高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第2课时测试题

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对点训练
题组一 原电池工作原理
1．锌、铜和稀硫酸组成的原电池如图所示，下列有关说法正确的是( C )
A．Zn是正极
B．Cu电极上发生氧化反应
C．该装置能将化学能转变为电能
D．在外电路中，电流由Zn电极流向Cu电极
解析：Zn比铜活泼，失去电子，发生氧化反应，为负极，A错误；Cu不如锌活泼，为正极，氢离子得到电子在铜电极上发生还原反应，B错误；该装置为原电池装置，故能将化学能转变为电能，C正确；在外电路中，电子由Zn电极沿着导线流向Cu电极，D错误。
2．下列关于如图所示装置的说法，正确的是( C )
A．铁是正极
B．电子从石墨经导线流向铁片
C．石墨上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．该装置可实现电能向化学能的转化
解析：Fe为活泼金属，为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A项错误；电子从负极经导线流向正极，B项错误；石墨为原电池的正极，H＋在正极上得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C项正确；Fe、石墨、稀硫酸形成原电池，可以实现化学能向电能的转化，D项错误。
3．下列关于如图所示原电池装置的叙述正确的是( D )
A．铜片是正极，电极上发生氧化反应
B．铜片质量不变
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜离子移向铜片被还原
4．(2023·天津河东区高一检测)同学们设计了以下水果电池，其中正确的是( C )
解析：构成原电池的四个必要条件为有两个活泼性不同的电极、将电极插入电解质溶液中、两电极间构成闭合回路、有能自发进行的氧化还原反应。两电极都为铁电极，活泼性相同，不能构成原电池，A错误；两电极都为铜电极，活泼性相同，不能构成原电池，B错误；满足构成原电池的四个必要条件，能构成原电池，C正确；不能形成闭合回路，不能构成原电池，D错误。
5．(2023·海口高一检测)将纯锌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( B )
A．产生气泡的速率甲比乙慢
B．两烧杯中溶液的酸性均减弱
C．甲中铜片作正极，乙中铜片作负极
D．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
题组二 原电池工作原理的应用
6．把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由D→C；A、C相连时，C极上产生大量气泡；B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动性顺序是( B )
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．A>B>D>C
7．(2022·兰州高一检测)X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图所示装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y和Z溶液可能是下列中的( B )
解析：锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为活泼金属锌，作原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，X棒变细，故A不符合题意；锌、银在硝酸银溶液中构成原电池，X棒为不活泼金属银，作原电池的正极，银离子在正极得到电子发生还原反应生成银，X棒变粗，Y棒为活泼金属锌，作原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，Y棒变细，故B符合题意；铜、银在硫酸铜溶液中不能构成原电池，故C不符合题意；锌、铜在稀硫酸中构成原电池，X棒为不活泼金属铜，作原电池的正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，X棒没有变化，故D不符合题意。
8．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是( C )
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
解析：根据原电池原理，Fe为负极，负极上Fe失去电子生成Fe2＋，C极为正极，正极上Fe3＋得电子，被还原，生成Fe2＋，电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，原电池中电子由负极流出，经导线流入正极，故C错误。
综合强化
9．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)( B )
解析：A、B、C三项中的装置均为化学能转化为电能。A项中反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑，错误；B项符合题目要求，正确；C项中反应为Al和硝酸反应生成NO，故达不到目的，错误；D项中两极全是Al，因而不能构成原电池，不能把化学能转化能电能，错误。
10．(2023·武汉高一检测)如图所示，两电极一极为碳棒，一极为铁片。若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是( C )
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
解析：a极上有大量气泡，a是正极，b为负极，a为碳棒，b为铁片，烧杯中溶液可以是硫酸，不可以是硫酸铜，A、B项错误；C项正确；D项错误。
11．如图是一个原电池装置，请按要求填空。
(1)正极材料是_Cu__，负极材料是_Fe__。
(2)电子的流向是由_Fe__(填“Fe”或“Cu”，下同)极经外电路流向_Cu__极。
(3)写出电极反应式：
负极： Fe－2e－===Fe2＋ ，正极： Cu2＋＋2e－===Cu 。
(4)该原电池中发生的总反应离子方程式为 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 。
解析：(1)金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe失电子，为负极，Cu为正极。(2)电子的流向是由负极经外电路流向正极，即电子由铁电极流出经外电路流向铜电极。(3)Fe为负极，失电子，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Cu为正极，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。(4)金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。
12．(2023·武汉高一检测)铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

答案：
正极反应式： 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 。
负极反应式： Cu－2e－===Cu2＋ 。
13．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，在常温下，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。
试根据表中的实验现象回答下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同？_否__(填“是”或“否”)。
(2)由实验3完成下列填空：
①铝为_负__极，电极反应式： 2Al－6e－===2Al3＋ ；
②石墨为_正__极，电极反应式： 6H＋＋6e－===3H2↑ ；
③电池总反应式： 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 。
(3)实验4中铝作负极还是正极？_负极__，理由是
_Al与NaOH溶液自发进行氧化还原反应，而Mg与NaOH溶液不反应__。写出铝电极的电极反应式： Al－3e－＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O 。
(4)解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：_Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应被氧化，Al是原电池的正极__。
(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：_①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液__。
解析：在稀盐酸中的活动性：Mg>Al>Cu。由实验1、2可知，原电池中电流表指针是偏向正极。在实验3中电流表指针偏向石墨，由上述规律可知，Al是负极，石墨是正极，化学反应是Al失去电子被氧化为Al3＋，盐酸中的H＋得到电子被还原为H2。在NaOH溶液中镁不反应，则Al是负极，Mg是正极。Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中被氧化，即在浓硝酸中Zn是负极，Al是正极，所以在实验5中电流表指针偏向铝。
选项
X
Y
Z溶液
A
Zn
Cu
稀硫酸
B
Ag
Zn
硝酸银溶液
C
Cu
Ag
硫酸铜溶液
D
Cu
Zn
稀硫酸
编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针
偏转方向
1
Al、Mg
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、C(石墨)
稀盐酸
偏向石墨
4
Al、Mg
氢氧化钠溶液
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al