人教版 (2019)必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能综合训练题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册实验活动6 化学能转化成电能综合训练题，共8页。
1.(2023·江苏宿迁阶段练习)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是( )

A.甲:正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
B.乙:锌筒既是负极材料又是负极反应物
C.丙:正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O
D.丁:放电时H+移向Cu电极,故Cu电极附近溶液中H+浓度增大
2.(2023·江苏连云港海州期中)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.能将电能转换成化学能
B.铁棒是正极
C.碳棒发生氧化反应
D.电子从铁棒经外电路流向石墨棒
3.(2023·江苏盐城响水清源中学月考)某科学探究小组为探究电化学原理, 设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是( )
A.a和b不连接时,铁片上有红色的铜析出
B.a和b用导线连接时, 铜片为负极
C.无论a和b是否连接,反应的本质相同,铁片均会被氧化,溶液中均有Fe2+生成
D.a和b用导线连接时,溶液中的Cu2+应向铜电极移动且能更快地在铜电极上析出铜
4.(2023·河南郑州高一期中)LED是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。某研究小组设计的用原电池装置驱使LED等发光的装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.该装置中存在“化学能→电能→光能”的转化
B.锌片是原电池的负极,发生氧化反应
C.如果将稀硫酸换成柠檬汁,导线中不会有电流通过
D.铜片表面有气泡生成,发生的反应为2H++2e-H2↑
5.某同学依据反应Fe+2H+Fe2++H2↑,利用下列各组材料设计原电池,你认为能组成相应原电池的是( )
6.(2023·江苏连云港阶段练习)如图所示为氢氧燃料电池的示意图,关于该电池的说法不正确的是( )
A.A电极是电池的负极
B.B电极发生氧化反应
C.B电极的电极反应式:O2+4H++4e-2H2O
D.该电池具有无污染、原料来源广泛、可以持续产生稳定的电流等优点
7.(2023·杭州师大附中高一期中)某干电池的工作原理如图所示,总反应为Zn+2NZn2++2NH3↑+H2↑,下列说法正确的是( )
A.锌片不断溶解,说明Zn失去电子,被还原
B.溶液中的N在石墨表面得到电子被氧化
C.电子由Zn电极经外电路流向石墨电极
D.电流表指针发生偏转,说明该装置将电能转换为化学能
8.(2023·江苏盐城阶段练习)将纯铁片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的c(H+)均减小
D.产生气泡甲比乙慢
9.X、Y、Z、M、N代表五种金属,有以下反应:
①Y与M用导线连接放入稀硫酸中,M上冒气泡;
②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路流入N极;
③Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑;
④水溶液中,X+Y2+X2++Y。
则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.Z>X>Y>M>N
B.Z>Y>X>M>N
C.Z>X>Y>N>M
D.X>Y>M>N>Z
10.(2023·江苏扬州中学开学考试)某Al-Mn电池原理如图所示,电池总反应为Al+MnAl+MnO2,下列说法正确的是( )
A.多孔Ni电极作负极
B.Al电极发生还原反应
C.正极的电极反应式为Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-
D.电池工作时,K+向负极区移动
关键能力提升练
11.(2023·山东菏泽高一期中)质量均为m g的铁片、铜片和1 L 0.2 ml·L-1的CuSO4溶液组成的装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.a和b用导线连接时,电子通过电解质溶液转移到铜片上
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,铁片上均有铜析出
D.a和b用导线连接后,当电路中有0.2 ml电子通过时,理论上铁片与铜片的质量差为5.6 g
12.“碳中和”是2021年我国经济会议的重要议题。海洋酸度的增加可以作为一种潜在的电力获取来源,同时能达成“碳中和”的目的。这项技术的装置示意图如下:
下列说法错误的是( )
A.Na电极为该原电池装置的负极
B.CO2在正极发生还原反应
C.“有机电解质”不可换成NaOH溶液
D.当电路中转移1 ml e-时,理论上吸收44 g CO2
13.(2023·河南驻马店高一期中)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中构成原电池(图1),测得原电池的电流(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。
