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苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化随堂练习题
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这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化随堂练习题，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为CH2=CH2＋O2=CH3COOH。有兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是
A．在电池工作过程中，溶液中的向a极移动
B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b
C．负极的电极反应式为CH2=CH2＋4e-＋2H2O=CH3COOH＋4H＋
D．当电路中通过0.04ml电子时，参加反应的CH2=CH2为224mL
2．关于如图所示装置的叙述，错误的是
A．电流表指针发生偏转B．溶液由无色变为蓝色
C．Cu片表面有气泡产生D．Zn片质量逐渐减小
3．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb，下列有关说法正确的是
A．正极反应式：Ca+2Cl--2e-=CaCl2
B．放电过程中，Li+向负极移动
C．该电池在常温时就能正常工作
D．每转移0.2ml电子，理论上生成20.7gPb
4．某小组同学研究84消毒液(主要成分为NaClO)对铁的腐蚀作用：将等量的铁钉(铁碳合金)和纯铁粉分别浸没于10mL84消毒液中，记录现象如下：
下列说法正确的是
A．铁钉主要发生的是化学腐蚀
B．铁钉腐蚀后的溶液中c(Cl-)增大
C．铁粉的腐蚀速率慢主要是由于其表面积大
D．84消毒液有强氧化性，因此Fe被腐蚀时发生：Fe-3e-=Fe3+
5．下列关于电化学的说法中错误的是
A．原电池的负极、电解池的阳极均发生氧化反应
B．原电池将化学能转化为电能，电解池将电能转化为化学能
C．电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，可加入NaOH、NaCl、H2SO4
D．利用原电池原理可制备化学电源，利用电解池原理可制备化学物质
6．下面有关电化学图示完全正确的是
A．Cu-Zn原电池B． 粗铜的精炼
C． 电解CuCl2溶液D． 铁片镀锌
7．用铜片、银片设计成如图所示的原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是（ ）
A．电子通过盐桥从乙池流向甲池
B．去掉盐桥，原电池仍继续工作
C．开始时，银片上发生的反应是
D．将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同
8．下列说法错误的是
A．原电池的两极材料可以相同
B．生铁比纯铁容易生锈
C．电解质溶液导电的过程必然伴随化学变化
D．燃料电池将化学能转化为电能的转化率可达100%
9．下列关于原电池工作原理说法正确的是
A．正极失电子发生氧化反应B．电子从负极经过电解质溶液流向正极
C．电流从正极流向负极D．电解质溶液中阳离子向负极移动
10．纯净物状态下电对的标准电极电势可用来比较氧化剂的氧化性强弱，现有5组标准电极电势的数据如下表所示。下列分析错误的是
A．氧化性：>Cl2>Fe3+>I2
B．Fe3+能与I-发生反应，其离子方程式为：
C．MnO-可氧化Cl-生成Cl2
D．Fe3+能与Cl-反应生成Fe2+，其离子方程式为：
二、填空题
11．便携式化学电池使用方便，但仍然存在一些不足，如电压较低，寿命较短，处理不当可能会造成环境污染。有人认为这些不足是由其制造技术不完善造成的，也有人认为是由其工作原理决定的。你的看法和依据是什么？请查阅资料，与老师和同学交流、讨论 。
12．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是 (填字母，下同)。
A．KOH＋HCl=KCl＋H2O
B．Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋
C．Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑
D．Na2O＋H2O=2NaOH
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是 。
A．图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面
B．图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数
C．图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温
D．图Ⅱ中产生气体的速率比Ⅰ慢
(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解质溶液。放电时总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。
①写出放电时正极的电极反应式： ；
②铅蓄电池放电时，正极质量将 (填“增大”“减小”或“不变”)。当外电路上有1ml电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为 。
13．某原电池装置如图所示。
（1）其负极是 （填“Zn”或“Cu”），发生的是 （填“氧化”或“还原”）反应。
（2）正极上的现象是 。
（3）电子由 （填“锌片”或“铜片”）沿导线流出。
（4）电池的总反应是 。
14．在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液：
锌为 极，电极上发生的是 反应(“氧化”或“还原”)电极反应式为 ；银电极电极反应式是 ；银片上观察到的现象是 。
15．常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为Pb和PbO2，电解液为稀H2SO4溶液，工作时的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请依据上述情况判断：
(1)铅蓄电池的负极材料是 。
(2)请依据两极材料总反应，写出放电时正极反应是 。
(3)请依据总反应式和正极反应式，写出放电时负极反应是 。
16．草酸(H2C2O4)及草酸盐用途广泛。
(一)草酸是一种易溶于水的二元有机弱酸，可与酸性KMnO4溶液发生反应：5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。回答下列问题：
(1)若0.5mlH2C2O4被氧化，转移电子 ml。
(2)对比实验 ，可探究浓度对反应速率的影响。
(3)对比实验 ，可探究温度对反应速率的影响。
(4)已知Mn2+对H2C2O4和KMnO4的反应有催化作用。实验2中产生CO2的速率v(CO2)与时间t的关系如图所示。试说明理由： 。
(二)草酸亚铁(FeC2O4•2H2O)可用于合成锂电池的正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)。
(5)将Li2CO3、FeC2O4•2H2O和SiO2粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时，即可制成硅酸亚铁锂，该反应的化学方程式为： 。
(6)该锂电池放电时的总反应式为LiFeSiO4+Li=Li2FeSiO4。写出相应的电极反应式：正极 。
17．原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。根据所学知识，完成下列各题：
(1)装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 ，Cu电极上的现象是 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2 ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为 。
18．实验室有如下材料：铜片、铁片、石墨棒、CuCl2溶液、FeCl3溶液、导线、电流表、盐桥(装有琼脂-KCl的U形管)、烧杯等。甲同学设计了如图1的原电池装置，但乙同学发现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就会衰减，为解决以上问题，将原电池设计成了带盐桥的装置，如图2所示。
图1：
图2：
(1)①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 (填序号，下同)。
a.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH>0
b.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH＜0
c.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH＜0
