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    新教材高一化学下学期暑假训练3化学反应与电能含答案

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    新教材高一化学下学期暑假训练3化学反应与电能含答案

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    这是一份新教材高一化学下学期暑假训练3化学反应与电能含答案,共12页。试卷主要包含了如图所示,C为电解质溶液等内容,欢迎下载使用。
    3 化学反应与电能 例1.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,氢氧燃料电池的电极反应如下:X极:O2+2H2O+4e=4OHY极:2H2+4OH-4e=4H2O下列判断正确的是()A.X是正极,发生还原反应B.该电池可用稀硫酸作为电解质溶液C.供电时Y极附近的酸性减弱D.使用时若生成1mol H2O则转移1mol电子1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述不正确的是()A.碱性锌锰电池比普通锌锰电池的能量高B.锌锰干电池工作一段时间后碳棒质量不变C.燃料电池可连续不断的将热能直接转变为电能D.铅酸蓄电池虽然体积大有污染,但是电压稳定、安全可靠、价格低廉,是一种常用的二次电池2.下面是四个化学反应,理论上不可以用于设计原电池的化学反应是()A.Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OB.CH4+2O2CO2+2H2OC.4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 D.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu3.用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中,经一段时间工作后,下列说法正确的是()A.Zn片是正极,Cu片是负极B.电流方向是从Zn经外电路流向CuC.电解液的pH保持不变D.Cu片上有气泡产生4.如图所示,C为电解质溶液。电流计G发生偏转,同时A极逐渐变细,B极逐渐变粗,则A、B、C应是下列各组中的()A.A是Zn、B是Cu、C为稀硫酸B.A是Fe、B是Ag、C为AgNO3溶液C.A是Cu、B是Zn、C为稀硫酸D.A是Ag、B是Fe、C为AgNO3溶液5.某同学设计的原电池装置如图,下列说法错误的是()A.该电池的总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+B.Fe极为电池的负极C.电子从C极经导线流向Fe极D.Fe3+在C极表面被还原6.把a、b、c、d四种金属浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a,b相连,a为负极;c、d相连,d上有气泡溢出;a,c相连,a质量减少;b,d相连,b为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小为()A.a>c>b>dB.a>c>d>bC.b>d>c>aD.a>b>c>d7.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,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a极流向b极B.b极上的电极反应式为:O2+4e+2H2O=4OHC.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2D.H+由b极通过固体酸电解质传递到a极8.将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度NaOH溶液的烧杯中,用导线和电流表连接成原电池,装置如图所示。此电池工作时,下列叙述正确的是()A.该电池的负极反应为Mg-2e=Mg2+B.铝条表面虽有氧化膜,但可不必处理C.该电池的内电路中,阳离子向负极迁移D.Al作原电池负极,开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出9.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。请根据题中提供的信息,填写空格。(1)铅酸蓄电池在放电时发生的电池反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,负极电极反应式为:_____________。工作后,铅酸蓄电池里电解质溶液的pH___(填“变大”“变小”或“不变”)(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为:_______。