苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化当堂检测题

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当堂检测题，共14页。试卷主要包含了单选题，判断题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．我国科研人员研制出一种可充电电池，该电池中锂箔作负极，多孔碳布作正极，玻璃纤维作隔板，其电池结构如图所示，电池总反应为。下列说法错误的是
A．该电池属于二次电池
B．放电时正极反应式为
C．正、负极室均可用锂盐水溶液作电解质溶液
D．该电池的放电过程是一种固氮过程
2．如图为锌铜原电池装置示图，下列说法正确的是

A．Zn是正极B．Cu表面有气泡产生
C．负极上发生还原反应D．电子从铜电极流向锌电极
3．下列装置或操作能达到实验目的的是
A．甲装置构成铜锌原电池
B．用图乙所示装量加热AlCl3饱和溶液然后利用余热蒸干制备AlCl3固体
C．丙装置里图I烧瓶中充满氨气，烧杯中盛装水，在图II的锥形瓶中，加入足量的Cu与稀硝酸，图I和图II都产生喷泉现象且原理相同
D．利用丁装置制取SO2，并检验其还原性，小试管中的试剂可为酸性KMnO4溶液
4．2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的反应式为，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．放电时A极电极式为：
B．放电时，若转移0.3ml电子，A电极将增重2.1g
C．充电时，A极接外电源的负极
D．该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在B极回收
5．如图所示原电池装置中，溶液为稀硫酸，电子流向如图所示。下列说法正确的是
A．电极X为正极
B．X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应
C．氢气产生在X电极上，移向X电极
D．电子流动方向为：X电极→导线→Y电极→溶液→X电极
6．科学家开发出的固体电解质可以提升锂—硫电池的放电性能(如图)。下列说法正确的是
A．a极为负极
B．该离子交换膜仅允许阴离子通过
C．当b极上消耗14gLi时，转移2ml电子
D．a极的电极反应式为
7．如图装置的说法正确的是
A．图I所示装置能将化学能转化为电能
B．图II所示装置属于一次电池
C．图III所示装置中铜棒为正极
D．图IV工作时，电子由碳棒通过导线流向锌筒
8．某原电池的结构如图所示，下列说法错误的是
A．Zn为该原电池的负极，发生氧化反应
B．Cu电极上的反应为Cu2++2e-=Cu
C．电子由Zn电极流出，经过溶液流入Cu电极
D．反应一段时间后，溶液的蓝色变浅
9．NO有毒，会污染环境，某化学兴趣小组，拟用甲烷与NO的反应设计成原电池对NO进行无污染处理，装置如下图所示，下列说法不正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．通入甲烷的一极发生的是氧化反应
C．正极反应为：
D．电池的总反应为：
10．一定量的锌粉和6ml/L的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，又不影响产生的总量的是
①石墨②锌粉③铜粉④铁粉⑤浓硫酸
A．①②④B．①③⑤C．③④⑤D．①③④
二、判断题
11．铅蓄电池中的PbO2为负极。(_______)
12．燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能。(_______)
13．将锌片和铜片用导线连接，并平行插入稀硫酸中，由于锌片是负极，所以溶液中的 H＋向铜电极迁移。
14．在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。(_______)
15．在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。(_______)
三、解答题
16．探究化学反应中的能量转化，实验装置(装置中的试剂及用量完全相同)及实验数据如图(注：注射器用于收集气体并读取气体体积)。