②甲同学设计的原电池，若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出改变后总的电极反应式，若否，请写出理由： 。
③乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电池两电极分别为：a是 (填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同)，b是 。负极的电极反应式为 ，正极的电极反应式为 。
(2)关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是 。
a.实验过程中，左侧烧杯中Cl−浓度增大
b.实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作
c.电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中
19．原电池的工作原理
(1)分析下图并填空 、 、 、 、 、
原电池总反应式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。
(2)能量转化： 能转变为 能。
20．能源与人类的生存和发展息息相关，化学反应在人类利用能源的历史过程中充当重要的角色。回答下列问题：
(1)科学家最近研制出利用太阳能产生激光，使海水分解。太阳光分解海水时，水分解断裂的化学键是 (填“离子键”或“共价键”)。
(2)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。若断开1ml氢气中的化学键消耗的能量为，断开1ml氧气中的化学键消耗的能量为，形成1ml水中的化学键释放的能量为，则下列关系正确的是___________(填字母)。
A．B．C．D．
(3)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________(填字母)。
A．B．
C．D．
(4)如图为某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。回答下列问题：
若该燃料电池为氢氧燃料电池。
①a极通入的物质为 (填物质名称)，电解质溶液中的OH-移向 (“负”或“正”)。
②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式： 。
三、实验探究题
21．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。回答下列问题：
(1)上述实验中主要发生两个反应，化学方程式分别为和 。
(2)已知硫酸铜在反应中不会做催化剂，则加入硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
(3)实验室中现有、、、等4种稀溶液，可与实验中溶液起相似作用的是 。
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 (任写一种即可)。
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计，其中： ， ；
②该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
22．利用与发生的氧化还原反应设计一个能产生电流的装置，画出简单的装置示意图，标明使用的用品 。
供选择的实验用品：溶液、溶液、溶液、溶液、溶液、铜片、锌片、铁片、碳棒、滤纸、导线
23．某小组拟探究双氧水和铁离子的氧化性强弱，设计如下实验装置。
注明：盐桥为饱和KCl溶液和琼脂，烧杯中溶液均为100mL．
(1)用30%双氧水配制10%的双氧水需要使用的玻璃仪器有 (填名称)。已知：30%双氧水的密度约为，该双氧水溶液的物质的量浓度约为 (保留1位小数)。
(2)关闭K，电流计显示电子由石墨极流出经外电路流入铂极。盐桥中阳离子向 (填“石墨”或“铂”)极迁移。负极反应式为 。若忽略体积变化和盐类水解，电路上转移电子，则 (填“净增”或“净减”) 。
(3)一段时间后，向石墨极烧杯中加入适量30%双氧水和硫酸，电流计显示：电子由铂极流入石墨极。此时，铂极是 (填“正极”或“负极”)。
(4)结合上述(2)、(3)实验现象，可以得出的结论是 。
1小时
2小时
5小时
铁钉
无明显现象
铁钉表面出现少量红褐色物质
铁钉表面“生长”出大量红褐色物质
纯铁粉
无明显现象
无明显现象
无明显现象
氧化还原电对(氧化剂/还原剂)
电极反应式
标准电极电势(Eϴ/V)
Fe3+/Fe2+
0.77
I2/I-
0.54
Cl2/Cl-
1.36
/Mn2+
1.51
实验编号
所加试剂及用量/mL
条件
溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.01ml·L-1H2C2O4溶液
0.01ml·L-1KMnO4溶液
3.0ml·L-1稀H2SO4
水
温度/℃
1
8.0
2.0
2.0
3.0
20
t1
2
6.0
2.0
2.0
5.0
20
t2
3
6.0
2.0
2.0
5.0
30
t3
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
30
饱和溶液/mL
0
0.5
2.5
5
20
10
0
参考答案：
1．A
【分析】根据原电池总反应式CH2=CH2+O2═CH3COOH可知，通入O2的b电极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，通入CH2=CH2 的a电极为负极，电极反应式为CH2=CH2-4e-+2H2O═CH3COOH+4H+，结合原电池原理分析解答。
【详解】A．原电池工作时，阴离子移向负极a电极，即溶液中的向a极移动，故A正确；
B．原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流向正极b电极，电子不能通过溶液，故B错误；
C．通入CH2=CH2 的a电极为负极，电极反应式为CH2=CH2-4e-+2H2O═CH3COOH+4H+，故C错误；
D．负极的电极反应式为CH2=CH2-4e-+2H2O═CH3COOH+4H+，电路中通过0.04ml电子时，有0.01mlCH2=CH2参加反应，标准状况下的体积为224mL，但气体的状态未知，所以参加反应的CH2=CH2体积不一定为224mL，故D错误；
故选A。
2．B
【分析】由图可知，该装置是原电池，其中锌比较活泼，为负极，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，则铜电极为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，以此解题。
【详解】A．由分析可知，该装置为原电池，则有电流通过电流表，指针偏转，A正确；
B．在该装置中，铜不参加反应，溶液中没有铜离子，颜色不变，B错误；
C．由分析可知，铜电极反应为：2H++2e-=H2↑，则有气体生成，C正确；
D．由分析可知，锌电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，则其质量减小，D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．正极反应式为：PbSO4＋2e-= Pb＋，A错误；
B．放电过程中，Li+向正极移动，B错误；
C．电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，所以在常温下不能正常工作，C错误；
D．每转移0.2ml电子，根据得失电子相等，应生成0.1mlPb，理论上应生成20.7gPb，D正确；
故选D。
4．B
【详解】A．铁钉为铁碳合金，主要发生的是电化学腐蚀，A说法错误；
B．铁钉腐蚀后，次氯酸根离子生成为氯离子，溶液中c(Cl-)增大，B说法正确；
C．铁粉的腐蚀速率慢主要是铁粉与次氯酸钠不发生化学腐蚀，C说法错误；
D．84消毒液有强氧化性，铁钉发生电化学腐蚀，Fe失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，D说法错误；
答案为B。
5．C
【详解】A．电解池阳极上和原电池负极上都是失电子发生氧化反应，A正确；
B．原电池是化学能转化为电能，电解池是电能转化为化学能，B正确；
C．电解水制取H2和O2时，加入NaOH、H2SO4均可增大溶液导电性且电极反应不变，但若加入NaCl也会增强溶液导电性，但放电能力Cl->OH-，故电解不会生成H2和O2，C错误；
D．原电池将化学能转化为电能，则利用原电池原理可制备化学电源，电解池将电能转化为化学能，则利用电解池原理可制备化学物质，D正确；
故答案选C。
6．C
【详解】A.锌比铜活泼，锌做负极，铜做正极，故A错误；
B.精炼铜的装置中，粗铜连接电源的正极做阳极，故B错误；
C.与电源正极连接的电极为阳极，与电源负极连接的电极为阴极，故C正确；
D.铁片上镀锌，铁做阴极，连接电源的负极，锌做阳极，连接电源的正极，故D错误。
故选C。
【点睛】掌握电解原理及其应用。精炼铜装置中，粗铜做阳极，精铜做阴极。电镀装置中镀层金属做阳极，镀件做阴极。
7．D
【详解】A.电子不能通过电解质溶液，故A错误；
B.去掉盐桥，不能形成闭合回路，构不成原电池，故B错误；