当线路中转移0.2mol电子时,则被腐蚀铜的质量为:_____g。(3)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,负极分别为_______。A.铝片、铜片      B.铜片、铝片  C.铝片、铝片(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置:①如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图,回答下列问题:氢氧燃料电池的总反应化学方程式是:_________________。②将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷(或氢气、一氧化碳等可燃性气体)和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的一极是原电池的___极,该极的电极反应式是_________________。10.原电池是将化学能转化为电能的装置。(1)a为铜片,b为铁片,烧杯中是稀硫酸溶液。①当开关K断开时产生的现象为___________。A.a不断溶解B.b不断溶解C.a上产生气泡D.b上产生气泡E.溶液逐渐变蓝②闭合开关K,反应一段时间后断开开关K,经过一段时间后,下列叙述不正确的是___________。A.溶液中H+浓度减小 B.正极附近SO浓度逐渐增大C.溶液中含有FeSO4D.溶液中SO浓度基本不变(2)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板,若将此反应设计成原电池,请写出该原电池正极电极反应为___________。(3)下图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为NaOH溶液,电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题:①a极通入的物质为_________,电解质溶液中的OH移向_________极(选填“负”或“正”)。②写出此氢氧燃料电池工作时,负极的电极反应式:___________。③当消耗氢气11.2L(标准状况下)时,假设电池的能量转化效率为80%,则导线中转移的电子的物质的量为___________mol。                
     例1【答案】A【解析】原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,电子从负极经外电路流向正极,X极:O2+2H2O+4e=4OH,则X极为正极;Y极:2H2+4OH-4e=4H2O,则Y极为负极,总反应为2H2+O2=2H2O,故A正确;电极反应表明,电解质溶液为碱,故B错误;Y极:2H2+4OH-4e=4H2O,消耗氢氧根离子,溶液pH减小,酸性增强,故C错误;总反应为2H2+O2=2H2O,生成2mol水电子转移4mol,则生成1molH2O则转移2mol电子,故D错误;故选A。1.【答案】C【解析】A.碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳,增大了反应物的接触面积,加快了反应速率,故放电电流大,能量高,故A正确;B.在锌锰干电池中,正极是碳棒,该极上二氧化锰发生得电子的还原反应,该电极质量不变,故B正确;C.燃料电池是将化学能转化为电能,故C错误;D.铅酸蓄电池虽然体积大有污染,但是电压稳定、安全可靠、价格低廉,是一种常用的二次电池,故D正确;故选C。2.【答案】A【解析】选项中B、C、D均为氧化还原反应,且为放热反应,所以B、C、D的反应可用于构成原电池,故B、C、D不选,A选项中反应不是氧化还原反应,所以理论上不可用于设计原电池;综上所述答案为A。3.【答案】D【解析】A.锌比铜易失电子,锌片是负极,铜片是正极,故A错误;B.电流方向是从正极(Cu)片经导线流向(Zn)片,故B错误;C.因氢离子参加反应生成氢气,氢离子减少,则电解液的pH增大,故C错误;D.铜片上氢离子得电子生成氢气,所以有气泡生成,故D正确;故选D。4.【答案】B【解析】A.该原电池中,B极析出氢气,电极不变粗,与题意不符,故A错误;B.该电池中,A为负极,电极反应为:Fe-2e=Fe2+,则A极逐渐变细,B为正极,电极反应为:Ag++e=Ag,则B极逐渐变粗,与题意相符,故B正确;C.该电池中,A为正极,有气体产生,B为负极,B极变细,与题意不符,故C错误;D.该电池中B为负极,变细,与题意不符,故D错误;故选B。5.【答案】C【解析】由电池的组成可知,Fe极为负极,C极为正极,电池工作时,Fe失电子生成Fe2+,溶液中的Fe3+在C电极得电子生成Fe2+。A.该电池工作时,Fe失电子生成Fe2+,Fe3+得电子生成Fe2+,总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,A正确;B.