(1)用离子方程式表示装置①中发生的化学反应： 。
(2)装置①中的反应是放热反应，实验证据是 ；该反应的能量变化可用图中的 (填“a”或“b”)表示。
(3)下列说法正确的是 (填字母序号)。
a.两装置中产生的气体均为
b.两装置中的表面均有气泡产生
c.两装置中的均失去电子发生氧化反应
(4)得出结论：装置①中反应的平均速率比装置②中的小，依据的实验数据是 。
(5)从化学反应和能量转化的角度分析该实验，可得出的结论是：
ⅰ.两装置中发生的反应为放热反应；
ⅱ.装置①中反应的平均速率比装置②中的小；
ⅲ. (写出两条即可)。
17．氢气和氯气都是重要的化工原料。回答下列问题：
（1）利用下图装置制备并收集干燥纯净的氯气。
①装置甲中发生反应的离子方程式为 ；装置乙的作用是 ；
②某同学提出，戊装置中可能会发生倒吸，建议使用下列装置中的 （填标号）；
（2）利用启普发生器（如图所示）可以便捷地制取氢气。
①使用启普发生器前首先应进行的操作是 ；
②下列装置与启普发生器原理相近的是 （填标号）；
（3）某同学设计了如图装置，在获得盐酸的同时对外提供电能。
①该装置中的“离子导体”宜选用 （填标号）；
A．稀盐酸 B．稀氢氧化钠溶液 C．浓硫酸 D．乙醇
②写出负极的电极反应式： 。
18．原电池及原理已广泛应用于生产生活中。
(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应。下列化学反应中在理论上可以设计成原电池的是 （填序号）。
a．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＞0
b．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＜0
c．Ba(OH)2(aq) + H2SO4(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＜0
(2)某同学利用生活或实验室中常用的物品，设计了一个原电池，如图所示。实验原理：Fe＋2=＋H2↑
实验用品：电极(铁钉、铜钉)、稀硫酸、烧杯、导线、耳机(或电流表)。
①用原电池两个电极中的一极触碰耳机插头上的一极(注意：触碰的同时耳机的另一极是跟原电池的另一极相连的)，这时，可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中，将化学能转化为 ，在耳机中又将电能转化为声音这种能量。
②如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应连接电流表的 极，其电极反应式为 ；铜钉上的电极反应式为 ，该电极上发生了 (填“氧化”或“还原”)反应。
③反应结束后，测得铁钉质量减轻了 2.8 克，则转移电子的物质的量为 。
①
②
气体体积
溶液温度/℃
气体体积
溶液温度/℃
0
0
0
30
50
50
-
-
参考答案：
1．C
【详解】A．该电池为可充电电池，属于二次电池，故A正确；
B．放电时，得到电子，参与反应，电极反应式为，故B正确；
C．Li作负极，能与水发生反应，则负极室不可用锂盐水溶液作电解质溶液，故C错误；
D．放电时，电极反应式为，属于固氮过程，故D正确；
故选C。
2．B
【分析】Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，据此分析解答；
【详解】A．较活泼金属锌为该电池的负极，故A错误；
B．正极铜电极发生还原反应：2H++2e－=H2↑，Cu表面有气泡产生，故B正确；
C．负极锌极失电子发生氧化反应：Zn-2e- =Zn2+，故C错误；
D．电子由负极Zn电极经外电路流向正极Cu电极，故D错误；
故选：B。
3．D
【详解】A．构成原电池的条件是使自发的氧化还原反应分别在两极上发生，此装置氧化反应与还原反应都在左侧烧杯发生，右侧烧杯 不发生反应，不能构成原电池，应该将两溶液对调，A错误；
B．加热AlCl3饱和溶液，促进AlCl3水解生成氢氧化铝沉淀，不能制备AlCl3，B错误；
C．图I产生喷泉是利用氨气极易溶于水，使烧瓶内压强迅速较小，液体迅速上升产生喷泉，图II是锥形瓶内发生反应产生的气体，将液体压入烧瓶，产生了喷泉，原理不相同，C错误；