C.铜片是负极，银片是正极，在银片上发生的电极反应是，故C错误；
D.该原电池的总反应为，将铜片浸入溶液中发生的化学反应也是，故D正确；
故选：D。
8．D
【详解】A．燃料电池中，两极材料可以相同，A正确；
B．生铁中含有碳，容易形成原电池的两极，能加快腐蚀的速率，比纯铁容易生锈，B正确；
C．电解质溶液导电的过程发生电解，必然伴随化学变化，C正确；
D．燃料电池将化学能转化为电能的过程中，还有可能有其他能量转化，转化率不可能达100%，D错误；
故选D。
9．C
【详解】A．原电池中，正极得电子发生还原反应，故A错误；
B．原电池中，电子从负极经过导线流向正极，故B错误；
C．电流移动方向与电子相反，从正极流向负极，故C正确；
D．原电池工作时，电解质溶液中阳离子向正极移动，故D错误；
答案选C。
10．D
【详解】A．电对的标准电极电势越大，氧化剂的氧化性越强，所以氧化性：MnO4->Cl2>Fe3+>I2，A正确；
B．根据强弱规律可知Fe3+能与I-发生反应，其离子方程式为：，B正确；
C．MnO4-可氧化Cl-生成Cl2，C正确；
D．Fe3+不能与Cl-反应生成Fe2+，D错误；
故选D。
11．化学电池电压是其固有特征，无法改变，采用串联的方法可以增大电压；一次电池放电结束，寿命即告终，充电电池寿命比一次电池的长，燃料电池的寿命最长；化学电池在存放过程中，极容易变质或发生氧化还原反应，一般低温、干燥保存。
【详解】化学电池的理论电压是由两极间失电子的能力差所决定的，所以化学电池电压是其固有特征;化.学电池的寿命： 一次电池放电结束，寿命即告终，充电电池寿命比一次电池的长，燃料电池的寿命最长，只要装置维护正常，供应燃料就可以一直使用下去；化学电池在存放过程中，极容易变质或发生氧化还原反应，一般低温、干燥保存。
12． B B PbO2＋2e-＋＋4H＋=PbSO4＋2H2O 增大 1ml
【详解】(1)根据构成原电池的本质，自发的氧化还原反应能设计成原电池，A．KOH＋HCl=KCl＋H2O属于非氧化还原反应，不能设计成原电池，故A不选；B．Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋是自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故B选；C．Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑，氧化还原反应，但通常不能自发进行，不能设计成原电池，电解才能实现，故C不选；D．Na2O＋H2O=2NaOH属于非氧化还原反应，不能设计成原电池，故D不选；故答案为：B；
(2)A．图Ⅰ的气泡产生于锌棒表面，图Ⅱ的气泡产生于铜棒表面，故A错误；B．图Ⅱ中化学能转化为电能和热能，图Ⅰ中全转化为热能，图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，故B正确；C．由B选项知，图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数不相等，均高于室温，故C错误；D．原电池加快反应速率，图Ⅱ中产生气体的速率比Ⅰ快，故D错误；故答案为：B；
(3)①放电时正极得电子，发生还原反应，电极反应式：PbO2＋2e-＋＋4H＋=PbSO4＋2H2O；②铅蓄电池放电时，正极PbO2变成PbSO4，正极质量将增大。由总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，每转移2ml电子消耗2mlH2SO4，当外电路上有1ml电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为1ml。故答案为：PbO2＋2e-＋＋4H＋=PbSO4＋2H2O；增大；1ml。
13． Zn 氧化 有无色气泡产生 锌片 Zn + H2SO4== ZnSO4 + H2↑
【详解】（1）如图Cu-Zn-稀硫酸原电池，电解质溶液为稀硫酸，Zn为负极，Cu为正极，负极失电子发生氧化反应。（2）正极反应为：2H++2e-=H2↑，故在正极上有气体生成。（3）负极失电子，则电子由锌片沿导线流出。（4）Cu-Zn-稀硫酸原电池反应原理为锌与稀硫酸反应，方程式为Zn + H2SO4= ZnSO4 + H2↑。
点睛：本题考查了原电池原理的分析判断，电极名称、电极反应和电子移动方向等，掌握原电池原理是解题关键，题目较简单。
14． 负 氧化 Zn-2e-=Zn2+ Cu2+ +2e-=Cu 有紫红色物质析出
【详解】以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池，电池总反应为锌和硫酸铜生成硫酸锌和铜，活泼金属Zn为负极，Zn失电子发生氧化反应生成Zn2+，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，不活泼金属Ag为正极，Cu2+在正极上得电子发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2+ +2e-=Cu，则在银片上可观察到有紫红色物质析出。
15． Pb PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O Pb+-2e-=PbSO4
【详解】(1)铅蓄电池中，根据原电池反应式中元素化合价变化知，Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价，被氧化发生氧化反应，所以Pb作负极，故答案为：Pb；
(2)铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，放电时正极反应是PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O；
(3)放电时负极铅失电子产生硫酸铅，电极反应是Pb+-2e-=PbSO4。
16．(1)1
(2)1和2
(3)2和3
(4)t0前，随反应的进行，c(Mn2+)增大，催化剂为主要影响因素，反应速率加快；t0后，随反应的进行，反应物浓度减小，浓度为主要影响因素，反应速率减慢
(5)Li2CO3+FeC2O4•H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O
(6)LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4
【解析】（1）
在反应5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O中，消耗5mlH2C2O4时，转移电子10ml，则若0.5mlH2C2O4被氧化，转移电子1ml，故答案为：1；
（2）
对比实验1和2，其他的量都相同，只有草酸的浓度不同，可探究浓度对反应速率的影响，故答案为：1和2；
（3）
对比实验2和3，其他的量都相同，只有温度不同，可探究温度对反应速率的影响，故答案为：2和3；
（4）
Mn2+对H2C2O4和KMnO4的反应有催化作用，实验2中产生CO2的速率v(CO2)与时间t的关系如图所示，原因是：t0前，随反应的进行，c(Mn2+)增大，催化剂为主要影响因素，反应速率加快；t0后，随反应的进行，反应物浓度减小，浓度为主要影响因素，反应速率减慢，故答案为：t0前，随反应的进行，c(Mn2+)增大，催化剂为主要影响因素，反应速率加快；t0后，随反应的进行，反应物浓度减小，浓度为主要影响因素，反应速率减慢；
（5）
将Li2CO3、FeC2O4•2H2O和SiO2粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时，即可制成硅酸亚铁锂，同时会生成一氧化碳、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：Li2CO3+FeC2O4•H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O，故答案为：Li2CO3+FeC2O4•H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O；
（6）
该锂电池放电时的总反应式为LiFeSiO4+Li=Li2FeSiO4，该电池中，正极上LiFeSiO4得电子，发生还原反应生成Li2FeSiO4，电极反应式为：LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4，故答案为：LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4。
17．(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生，反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2)电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)，H+向正极(Cu)移动、向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9 g
