进行的氧化还原反应发生,一定有电子的转移,故A正确;
B.原电池的构成条件必须有两个电极,故B正确;
C.活泼金属作负极失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,一般负极溶解,正极质量增重或析出气体,故C错误;
D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故D正确;
故答案为:ABD。
【答案】
不同
负,正,2Al+6H+=2Al3++3H2↑
负,因为Al能和NaOH溶液反应,而Mg不能与NaOH溶液反应,Al−3e−+40H−=AlO2−+2H2O
在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极的影响因素为:两个电极的相对活泼性;电解质溶液的酸碱性。
【考点】
原电池的工作原理及应用
【解析】
(1)氧化还原反应中失电子的金属作负极;
(2)原电池中,较活泼的金属一般作负极,非金属电极为正极,据此写出电极总反应;
(3)金属铝和氢氧化钠可以发生氧化还原反应,失电子的是金属铝,为原电池的负极;
(4)根据实验1、2可知,原电池的正负极取决于金属的活泼性强弱;根据实验4可知,原电池的正负极与电解质溶液的酸碱性有关。
【解答】
实验1中,氧化还原反应发生在金属镁和稀盐酸之间,为负极金属,氧化还原反应发生在金属铝和稀盐酸之间,为负极金属、2中Al所作的电极不相同,
故答案为:不同;
Al、石墨,较活泼的金属铝作负极−=7Al3+;石墨为正极,电极反应为:6H++6e−=3H2↑,电解总反应为:6Al+6H+=2Al2++3H2↑,
故答案为:负;正;7Al+6H+=2Al2++3H2↑;
实验3中,金属铝和氢氧化钠可以发生自发的氧化还原反应,为原电池的负极−+40H−=AlO2−+8H2O,
自发进行的氧化还原反应即为电池的总反应,Mg不能与NaOH溶液反应,
故答案为:负极;因为Al能和NaOH溶液反应;Al−3e−+20H−=AlO2−+2H6O;
根据表中实验结果可知,在原电池中相对活泼的金属作正极还是负极,也与电解质溶液的酸碱性有关,
答:在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极的影响因素为:两个电极的相对活泼性;电解质溶液的酸碱性。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、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
第六章 化学反应与能量(B卷)【过习题】-2022-2023学年高一化学单元复习(人教版2019必修第二册): 这是一份第六章 化学反应与能量(B卷)【过习题】-2022-2023学年高一化学单元复习(人教版2019必修第二册),文件包含第六章化学反应与能量B卷过习题-2022-2023学年高一化学单元复习过过过人教版2019必修第二册解析版docx、第六章化学反应与能量B卷过习题-2022-2023学年高一化学单元复习过过过人教版2019必修第二册原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共24页, 欢迎下载使用。
第六章 化学反应与能量(A卷)【过习题】-2022-2023学年高一化学单元复习(人教版2019必修第二册): 这是一份第六章 化学反应与能量(A卷)【过习题】-2022-2023学年高一化学单元复习(人教版2019必修第二册),文件包含第六章化学反应与能量A卷过习题-2022-2023学年高一化学单元复习过过过人教版2019必修第二册解析版docx、第六章化学反应与能量A卷过习题-2022-2023学年高一化学单元复习过过过人教版2019必修第二册原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共23页, 欢迎下载使用。
第六章 化学反应与能量【过知识】-2022-2023学年高一化学单元复习(人教版2019必修第二册): 这是一份第六章 化学反应与能量【过知识】-2022-2023学年高一化学单元复习(人教版2019必修第二册),共60页。PPT课件主要包含了知识复习,微观角度,理论基础,SO42-,氧化还原反应,化学能转变为电能,二化学电源,普通锌锰干电池,氢氧燃料电池,四电池的污染与回收等内容,欢迎下载使用。