D．酸性KMnO4溶液紫色变浅或褪色，证明SO2具有还原性，D正确；
答案为D。
4．B
【分析】根据图示，Li+由A向B移动，A是负极，B是正极。
【详解】A．A是负极，A失电子发生氧化反应，放电时A极电极式为：，故A正确；
B．放电时，A极电极发生反应，若转移0.3ml电子，A极减少0.3ml Li，A电极将减少2.1g，故B错误；
C．A是负极，充电时，A极接外电源的负极，故C正确；
D．放电过程中，Li+由A向B移动，该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在B极回收，故D正确；
故选B。
5．B
【分析】原电池中电子由负极流出，则X为负极、Y为正极。
【详解】A．由分析可知，电极X为负极，A错误；
B．由分析可知，X为负极、Y为正极，故X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应，B正确；
C．氢得到电子发生还原反应，则氢气产生在Y电极上；阴离子向负极迁移，则移向X电极，C错误；
D．电子不能进入电解质溶液中，D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．b电极Li失电子生成Li+，b电极发生氧化反应，b为负极、a极为正极，故A错误；
B．放电时，Li+由b电极通过离子交换膜移向a极，该离子交换膜仅允许阳离子通过，故B错误；
C．b电极发生反应Li-e-=Li+，当b极上消耗14gLi时，转移电子，故C正确；
D．a是正极发生还原反应，a极的电极反应式为，故D错误；
选C。
7．C
【详解】A．图I所示装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，A项错误；
B．图II所示装置是铅蓄电池，属于二次电池，B项错误；
C．图III所示装置可构成原电池，铜棒为正极，该电极上发生还原反应，C项正确；
D．图IV为锌锰干电池，工作时电子由锌筒通过导线流向碳棒，D项错误；
故选C。
8．C
【详解】A．该原电池中，锌失去电子，作负极，发生氧化反应，故A正确；
B．该原电池，铜作正极，铜离子在铜电极得到电子发生还原反应，Cu电极上的反应为Cu2++2e-=Cu，故B正确；
C．原电池工作时，电子由负极锌电极流出，经导线流向正极铜电极，电子不能进入到溶液中，故C错误；
D．反应一段时间后，溶液中的铜离子以单质的形式析出，所以溶液的蓝色变浅，故D正确；
答案选C。
9．D
【详解】A． 该装置为原电池，将化学能转化为电能，故A正确；
B． 甲烷作负极，通入甲烷的一极发生的是氧化反应，故B正确；
C． NO在正极 生还原反应，生成无污染的氮气，正极反应为：，故C正确；
D． 电池的总反应为：，故D错误；
故选D。
10．B
【详解】①加入石墨，构成原电池，放出氢气的速率加快，生成氢气的总量不变；②加入锌粉，锌的质量增大，生成氢气的总量增大；③加入铜粉，构成原电池，放出氢气的速率加快，生成氢气的总量不变；④加入铁粉，铁和盐酸反应放出氢气，生成氢气的总量增大；⑤加入浓硫酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，生成氢气的总量不变；故选B。
11．错误
【详解】铅蓄电池中的PbO2为正极，Pb为负极，错误。
12．错误
【详解】燃料电池工作时，燃料在负极失电子被氧化，之后电子流入正极，氧化剂在正极得到电子，从而实现将化学能直接转化为电能，题干说法 错误。
13．正确
【详解】将锌片和铜片用导线连接，并平行插入稀硫酸中，形成原电池，原电池工作时，阳离子移向正极，由于锌片是负极，所以溶液中的 H＋向铜电极迁移，故正确；
14．错误
【详解】在原电池中，负极材料与电解质溶液发生反应失去电子，正极材料不参与反应，但负极材料的活泼性不一定比正极材料强，例如：以镁棒和铝棒作为电极材料，以氢氧化钠溶液作为电解质溶液构成的原电池，是活泼性较弱的铝作负极；错误。
15．错误
【详解】在原电池中，两极材料均是电子通路，正极材料本身也可能参与电极反应，负极材料本身也不一定要发生氧化反应，错误。
16． Zn-2e-=Zn2+ 溶液温度升高 a ac 8.5min内装置②生成氢气的体积大于装置①生成氢气的体积 生成相同体积的氢气，装置①中放出的热量比装置②大；装置②中部分化学能转化为电能