【分析】装置A中金属Zn与稀硫酸反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；装置B中Zn-Cu-H2SO4构成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以Cu作正极，H+在Cu电极上得到电子产生H2，发生了还原反应，有气泡产生；Zn为负极，失去电子发生氧化反应，据此分析解题。
【详解】（1）装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，电极反应式为：，故Cu电极上的现象是有气泡产生。由于Cu没有参加反应，所以Cu电极表面及溶液的颜色无明显变化；Zn作为负极，发生氧化反应，Zn电极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
（2）据上述分析可知，Zn作为负极，Zn失去电子氧化反应变为Zn2+进入溶液，电子由Zn经导线流向Cu电极。Cu作正极，发生H+得到电子变为H2的还原反应。即装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，H+向负电荷较多的正极Cu电极方向定向移动；SO向正电荷较多的负极Zn电极方向定向移动。即“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为：H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；
（3）Zn与H2SO4发生反应产生ZnSO4、H2，该反应发生放出热量，使溶液温度升高。故从能量转化的角度来看，说明反应物的总能量高于生成物的总能量。装置B的电流计指针发生偏转，装置B构成了原电池，原电池反应可以加快反应速率，所以从反应速率看，装置A中反应速率比B中慢；
（4）若装置B中的稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，Cu作正极，则Cu电极上发生还原反应为Cu2++2e-=Cu；Zn作为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+。当导线中有0.2 ml电子转移时，由于Zn是+2价金属，所以反应消耗Zn的物质的量是0.1 ml，故Zn电极质量减少△m(Zn)=0.1 ml×65 g/ml=6.5 g；Cu电极质量增加△m(Cu)=0.1 ml×64 g/ml=6.4 g；起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，假设二者的质量都是 m g，当导线中有0.2 ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为△m=(m+6.4)g-(m-6.5)g=12.9 g。
18．(1) b 2FeCl3+Fe=3FeCl2(或2Fe3++Fe=3Fe2+) 铜片 石墨棒 Cu-2e-=Cu2＋ 2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋
(2)c
【分析】根据所给材料和电解质溶液，再结合图示可知，铜电极为负极，石墨棒为正极，负极铜片失去电子，形成铜离子，正极三价铁得到电子形成二价铁，以此解题。
【详解】（1）①根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c，故选b；
②若将石墨棒改为铁片，则铁的活泼性强于铜，总电极反应发生改变，为铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，故电池反应式为2FeCl3+Fe=3FeCl2(或2Fe3++Fe=3Fe2+)；
③因为乙同学设计的原电池总电极反应与甲同学的相同，均为Cu+2Fe3＋=2Fe2＋+Cu2＋，因此两电极为铜片和石墨棒，再根据电解液即可确定两电极的材料，左侧电解质为氯化铜溶液，则a为铜片，右侧电解质为氯化铁溶液，则b为石墨棒；负极应该是铜片失去电子形成铜离子，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2＋，正极为三价铁得到电子形成二价铁，电极反应式为：2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋；
（2）a．原电池中，阴离子向负极移动，由分析可知左侧为负极，则盐桥中的Cl−向负极移动，左侧烧杯中Cl−浓度增大，a正确；
b．当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b正确；
c．电子只能通过导线传递，盐桥传递的是离子，c错误；
故选c。
19．(1) 负极 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+ 正极 还原反应 2H+＋2e-=H2↑
(2) 化学 电
【解析】略
20．(1)共价键
(2)C
(3)A
(4) 氢气 负
【详解】（1）水是共价化合物，分子中只存在共价键，则水分解时断裂的化学键是共价键，故答案为：共价键；
（2）氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热，即反应过程断裂化学键消耗的能量小于形成化学键释放的能量，若断开氢气中的化学键消耗的能量为，断开氧气中的化学键消耗的能量为，形成水中的化学键释放的能量为，则有，故答案为：C；
（3）根据原电池的形成条件可知，必须是自发进行的氧化还原反应才可能从理论上将其设计为原电池；
A．是一个自发进行的氧化还原反应，可以设计为原电池，A符合题意；
B．是一个自发进行的非氧化还原反应，不可以设计成原电池，B不合题意；
C．是一个非自发进行的氧化还原反应，不可以设计为原电池，C不合题意；
D．是一个自发进行的非氧化还原反应，不可以设计成原电池，D不合题意；
故选A；
（4）①由电子流向可知，a极为负极，通入的物质为氢气，氢气失去电子发生氧化反应；原电池中阴离子向正极迁移，故电解质溶液中的OH-移向负极。
②氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，负极的电极反应式。
21．(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
(2)锌置换出的铜附着在锌的表面，形成原电池，锌做负极
(3)Ag2SO4溶液
(4)升高反应温度或增大硫酸浓度或使用锌粉
(5) 30 10 置换出的铜过多，覆盖在锌的表面，使锌与稀硫酸的接触面积减小
【分析】若研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，由变量唯一化原则可知，实验中除硫酸铜的量不同之外，其他物质的量浓度均应保持不变，则每组硫酸的体积要保持相同，六组溶液的总体积也应该相同。
【详解】（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，加入少量硫酸铜溶液后，锌可置换出铜，反应的方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
（2）锌置换出的铜附着在锌的表面，形成原电池，锌做负极，从而加快了氢气产生的速度。
（3）Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液中，只有硫酸银溶液能与锌发生置换反应，则硫酸银溶液能与硫酸铜溶液起相似作用，在稀硫酸溶液中形成银、锌原电池，使化学反应速率加快，故答案为Ag2SO4。
（4）影响化学反应速率的因素很多，例如温度、浓度和固体的表面积等等，因此加快反应速率的措施还有升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的表面积即使用锌粉等。
（5）①若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他均相同，每组硫酸的物质的量浓度要保持相同，则V1=V2=V3=V4=V5=30，六组溶液的总体积也应该相同，由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V6=10。
②实验A中没有原电池反应，是锌直接和硫酸的反应。而其它实验中生成铜单质，构成了原电池反应，当加入的CuSO4溶液超过一定量时，会析出大量的金属铜覆盖在锌表面，使锌与稀硫酸的接触面积减小，因此反应速率会减小。
22．
【详解】依据原电池反应原理分析，氧化还原反应中铁离子在正极得到电子发生还原反应，碘离子在负极失电子发生氧化反应，负极所在电解质溶液为KI溶液，正极所在电解质溶液为FeCl3溶液，画出原电池装置；
故答案为：
23． 烧杯，量筒、玻璃棒 铂 净减 负极 较弱酸性条件，氧化性比强；较强酸性条件下，氧化性比强
【详解】(1)稀释一定质量分数的溶液只需要量筒、烧杯和玻璃棒；根据物质的量浓度与质量分数之间的转换关系式，，故答案为：烧杯，量筒、玻璃棒；；
(2)在原电池中，电子由负极流向正极，依题意，石墨极为负极，铂极为正极，盐桥中钾离子向正极迁移，维持电荷守恒；双氧水在负极上发生氧化反应生成，溶液酸性增强，负极反应式为；正极反应式为，净减浓度为，故答案为：铂；；净减；0.05；
(3)由电子流向可知，铂极为负极，故答案为：负极；
(4)分析(2)(3)步骤中溶液酸碱性可知，开始双氧水接近中性，双氧水还原铁离子，发生总反应为，氧化性：；加入双氧水和硫酸后，双氧水氧化亚铁离子，发生总反应为，氧化性：，故答案为：较弱酸性条件，氧化性比强；较强酸性条件下，氧化性比强。