下列说法错误的是( )
A.0~t1时,原电池的负极是Al片
B.0~t1时,正极的电极反应式是N+2H++e-NO2↑+H2O
C.t1后,原电池的正、负极发生互变
D.t1后,正极上每得到0.3 ml电子,则负极质量减少2.7 g
14.质量相同的铁棒、石墨棒和足量CuCl2溶液组成的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.闭合K,电子通过CuCl2溶液移到石墨棒上
B.闭合K,铁棒表面发生的电极反应为Cu2++2e-Cu
C.闭合K,反应一段时间后铁棒和石墨棒的总质量不变
D.打开K,与闭合K时发生的总反应相同
15.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。一种银锌纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为Zn+2OH--2e-ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。下列说法错误的是( )
A.在使用过程中,电池负极区溶液的碱性减弱
B.使用过程中,电子由Zn极经外电路流向Ag2O极
C.电池总反应为Ag2O+Zn2Ag+ZnO
D.Zn是负极发生还原反应,Ag2O是正极发生氧化反应
16.新型微生物电池可应用于酸性有机废水(含C6H6O)的处理,其放电时的工作原理如图所示,其中交换膜为质子交换膜。下列说法正确的是( )
A.N极为电池的负极
B.工作时,氢离子从N极移向M极
C.N极的电极反应式为O2+4H++4e-2H2O
D.N极消耗22.4 L O2(标准状况),M极产生CO2的体积为22.4 L(标准状况)
17.(2023·江苏盐城校考阶段练习)2023年6月4日,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。
(1)氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水,由图示的电子转移方向判断Y极通入气体是 ,OH-向 (填“正”或“负”)极做定向移动,负极的电极反应式为 。
(2)我国“神舟”飞船的电源系统有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池等。
①飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板的能量转化形式是 能转化为电能等。
②镉镍蓄电池的工作原理为Cd+2NiO(OH)+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池为飞船供电,此时在正极反应的物质是 ,负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
③应急电池在紧急状况下会自动启动,工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,工作时,当消耗32.5 g Zn时,理论上外电路转移的电子数目为 。
分层作业9 化学反应与电能
1.D 解析 甲装置中氧化银作正极,正极反应式为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,A正确;乙装置中金属锌失去电子,作负极,故锌筒既是负极材料又是负极反应物,B正确;丙装置中电解质溶液显酸性,其正极反应式为O2+4H++4e-2H2O,C正确;丁装置中锌作负极,铜作正极,氢离子在正极得电子生成氢气,故铜电极附近氢离子浓度减小,D错误。
2.D 解析 原电池是将化学能转化为电能的装置,A错误;铁棒为负极,B错误;石墨棒为正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应生成氢气,C错误;电子从铁棒经外电路流向石墨棒,D正确。
3.B 解析 a和b不连接时,没有形成闭合回路,没有构成原电池,铁直接把铜置换出来,A正确;导线连接后,构成原电池,铁比铜活泼,铁作负极,发生的反应为Fe-2e-F,B错误;无论a和b是否连接,反应的本质相同,均为Fe+Cu2+Fe2++Cu,铁片均会被氧化,溶液中均有F生成,C正确;a和b用导线连接时,构成原电池,铜电极为正极,阳离子向正极迁移,且原电池可以加快反应速率,D正确。
4.C 解析 该装置可将化学能转化为电能,LED灯发光过程是电能转化为光能,A正确;Zn比Cu活泼,则Zn作负极,被氧化生成Zn2+,B正确;柠檬汁呈酸性,含有电解质,将稀硫酸换成柠檬汁,仍能形成原电池,故导线中仍会有电流通过,C错误;铜片作正极,发生反应2H++2e-H2↑,故铜片表面产生气泡,D正确。
5.A 解析 在反应Fe+2H+Fe2++H2↑中,Fe被氧化生成Fe2+,H+被还原生成H2,则Fe片是负极,正极是比Fe活泼性弱的金属或石墨,电解质溶液是酸溶液,只有A项符合要求。
6.B 解析 A电极通入H2,发生氧化反应生成H+,则A电极是负极,A正确;B电极上O2发生还原反应生成H2O,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,B错误,C正确;该氢氧燃料电池的产物是H2O,具有无污染、原料来源广泛、可以持续产生稳定的电流等优点,D正确。
7.C 解析 根据总反应可知,Zn失电子,Zn作原电池的负极,石墨作正极。锌不断溶解,说明Zn失去电子,锌被氧化,A错误;石墨作正极,溶液中的N在石墨表面得到电子被还原,B错误;电子由Zn电极经外电路流向石墨电极,C正确;该装置为原电池,电流表指针发生偏转,说明该装置将化学能转换为电能,D错误。