【详解】(1)装置①中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，发生反应的离子方程式是Zn-2e-=Zn2+；
(2)装置①中溶液温度升高，可知反应是放热反应；放热反应生成物的总能量低于反应物的总能量，该反应的能量变化可用图中的a表示。
(3) a.两装置的总反应都是Zn-2e-=Zn2+，所以产生的气体均为，故a正确；
b. 装置①没有构成原电池，铜和硫酸不反应，铜表面没有气泡；装置②构成原电池，铜是正极，氢离子在铜表面得电子生成氢气， 表面有气泡产生，故b错误；
c.两装置中的均失去电子化合价升高，发生氧化反应，故c正确；
(4) 8.5min内装置②生成氢气的体积大于装置①生成氢气的体积，所以装置①中反应的平均速率比装置②中的小；
(5)从化学反应和能量转化的角度分析该实验，可得出的结论是：
ⅰ.两装置中发生的反应为放热反应；
ⅱ.装置①中反应的平均速率比装置②中的小；
ⅲ.生成相同体积的氢气时，装置①中放出的热量比装置②大；装置②中部分化学能转化为电能；
17． MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去氯气中的HCl AB 检验气密性 AC A H2-2e-=2H+
【分析】(1)氯气制备原理MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，结合氯气的化合性质分析；根据启普发生器的结构特点和性能分析；原电池总反应为：H2+Cl2=2HCl。
【详解】(1)①装置甲中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；装置乙的作用是除去氯气中的HCl；
②倒扣的漏斗、球形结构可防止倒吸，苯不能隔绝氯气与NaOH溶液，为防止倒吸，建议使用图2装置中的A、B；
(2)①使用启普发生器前首先应进行的操作是检验气密性；
②关闭活塞可使固液分离、反应停止，则图4所示装置中与启普发生器原理相近的是AC；
(3)①该装置中制备盐酸，电解质可电离出氯离子，则“离子导体”宜选用稀盐酸，故答案为A；
②负极发生氧化反应，其电极反应式为H2-2e-=2H+。
【点睛】考查气体的制备实验及原电池，把握物质的性质、发生的反应、制备原理为解答的关键，注意盐酸有挥发性，利用浓盐酸制得的氯气不纯，需要除杂。
18． b 电能 负 Fe－2e-=Fe2+ 2H+＋2e-=H2↑ 还原 0.1 ml
【分析】(1)只有放热的氧化还原反应才可以设计为原电池；
(2)原电池是将化学能转化为电能的装置，在原电池中，活泼的电极为负极，失去电子，发生氧化反应；活动性弱的电极为正极，正极上H+得到电子发生还原反应，根据Fe是+2价的金属，根据Fe的质量，计算其物质的量，进而可得转移电子的物质的量。
【详解】(1)a．该反应为吸热的氧化还原反应，不能设计成原电池，a不符合题意；
b．该反应为放热的氧化还原反应，能设计成原电池，b符合题意；
c．该反应为放热反应，但反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，c不符合题意；
故答案为b；
(2)①发生该反应，反应产生了电流，说明在原电池中将化学能转化为电能；
②在该反应中Fe失去电子变为Fe2+，发生氧化反应，为原电池的负极，该电极的电极反应式为：Fe－2e-=Fe2+，若将耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的负极；在铜电极上，溶液中的H+得到电子，发生还原反应变为H2，正极的电极反应式为：2H+＋2e-=H2↑；
③m(Fe)=2.8g，则n(Fe)==0.05 ml，由于Fe是+2价的金属，每1 ml Fe反应失去2 ml电子，所以0.05 ml Fe反应，转移电子的物质的量n(e-)=2n(Fe)=2×0.05 ml=0.1 ml。
【点睛】本题考查了原电池的反应原理。掌握原电池构成条件，结合原电池反应中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，根据同一闭合回路中电子转移数目相等进行分析。