一、单选题
1．某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为CH2=CH2＋O2=CH3COOH。有兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是
A．在电池工作过程中，溶液中的向a极移动
B．电子移动方向：电极a→磷酸溶液→电极b
C．负极的电极反应式为CH2=CH2＋4e-＋2H2O=CH3COOH＋4H＋
D．当电路中通过0.04ml电子时，参加反应的CH2=CH2为224mL
2．关于如图所示装置的叙述，错误的是
A．电流表指针发生偏转B．溶液由无色变为蓝色
C．Cu片表面有气泡产生D．Zn片质量逐渐减小
3．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb，下列有关说法正确的是
A．正极反应式：Ca+2Cl--2e-=CaCl2
B．放电过程中，Li+向负极移动
C．该电池在常温时就能正常工作
D．每转移0.2ml电子，理论上生成20.7gPb
4．某小组同学研究84消毒液(主要成分为NaClO)对铁的腐蚀作用：将等量的铁钉(铁碳合金)和纯铁粉分别浸没于10mL84消毒液中，记录现象如下：
下列说法正确的是
A．铁钉主要发生的是化学腐蚀
B．铁钉腐蚀后的溶液中c(Cl-)增大
C．铁粉的腐蚀速率慢主要是由于其表面积大
D．84消毒液有强氧化性，因此Fe被腐蚀时发生：Fe-3e-=Fe3+
5．下列关于电化学的说法中错误的是
A．原电池的负极、电解池的阳极均发生氧化反应
B．原电池将化学能转化为电能，电解池将电能转化为化学能
C．电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，可加入NaOH、NaCl、H2SO4
D．利用原电池原理可制备化学电源，利用电解池原理可制备化学物质
6．下面有关电化学图示完全正确的是
A．Cu-Zn原电池B． 粗铜的精炼
C． 电解CuCl2溶液D． 铁片镀锌
7．用铜片、银片设计成如图所示的原电池。下列有关该原电池的叙述正确的是（ ）
A．电子通过盐桥从乙池流向甲池
B．去掉盐桥，原电池仍继续工作
C．开始时，银片上发生的反应是
D．将铜片浸入溶液中发生的化学反应与该原电池的总反应相同
8．下列说法错误的是
A．原电池的两极材料可以相同
B．生铁比纯铁容易生锈
C．电解质溶液导电的过程必然伴随化学变化
D．燃料电池将化学能转化为电能的转化率可达100%
9．下列关于原电池工作原理说法正确的是
A．正极失电子发生氧化反应B．电子从负极经过电解质溶液流向正极
C．电流从正极流向负极D．电解质溶液中阳离子向负极移动
10．纯净物状态下电对的标准电极电势可用来比较氧化剂的氧化性强弱，现有5组标准电极电势的数据如下表所示。下列分析错误的是
A．氧化性：>Cl2>Fe3+>I2
B．Fe3+能与I-发生反应，其离子方程式为：
C．MnO-可氧化Cl-生成Cl2
D．Fe3+能与Cl-反应生成Fe2+，其离子方程式为：
二、填空题
11．便携式化学电池使用方便，但仍然存在一些不足，如电压较低，寿命较短，处理不当可能会造成环境污染。有人认为这些不足是由其制造技术不完善造成的，也有人认为是由其工作原理决定的。你的看法和依据是什么？请查阅资料，与老师和同学交流、讨论 。
12．化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是 (填字母，下同)。
A．KOH＋HCl=KCl＋H2O
B．Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋
C．Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑
D．Na2O＋H2O=2NaOH
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关反应一段时间后的实验现象，下列说法正确的是 。
A．图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面
B．图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数
C．图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温
D．图Ⅱ中产生气体的速率比Ⅰ慢
(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解质溶液。放电时总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。
①写出放电时正极的电极反应式： ；
②铅蓄电池放电时，正极质量将 (填“增大”“减小”或“不变”)。当外电路上有1ml电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为 。
13．某原电池装置如图所示。
（1）其负极是 （填“Zn”或“Cu”），发生的是 （填“氧化”或“还原”）反应。
（2）正极上的现象是 。
（3）电子由 （填“锌片”或“铜片”）沿导线流出。
（4）电池的总反应是 。
14．在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液：
锌为 极，电极上发生的是 反应(“氧化”或“还原”)电极反应式为 ；银电极电极反应式是 ；银片上观察到的现象是 。
15．常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为Pb和PbO2，电解液为稀H2SO4溶液，工作时的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请依据上述情况判断：
(1)铅蓄电池的负极材料是 。
(2)请依据两极材料总反应，写出放电时正极反应是 。
(3)请依据总反应式和正极反应式，写出放电时负极反应是 。
16．草酸(H2C2O4)及草酸盐用途广泛。
(一)草酸是一种易溶于水的二元有机弱酸，可与酸性KMnO4溶液发生反应：5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。回答下列问题：
(1)若0.5mlH2C2O4被氧化，转移电子 ml。
(2)对比实验 ，可探究浓度对反应速率的影响。
(3)对比实验 ，可探究温度对反应速率的影响。
(4)已知Mn2+对H2C2O4和KMnO4的反应有催化作用。实验2中产生CO2的速率v(CO2)与时间t的关系如图所示。试说明理由： 。
(二)草酸亚铁(FeC2O4•2H2O)可用于合成锂电池的正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)。
(5)将Li2CO3、FeC2O4•2H2O和SiO2粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时，即可制成硅酸亚铁锂，该反应的化学方程式为： 。
(6)该锂电池放电时的总反应式为LiFeSiO4+Li=Li2FeSiO4。写出相应的电极反应式：正极 。
17．原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移，实现了化学能转化成电能，使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用，从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池工作原理，利用金属Zn与稀H2SO4反应，通过如图所示装置A、B进行实验，实验过程中装置A内溶液的温度升高，装置B的电流计指针发生偏转。根据所学知识，完成下列各题：
(1)装置B为原电池，则Cu作 (填“正”或“负”)极，Zn电极上的电极反应式为 ，Cu电极上的现象是 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”，把电解质溶液称为“离子导体”。“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看，装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量；从反应速率的角度上看，可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，当导线中有0.2 ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为 。
18．实验室有如下材料：铜片、铁片、石墨棒、CuCl2溶液、FeCl3溶液、导线、电流表、盐桥(装有琼脂-KCl的U形管)、烧杯等。甲同学设计了如图1的原电池装置，但乙同学发现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就会衰减，为解决以上问题，将原电池设计成了带盐桥的装置，如图2所示。
图1：
图2：
(1)①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 (填序号，下同)。
a.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH>0
b.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH＜0