8.C 解析 甲烧杯中构成原电池,铜是正极,铜片表面均有氢气产生,A错误;甲烧杯中铜是正极,乙烧杯中铜、铁没有连接,不构成原电池,B错误;两烧杯中都发生反应Fe+2H+Fe2++H2↑,溶液的c(H+)均减小,C正确;甲烧杯中构成原电池,氧化还原反应速率加快,产生气泡甲比乙快,D错误。
9.A 解析 ①Y与M用导线连接放入稀硫酸中,形成原电池,M上冒气泡,则M是正极,活动性:Y>M;②M、N为电极,与N的盐溶液组成原电池,电子从M极流出,经过外电路流入N极,则M是负极,活动性:M>N;③Z能与冷水反应生成H2,则Z是非常活泼的金属;④X能置换出Y,则活动性:X>Y。综上所述,金属的活动性:Z>X>Y>M>N。
10.C 解析 该装置为原电池,活动性比较强的Al在反应中为负极,失去电子,发生氧化反应,活动性比较弱的Ni电极为正极,正极上得到电子发生还原反应,A、B错误;该电池的电解质溶液呈碱性,Mn在正极上发生还原反应产生MnO2,则正极的电极反应式为Mn+2H2O+3e-MnO2+4OH-,C正确;原电池工作时,阳离子向负电荷较多的正极移动,即K+向正极区移动,D错误。
11.B 解析 a和b用导线连接时,电子由负极Fe经过导线流向正极Cu,电子不能进入溶液中,A错误;a和b用导线连接时,Cu作正极,电极反应式为Cu2++2e-Cu,B正确;a和b用导线连接时,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,Cu作正极,电极反应式为Cu2++2e-Cu,铜片上有Cu析出,铁片上无Cu析出,C错误;a和b用导线连接后,当电路中有0.2ml电子通过时,溶解0.1mlFe,生成0.1mlCu,即溶解5.6gFe,生成6.4gCu,理论上铁片与铜片的质量差为5.6g+6.4g=12g,D错误。
12.B 解析 图中Na→Na+发生氧化反应,则Na电极为负极,A正确;图中正极上H+发生还原反应生成H2(g),CO2→HC未发生氧化还原反应,B错误;Na能与水剧烈反应生成NaOH和H2,该电池不能使用水溶液作电解液,故“有机电解质”不能换成NaOH溶液,C正确;当电路中转移1mle-时,正极区溶液生成1mlHC,根据碳原子守恒推知理论上吸收1mlCO2,D正确。
13.D 解析 0~t1时,铝为原电池的负极,铜为正极,到t1时,铝在浓硝酸中钝化后不再反应,此时铜又成了原电池的负极。0~t1时,原电池的负极是Al片,A正确;0~t1时,硝酸根离子在正极得电子生成红棕色气体NO2,正极反应式为N+2H++e-NO2↑+H2O,B正确;t1后,铝发生钝化,铜作负极,故电池的正、负极发生互变,C正确;t1后,铜是负极,有0.3ml电子发生转移,就有0.15ml铜失去电子,负极质量减少9.6g,D错误。
14.D 解析 闭合K,构成原电池,电子由铁通过导线到达正极石墨棒上,A错误;闭合K,Fe失电子作负极,铁棒表面发生的电极反应为Fe-2e-Fe2+,B错误;闭合K构成原电池,当电路中转移0.2ml电子时,正极析出n(Cu)=×1ml=0.1ml,m(Cu)=0.1ml×64g·ml-1=6.4g,负极Fe电极上溶解的质量为56g·ml-1×0.1ml=5.6g,则电极总质量发生变化,C错误;打开K和闭合K时均发生反应CuCl2+FeCu+FeCl2,发生的总反应相同,D正确。
15.D 解析 根据电极反应式知,锌是负极,氧化银是正极,负极上氢氧根离子参与反应导致氢氧根离子浓度减小,负极区的碱性减弱,A正确;锌是负极,氧化银是正极,电子从锌沿导线流向氧化银,B正确;根据得失电子守恒,将两极反应式相加可得总反应为Ag2O+Zn2Ag+ZnO,C正确;负极锌失电子发生氧化反应,正极氧化银得电子发生还原反应,D错误。
16.C 解析 由图可知,O2→H2O发生还原反应,则N极为电池的正极,A错误;N极是正极,阳离子移向正极,则H+从M极移向N极,B错误;N极发生还原反应,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,C正确;电池总反应式为C6H6O+7O26CO2+3H2O,则消耗1mlO2时,M极产生mlCO2,在标准状况下的体积为ml×22.4L·ml-1=19.2L,D错误。
17.答案(1)O2(或氧气) 负 H2-2e-+2OH-2H2O
(2)①太阳(或光) ②NiO(OH) 减弱 ③6.02×1023
解析 (1)电子由负极流向正极,X电极为电子流出的一极,Y电极为电子流入的一极,所以X极为负极,Y极为正极,故Y极通入的气体为氧气,OH-移向负极,负极电极反应式为H2-2e-+2OH-2H2O。
(2)①太阳能电池帆板将太阳(或光)能转化为电能。②镉镍蓄电池放电时,NiO(OH)中Ni元素化合价降低,被还原,则在正极反应的物质是NiO(OH),Cd作负极,电极反应式为Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2,氢氧根离子被消耗,碱性减弱。③32.5gZn的物质的量为0.5ml,根据电池反应知Zn完全转化为Zn(OH)2,Zn元素化合价由0价升高到+2价,失去2e-,Zn~2e-,则消耗32.5gZn时,理论上外电路转移的电子数目为N=n·NA=0.5ml×2×6.02×1023ml-1=6.02×1023。选项
A
B
C
D
两极材料
Fe片、石墨
Fe片、Zn片
Fe片、Cu片
Fe片、Cu片
插入溶液
稀硫酸
稀硫酸
蔗糖溶液
AgNO3溶液