由分析可知,Fe极在电池工作时失电子,为电池的负极,B正确;C.电池工作时,电子由负极出发,沿导线流向正极,所以电子从Fe极经导线流向C极,C错误;D.C电极为正极,Fe3+在C极表面得电子生成Fe2+,从而被还原,D正确;故选C。6.【答案】B【解析】把a、b、c、d四种金属浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a,b相连,a为负极,说明金属活动性:a>b;若c、d相连,d上有气泡溢出,说明金属活动性;c>d;若a,c相连,a质量减少,说明a为负极,则金属活动性:a>c;若b,d相连,b为正极,则金属活动性:d>b,故四种金属活动性由强到弱的顺序为:a>c>d>b,故合理选项是B。7.【答案】A【解析】由图可知,a极为燃料电池的负极,氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子,电极反应式为H2-2e=H+,b极为正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4e+4H+=2H2O。A.电池工作时,电子通过外电路从负极a极经导线流向正极b极,故A正确;B.由分析可知,b极为正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4e+4H+=2H2O,故B错误;C.缺标准状况,无法计算转移0.1mol电子消耗氢气的体积,故C错误;D.电池工作时,H+由负极a极通过固体酸电解质传递到正极b极,故D错误;故选A。8.【答案】B【解析】A.在NaOH溶液中,铝能与NaOH溶液发生氧化还原反应,镁不会参加反应,所以在该反应中铝失电子作原电池的负极,电极反应为Al-3e+4OH=AlO+2H2O,A错误;B.由于铝片表面的氧化膜(Al2O3)也能与NaOH溶液反应,故其不必处理,B正确;C.原电池中阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移,C错误;D.在NaOH溶液中,铝能与NaOH溶液发生氧化还原反应,在该反应中,铝失电子作原电池的负极,由于电池开始工作时,生成的铝离子的量较少,NaOH过量,此时不会有Al(OH)3白色沉淀生成,D错误;答案为B。9.【答案】(1)Pb-2e+SO=PbSO4    变大    (2)Cu    6.4    (3)B    (4)2H2+O2=2H2O        CH4-8e+10OH=CO+7H2O      【解析】(1)原电池中负极发生氧化反应,根据总反应可知放电时Pb被氧化为硫酸铅,所以负极反应式为Pb-2e+SO=PbSO4;根据总反应可知,电池工作时消耗硫酸,所以铅酸蓄电池里电解质溶液的pH变大;(2)原电池中负极发生氧化反应,所以负极所用材料应为Cu,根据电子守恒转移0.2mol电子时反应0.1molCu,质量为0.1mol×64g/mol=6.4g;(3)铝在浓硝酸中钝化,所以插入浓硝酸时铜被氧化为负极;铝可以与烧碱溶液反应,铜不反应,所以插入烧碱溶液中铝被氧化为负极,故答案为B;(4)①氢氧燃料电池中,负极氢气被氧化生成水,正极氧气被氧化生成水,总反应为2H2+O2=2H2O;②燃料电池中,通入燃料的一极为负极,即通入甲烷气体的一极是原电池的负极,甲烷失电子被氧化,电解质溶液显碱性,生成碳酸根,电极反应式为CH4-8e+10OH=CO+7H2O。10.【答案】(1)BD    B    (2)(3)H2            0.8    【解析】原电池中还原剂作负极,氧化剂作正极,电池内部阴离子移向负极,阳离子移向正极。(1)①当开关K断开时,b为铁片,发生Fe+2H+=Fe2++H2产生的现象为b不断溶解,b上产生气泡,故答案为:BD;②闭合开关K,a为铜片,作用原电池的正极,b为铁片,作负极,发生Fe+2H+=Fe2++H2反应一段时间后断开开关K,经过一段时间后,A.H+还原成氢气,溶液中H+浓度减小,故A正确;B.阴离子移向负极,负极附近SO浓度逐渐增大,故B错误;C.生成硫酸亚铁,溶液中含有FeSO4,故C正确;D.忽略溶液的体积变化,溶液中SO浓度基本不变,故D正确;故答案为:B;(2)FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板,若将此反应设计成原电池,铁离子得电子生成亚铁离子,原电池正极电极反应为。故答案为:;(3)①图中电子从a极出发,a极上还原剂失电子,a极通入的物质为H2,电解质溶液中的OH移向负极(选填“负”或“正”)。故答案为:H2;负;②此氢氧燃料电池工作时,氢气失电子后与氢氧根离子结合生成水,负极的电极反应式:。③当消耗氢气11.2L(标准状况下)时,n(H2)=0.5mol,假设电池的能量转化效率为80%,则导线中转移的电子的物质的量为0.5mol×2×80%=0.8mol。故答案为:0.8。  
     

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