c.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH＜0
②甲同学设计的原电池，若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出改变后总的电极反应式，若否，请写出理由： 。
③乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电池两电极分别为：a是 (填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同)，b是 。负极的电极反应式为 ，正极的电极反应式为 。
(2)关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是 。
a.实验过程中，左侧烧杯中Cl−浓度增大
b.实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作
c.电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中
19．原电池的工作原理
(1)分析下图并填空 、 、 、 、 、
原电池总反应式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。
(2)能量转化： 能转变为 能。
20．能源与人类的生存和发展息息相关，化学反应在人类利用能源的历史过程中充当重要的角色。回答下列问题：
(1)科学家最近研制出利用太阳能产生激光，使海水分解。太阳光分解海水时，水分解断裂的化学键是 (填“离子键”或“共价键”)。
(2)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。若断开1ml氢气中的化学键消耗的能量为，断开1ml氧气中的化学键消耗的能量为，形成1ml水中的化学键释放的能量为，则下列关系正确的是___________(填字母)。
A．B．C．D．
(3)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___________(填字母)。
A．B．
C．D．
(4)如图为某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。回答下列问题：
若该燃料电池为氢氧燃料电池。
①a极通入的物质为 (填物质名称)，电解质溶液中的OH-移向 (“负”或“正”)。
②写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式： 。
三、实验探究题
21．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。回答下列问题：
(1)上述实验中主要发生两个反应，化学方程式分别为和 。
(2)已知硫酸铜在反应中不会做催化剂，则加入硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 。
(3)实验室中现有、、、等4种稀溶液，可与实验中溶液起相似作用的是 。
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 (任写一种即可)。
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计，其中： ， ；
②该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
22．利用与发生的氧化还原反应设计一个能产生电流的装置，画出简单的装置示意图，标明使用的用品 。
供选择的实验用品：溶液、溶液、溶液、溶液、溶液、铜片、锌片、铁片、碳棒、滤纸、导线
23．某小组拟探究双氧水和铁离子的氧化性强弱，设计如下实验装置。
注明：盐桥为饱和KCl溶液和琼脂，烧杯中溶液均为100mL．
(1)用30%双氧水配制10%的双氧水需要使用的玻璃仪器有 (填名称)。已知：30%双氧水的密度约为，该双氧水溶液的物质的量浓度约为 (保留1位小数)。
(2)关闭K，电流计显示电子由石墨极流出经外电路流入铂极。盐桥中阳离子向 (填“石墨”或“铂”)极迁移。负极反应式为 。若忽略体积变化和盐类水解，电路上转移电子，则 (填“净增”或“净减”) 。
(3)一段时间后，向石墨极烧杯中加入适量30%双氧水和硫酸，电流计显示：电子由铂极流入石墨极。此时，铂极是 (填“正极”或“负极”)。
(4)结合上述(2)、(3)实验现象，可以得出的结论是 。
1小时
2小时
5小时
铁钉
无明显现象
铁钉表面出现少量红褐色物质
铁钉表面“生长”出大量红褐色物质
纯铁粉
无明显现象
无明显现象
无明显现象
氧化还原电对(氧化剂/还原剂)
电极反应式
标准电极电势(Eϴ/V)
Fe3+/Fe2+
0.77
I2/I-
0.54
Cl2/Cl-
1.36
/Mn2+
1.51
实验编号
所加试剂及用量/mL
条件
溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.01ml·L-1H2C2O4溶液
0.01ml·L-1KMnO4溶液
3.0ml·L-1稀H2SO4
水
温度/℃
1
8.0
2.0
2.0
3.0
20
t1
2
6.0
2.0
2.0
5.0
20
t2
3
6.0
2.0
2.0
5.0
30
t3
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
30
饱和溶液/mL
0
0.5
2.5
5
20
10
0
参考答案：
1．A
【分析】根据原电池总反应式CH2=CH2+O2═CH3COOH可知，通入O2的b电极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，通入CH2=CH2 的a电极为负极，电极反应式为CH2=CH2-4e-+2H2O═CH3COOH+4H+，结合原电池原理分析解答。
【详解】A．原电池工作时，阴离子移向负极a电极，即溶液中的向a极移动，故A正确；
B．原电池工作时，电子由负极a电极经过负载流向正极b电极，电子不能通过溶液，故B错误；
C．通入CH2=CH2 的a电极为负极，电极反应式为CH2=CH2-4e-+2H2O═CH3COOH+4H+，故C错误；
D．负极的电极反应式为CH2=CH2-4e-+2H2O═CH3COOH+4H+，电路中通过0.04ml电子时，有0.01mlCH2=CH2参加反应，标准状况下的体积为224mL，但气体的状态未知，所以参加反应的CH2=CH2体积不一定为224mL，故D错误；
故选A。
2．B
【分析】由图可知，该装置是原电池，其中锌比较活泼，为负极，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，则铜电极为正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，以此解题。
【详解】A．由分析可知，该装置为原电池，则有电流通过电流表，指针偏转，A正确；
B．在该装置中，铜不参加反应，溶液中没有铜离子，颜色不变，B错误；
C．由分析可知，铜电极反应为：2H++2e-=H2↑，则有气体生成，C正确；
D．由分析可知，锌电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，则其质量减小，D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．正极反应式为：PbSO4＋2e-= Pb＋，A错误；
B．放电过程中，Li+向正极移动，B错误；
C．电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，所以在常温下不能正常工作，C错误；
D．每转移0.2ml电子，根据得失电子相等，应生成0.1mlPb，理论上应生成20.7gPb，D正确；
故选D。
4．B
【详解】A．铁钉为铁碳合金，主要发生的是电化学腐蚀，A说法错误；
B．铁钉腐蚀后，次氯酸根离子生成为氯离子，溶液中c(Cl-)增大，B说法正确；
C．铁粉的腐蚀速率慢主要是铁粉与次氯酸钠不发生化学腐蚀，C说法错误；
D．84消毒液有强氧化性，铁钉发生电化学腐蚀，Fe失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，D说法错误；
答案为B。
5．C
【详解】A．电解池阳极上和原电池负极上都是失电子发生氧化反应，A正确；
B．原电池是化学能转化为电能，电解池是电能转化为化学能，B正确；
C．电解水制取H2和O2时，加入NaOH、H2SO4均可增大溶液导电性且电极反应不变，但若加入NaCl也会增强溶液导电性，但放电能力Cl->OH-，故电解不会生成H2和O2，C错误；
D．原电池将化学能转化为电能，则利用原电池原理可制备化学电源，电解池将电能转化为化学能，则利用电解池原理可制备化学物质，D正确；
故答案选C。
6．C
【详解】A.锌比铜活泼，锌做负极，铜做正极，故A错误；
B.精炼铜的装置中，粗铜连接电源的正极做阳极，故B错误；
C.与电源正极连接的电极为阳极，与电源负极连接的电极为阴极，故C正确；
D.铁片上镀锌，铁做阴极，连接电源的负极，锌做阳极，连接电源的正极，故D错误。
故选C。
【点睛】掌握电解原理及其应用。精炼铜装置中，粗铜做阳极，精铜做阴极。电镀装置中镀层金属做阳极，镀件做阴极。
7．D
【详解】A.电子不能通过电解质溶液，故A错误；
B.去掉盐桥，不能形成闭合回路，构不成原电池，故B错误；
C.铜片是负极，银片是正极，在银片上发生的电极反应是，故C错误；
D.该原电池的总反应为，将铜片浸入溶液中发生的化学反应也是，故D正确；
故选：D。
8．D
【详解】A．燃料电池中，两极材料可以相同，A正确；
B．生铁中含有碳，容易形成原电池的两极，能加快腐蚀的速率，比纯铁容易生锈，B正确；
C．电解质溶液导电的过程发生电解，必然伴随化学变化，C正确；
D．燃料电池将化学能转化为电能的过程中，还有可能有其他能量转化，转化率不可能达100%，D错误；
故选D。
9．C
【详解】A．原电池中，正极得电子发生还原反应，故A错误；
B．原电池中，电子从负极经过导线流向正极，故B错误；
C．电流移动方向与电子相反，从正极流向负极，故C正确；
D．原电池工作时，电解质溶液中阳离子向正极移动，故D错误；
答案选C。
10．D
【详解】A．电对的标准电极电势越大，氧化剂的氧化性越强，所以氧化性：MnO4->Cl2>Fe3+>I2，A正确；
B．根据强弱规律可知Fe3+能与I-发生反应，其离子方程式为：，B正确；
C．MnO4-可氧化Cl-生成Cl2，C正确；
D．Fe3+不能与Cl-反应生成Fe2+，D错误；
故选D。
11．化学电池电压是其固有特征，无法改变，采用串联的方法可以增大电压；一次电池放电结束，寿命即告终，充电电池寿命比一次电池的长，燃料电池的寿命最长；化学电池在存放过程中，极容易变质或发生氧化还原反应，一般低温、干燥保存。
【详解】化学电池的理论电压是由两极间失电子的能力差所决定的，所以化学电池电压是其固有特征;化.学电池的寿命： 一次电池放电结束，寿命即告终，充电电池寿命比一次电池的长，燃料电池的寿命最长，只要装置维护正常，供应燃料就可以一直使用下去；化学电池在存放过程中，极容易变质或发生氧化还原反应，一般低温、干燥保存。
12． B B PbO2＋2e-＋＋4H＋=PbSO4＋2H2O 增大 1ml
【详解】(1)根据构成原电池的本质，自发的氧化还原反应能设计成原电池，A．KOH＋HCl=KCl＋H2O属于非氧化还原反应，不能设计成原电池，故A不选；B．Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋是自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故B选；C．Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑，氧化还原反应，但通常不能自发进行，不能设计成原电池，电解才能实现，故C不选；D．Na2O＋H2O=2NaOH属于非氧化还原反应，不能设计成原电池，故D不选；故答案为：B；
(2)A．图Ⅰ的气泡产生于锌棒表面，图Ⅱ的气泡产生于铜棒表面，故A错误；B．图Ⅱ中化学能转化为电能和热能，图Ⅰ中全转化为热能，图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数，故B正确；C．由B选项知，图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数不相等，均高于室温，故C错误；D．原电池加快反应速率，图Ⅱ中产生气体的速率比Ⅰ快，故D错误；故答案为：B；
(3)①放电时正极得电子，发生还原反应，电极反应式：PbO2＋2e-＋＋4H＋=PbSO4＋2H2O；②铅蓄电池放电时，正极PbO2变成PbSO4，正极质量将增大。由总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，每转移2ml电子消耗2mlH2SO4，当外电路上有1ml电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为1ml。故答案为：PbO2＋2e-＋＋4H＋=PbSO4＋2H2O；增大；1ml。
13． Zn 氧化 有无色气泡产生 锌片 Zn + H2SO4== ZnSO4 + H2↑
【详解】（1）如图Cu-Zn-稀硫酸原电池，电解质溶液为稀硫酸，Zn为负极，Cu为正极，负极失电子发生氧化反应。（2）正极反应为：2H++2e-=H2↑，故在正极上有气体生成。（3）负极失电子，则电子由锌片沿导线流出。（4）Cu-Zn-稀硫酸原电池反应原理为锌与稀硫酸反应，方程式为Zn + H2SO4= ZnSO4 + H2↑。
点睛：本题考查了原电池原理的分析判断，电极名称、电极反应和电子移动方向等，掌握原电池原理是解题关键，题目较简单。
14． 负 氧化 Zn-2e-=Zn2+ Cu2+ +2e-=Cu 有紫红色物质析出
【详解】以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池，电池总反应为锌和硫酸铜生成硫酸锌和铜，活泼金属Zn为负极，Zn失电子发生氧化反应生成Zn2+，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，不活泼金属Ag为正极，Cu2+在正极上得电子发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2+ +2e-=Cu，则在银片上可观察到有紫红色物质析出。
15． Pb PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O Pb+-2e-=PbSO4
【详解】(1)铅蓄电池中，根据原电池反应式中元素化合价变化知，Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价，被氧化发生氧化反应，所以Pb作负极，故答案为：Pb；
(2)铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，放电时正极反应是PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O；
(3)放电时负极铅失电子产生硫酸铅，电极反应是Pb+-2e-=PbSO4。
16．(1)1
(2)1和2
(3)2和3
(4)t0前，随反应的进行，c(Mn2+)增大，催化剂为主要影响因素，反应速率加快；t0后，随反应的进行，反应物浓度减小，浓度为主要影响因素，反应速率减慢
(5)Li2CO3+FeC2O4•H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O
(6)LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4
【解析】（1）
在反应5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O中，消耗5mlH2C2O4时，转移电子10ml，则若0.5mlH2C2O4被氧化，转移电子1ml，故答案为：1；
（2）
对比实验1和2，其他的量都相同，只有草酸的浓度不同，可探究浓度对反应速率的影响，故答案为：1和2；
（3）
对比实验2和3，其他的量都相同，只有温度不同，可探究温度对反应速率的影响，故答案为：2和3；
（4）
Mn2+对H2C2O4和KMnO4的反应有催化作用，实验2中产生CO2的速率v(CO2)与时间t的关系如图所示，原因是：t0前，随反应的进行，c(Mn2+)增大，催化剂为主要影响因素，反应速率加快；t0后，随反应的进行，反应物浓度减小，浓度为主要影响因素，反应速率减慢，故答案为：t0前，随反应的进行，c(Mn2+)增大，催化剂为主要影响因素，反应速率加快；t0后，随反应的进行，反应物浓度减小，浓度为主要影响因素，反应速率减慢；
（5）
将Li2CO3、FeC2O4•2H2O和SiO2粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时，即可制成硅酸亚铁锂，同时会生成一氧化碳、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：Li2CO3+FeC2O4•H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O，故答案为：Li2CO3+FeC2O4•H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O；
（6）
该锂电池放电时的总反应式为LiFeSiO4+Li=Li2FeSiO4，该电池中，正极上LiFeSiO4得电子，发生还原反应生成Li2FeSiO4，电极反应式为：LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4，故答案为：LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4。
17．(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生，反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2)电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)，H+向正极(Cu)移动、向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9 g
【分析】装置A中金属Zn与稀硫酸反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；装置B中Zn-Cu-H2SO4构成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以Cu作正极，H+在Cu电极上得到电子产生H2，发生了还原反应，有气泡产生；Zn为负极，失去电子发生氧化反应，据此分析解题。
【详解】（1）装置B为原电池，Cu作正极，发生还原反应，电极反应式为：，故Cu电极上的现象是有气泡产生。由于Cu没有参加反应，所以Cu电极表面及溶液的颜色无明显变化；Zn作为负极，发生氧化反应，Zn电极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
（2）据上述分析可知，Zn作为负极，Zn失去电子氧化反应变为Zn2+进入溶液，电子由Zn经导线流向Cu电极。Cu作正极，发生H+得到电子变为H2的还原反应。即装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，H+向负电荷较多的正极Cu电极方向定向移动；SO向正电荷较多的负极Zn电极方向定向移动。即“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为：H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动；
（3）Zn与H2SO4发生反应产生ZnSO4、H2，该反应发生放出热量，使溶液温度升高。故从能量转化的角度来看，说明反应物的总能量高于生成物的总能量。装置B的电流计指针发生偏转，装置B构成了原电池，原电池反应可以加快反应速率，所以从反应速率看，装置A中反应速率比B中慢；
（4）若装置B中的稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替，Cu作正极，则Cu电极上发生还原反应为Cu2++2e-=Cu；Zn作为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+。当导线中有0.2 ml电子转移时，由于Zn是+2价金属，所以反应消耗Zn的物质的量是0.1 ml，故Zn电极质量减少△m(Zn)=0.1 ml×65 g/ml=6.5 g；Cu电极质量增加△m(Cu)=0.1 ml×64 g/ml=6.4 g；起始时Zn电极和Cu电极的质量相等，假设二者的质量都是 m g，当导线中有0.2 ml电子转移时，Zn电极和Cu电极的质量差为△m=(m+6.4)g-(m-6.5)g=12.9 g。
18．(1) b 2FeCl3+Fe=3FeCl2(或2Fe3++Fe=3Fe2+) 铜片 石墨棒 Cu-2e-=Cu2＋ 2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋
(2)c
【分析】根据所给材料和电解质溶液，再结合图示可知，铜电极为负极，石墨棒为正极，负极铜片失去电子，形成铜离子，正极三价铁得到电子形成二价铁，以此解题。
【详解】（1）①根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c，故选b；
②若将石墨棒改为铁片，则铁的活泼性强于铜，总电极反应发生改变，为铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，故电池反应式为2FeCl3+Fe=3FeCl2(或2Fe3++Fe=3Fe2+)；
③因为乙同学设计的原电池总电极反应与甲同学的相同，均为Cu+2Fe3＋=2Fe2＋+Cu2＋，因此两电极为铜片和石墨棒，再根据电解液即可确定两电极的材料，左侧电解质为氯化铜溶液，则a为铜片，右侧电解质为氯化铁溶液，则b为石墨棒；负极应该是铜片失去电子形成铜离子，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2＋，正极为三价铁得到电子形成二价铁，电极反应式为：2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋；
（2）a．原电池中，阴离子向负极移动，由分析可知左侧为负极，则盐桥中的Cl−向负极移动，左侧烧杯中Cl−浓度增大，a正确；
b．当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b正确；
c．电子只能通过导线传递，盐桥传递的是离子，c错误；
故选c。
19．(1) 负极 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+ 正极 还原反应 2H+＋2e-=H2↑
(2) 化学 电
【解析】略
20．(1)共价键
(2)C
(3)A
(4) 氢气 负
【详解】（1）水是共价化合物，分子中只存在共价键，则水分解时断裂的化学键是共价键，故答案为：共价键；
（2）氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热，即反应过程断裂化学键消耗的能量小于形成化学键释放的能量，若断开氢气中的化学键消耗的能量为，断开氧气中的化学键消耗的能量为，形成水中的化学键释放的能量为，则有，故答案为：C；
（3）根据原电池的形成条件可知，必须是自发进行的氧化还原反应才可能从理论上将其设计为原电池；
A．是一个自发进行的氧化还原反应，可以设计为原电池，A符合题意；
B．是一个自发进行的非氧化还原反应，不可以设计成原电池，B不合题意；
C．是一个非自发进行的氧化还原反应，不可以设计为原电池，C不合题意；
D．是一个自发进行的非氧化还原反应，不可以设计成原电池，D不合题意；
故选A；
（4）①由电子流向可知，a极为负极，通入的物质为氢气，氢气失去电子发生氧化反应；原电池中阴离子向正极迁移，故电解质溶液中的OH-移向负极。
②氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，负极的电极反应式。
21．(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
(2)锌置换出的铜附着在锌的表面，形成原电池，锌做负极
(3)Ag2SO4溶液
(4)升高反应温度或增大硫酸浓度或使用锌粉
(5) 30 10 置换出的铜过多，覆盖在锌的表面，使锌与稀硫酸的接触面积减小
【分析】若研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，由变量唯一化原则可知，实验中除硫酸铜的量不同之外，其他物质的量浓度均应保持不变，则每组硫酸的体积要保持相同，六组溶液的总体积也应该相同。
【详解】（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，加入少量硫酸铜溶液后，锌可置换出铜，反应的方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
（2）锌置换出的铜附着在锌的表面，形成原电池，锌做负极，从而加快了氢气产生的速度。
（3）Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液中，只有硫酸银溶液能与锌发生置换反应，则硫酸银溶液能与硫酸铜溶液起相似作用，在稀硫酸溶液中形成银、锌原电池，使化学反应速率加快，故答案为Ag2SO4。
（4）影响化学反应速率的因素很多，例如温度、浓度和固体的表面积等等，因此加快反应速率的措施还有升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的表面积即使用锌粉等。
（5）①若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他均相同，每组硫酸的物质的量浓度要保持相同，则V1=V2=V3=V4=V5=30，六组溶液的总体积也应该相同，由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V6=10。
②实验A中没有原电池反应，是锌直接和硫酸的反应。而其它实验中生成铜单质，构成了原电池反应，当加入的CuSO4溶液超过一定量时，会析出大量的金属铜覆盖在锌表面，使锌与稀硫酸的接触面积减小，因此反应速率会减小。
22．
【详解】依据原电池反应原理分析，氧化还原反应中铁离子在正极得到电子发生还原反应，碘离子在负极失电子发生氧化反应，负极所在电解质溶液为KI溶液，正极所在电解质溶液为FeCl3溶液，画出原电池装置；
故答案为：
23． 烧杯，量筒、玻璃棒 铂 净减 负极 较弱酸性条件，氧化性比强；较强酸性条件下，氧化性比强
【详解】(1)稀释一定质量分数的溶液只需要量筒、烧杯和玻璃棒；根据物质的量浓度与质量分数之间的转换关系式，，故答案为：烧杯，量筒、玻璃棒；；
(2)在原电池中，电子由负极流向正极，依题意，石墨极为负极，铂极为正极，盐桥中钾离子向正极迁移，维持电荷守恒；双氧水在负极上发生氧化反应生成，溶液酸性增强，负极反应式为；正极反应式为，净减浓度为，故答案为：铂；；净减；0.05；
(3)由电子流向可知，铂极为负极，故答案为：负极；
(4)分析(2)(3)步骤中溶液酸碱性可知，开始双氧水接近中性，双氧水还原铁离子，发生总反应为，氧化性：；加入双氧水和硫酸后，双氧水氧化亚铁离子，发生总反应为，氧化性：，故答案为：较弱酸性条件，氧化性比强；较强酸性条件下，氧化性比强。
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