苏教版 (2019)专题6 化学反应与能量变化第三单元 化学能与电能的转化课后复习题

苏教版2019高中化学必修第二册专题6化学反应与能量变化第三单元化学能与电能的转化同步优化

一、单选题

1．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，外电路的电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（  ）

A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>d>b D．b>d>c>a

2．某原电池总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是(　　)

A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液

B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液

C．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液

D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液

3．LiFePO4电池具有稳定性高、对环境友好等优点，可用于电动汽车。该电池放电时电极反应式为：正极：FePO4 ＋Li+＋e−=LiFePO4，负极：Li－e− ＝ Li+，下列说法中正确的是(　　)

A．可加入硫酸以提高电解液的导电性

B．充电时动力电池上标注“－”的电极应与外接电源的负极相连

C．充电时阳极反应式：Li+＋e−=Li

D．放电时电池内部Li＋向负极移动

4．全钒液流储能电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，离子方程式为VO2+（黄色）+V2+（紫色）+2H+VO2+（蓝色）+V3+（绿色）+H2O．采用惰性电极实现化学能和电能相互转化的工作原理如图。下列说法正确的是（　　）

A．充电过程中，X端接外接电源的负极

B．放电过程中，正极电极反应式为VO2++H2O+e-=VO2++2OH-

C．放电过程中，右罐溶液颜色逐渐由绿色变为紫色

D．充电时若转移电子0.5mol，左罐溶液中n（H+）的变化量为0.5mol

5．利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，原理如图所示。下列叙述正确的是（    ）

A．N室中硝酸溶液浓度a%＞b% B．a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜

C．M、N室分别产生氧气和氢气 D．产品室发生的反应为+OH- = NH3+H2O

6．某火力发电厂利用SO2传感器监测发电厂周围大气中SO2的含量其工作原理如图所示，在V2O5电极上将SO2转化为SO3。下列说法正确的是（    ）

A．传感器在工作时O2-向正极移动

B．传感器在工作时，V2O5电极上的电极反应式为SO2-2e-+O2-=SO3

C．固体电解质可以用稀硫酸代替

D．外电路中电子由Pt电极流向V2O5电极

7．肼(N2H4)－空气燃料电池的能量转化率高，电池反应为N2H4＋O2＝N2＋2H2O，装置如图所示。电池放电时，电流由石墨2经外电路流向石墨1。

下列说法错误的是(   )

A．石墨1为负极，石墨2为正极 B．在石墨1附近填充肼

C．负极反应式为N2H4－4e－＝N2＋4H＋ D．放电过程中，石墨2附近溶液pH升高

8．利用如图装置，完成很多电化学实验．下列有关此装置的叙述中，正确的是（    ）

A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，铁表面因积累大量电子而被保护

B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀

C．若X为碳棒，开关K置于M处，当Y为河水时比为海水时Fe腐蚀快

D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将减小

9．磷酸铁锂电池放电时正极的反应式为。该电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是

A．充电时，电子由铝箔经溶液流向铜箔         B．放电时，负极发生的电极反应：

C．放电时，Li+通过隔膜移向正极               D．该电池放电过程中C、Fe、P元素化合价均发生变化

10．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na－CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是（　  ）

A．放电时，向负极移动                          B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2

C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－=2＋C          D．充电时，Ni接直流电源的负极

11．最近，科学家成功研制出一种电源，该电源在消耗二氧化碳的同时，还可释放电能。电源电极为铝电极和多孔碳电极，电解质溶液为草酸盐溶液，放电过程中草酸盐浓度基本不变，电源示意图如图所示。下列有关该电源的说法正确的是(   )

A．用该电源电解饱和食盐水，理论上每消耗2 mol二氧化碳可收集到标准状况下22.4 L 氢气

B．铝电极为正极

C．若生成0.5 mol 草酸铝，有3 mol电子通过电解质溶液

D．正极的电极反应式为

12．以葡萄糖（C6H12O6）为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是（    ）

A．该电池能够在高温下工作

B．电池的负极反应为C6H12O6－24e-+24OH-=6CO2+18H2O

C．放电过程中，质子H+从负极区向正极区迁移

D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成CO2气体22.4L

13．如下图所示的装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，并测得电解质溶液的质量减小，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（   ）

A．A B．B C．C D．D

14．含乙酸钠和氯苯()的废水可以利用微化学电池除去，其原理如图所示，下列说法正确的是（   ）

A．电子流向：B极→导线→A极→溶液→B极

B．A极电极反应式为：

C．每生成1 mol CO2，有3 mol e－发生转移

D．一段时间后，电解质溶液的PH降低

15．2019年诺贝尔化学奖授予三位对锂离子电池的研究有巨大贡献的科学家。世界上第一款商用可充放电锂电池，其放电原理如图所示，反应原理：LixCn+Li(1-x)CoO2=LiCoO2+nC。下列说法正确的是（    ）

A．Li的相对原子质量较小，其比能量(单位质量释放的能量)较小.

B．充电时，如图示Li+在电解质水溶液中，通过阳离子交换膜移向阳极

C．装置进行自发氧化还原反应时，B极发生氧化反应：Li(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2

D．若初始两电极质量相等，工作一段时间后，两极质量相差7g，则电路中有0.5mole-转移

二、原理综合题

16．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。请回答下列问题：

(1)上述实验中发生反应的化学方程式有________________________________________；

(2)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Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_____________；

(4)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的实验。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的时间。

①请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。

②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；

③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4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________________________________________________________。

17．甲醇(CH3OH)是绿色能源和重要的化工原料。回答下列问题：

(1)工业上利用CO2和H2合成CH3OH，反应过程中的能量变化如图所示。

CO2和H2合成CH3OH的反应是____________反应(填“放热”或“吸热”)，判断依据是____________________________________________________________。

(2)一定温度下，在某恒容密闭容器中投入一定量CO和H2，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，部分物质的浓度随时间的变化如图所示。

①A点的逆反应速率____________B点的逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。

②在A、B、C三点中，达到限度的点是____________。

③0～10min内用H2表示的平均反应速率v(H2)＝____________mol·L－1·min－1。

(3)碱性甲醇燃料电池的能量转化率较高，该电池的负极反应为CH3OH－6e－＋8OH－＝＋6H2O，则该电池的正极反应为____________________________________。

18．如图所示，通电5min后，电极5的质量增加2.16g，请回答下列问题：

(1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。A池阳极的电极反应为__________，C池阴极的电极反应为___________。

(2)如果B槽中共收集到224mL气体(标准状况)且溶液体积为200mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。

(3)如果A池溶液是200mL足量的食盐水(设电解过程溶液体积不变)，则通电5min后，溶液的c(NaOH)为________。

(4)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2-的移动方向_______(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为_____________。

19．酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：

物质的溶解度/(g/100 g水)

物质的溶度积(Ksp)

回答下列问题：

(1)该电池的正极反应式为______，电池反应的离子方程式为________。

(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_______g。(已知F＝96 500 C·mol-1)

(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_____分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_____和_____，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为_____，其原理是______。

(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_____，加碱调节至pH为____时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_____时，锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 mol·L-1)。若上述过程不加H2O2后果是_____，原因是_____。

参考答案

1．B2．D3．B4．D5．D6．B7．C8．A9．C10．D11．A12．C13．C14．D15．D

16．    CuSO4与Zn反应生成Cu与Zn形成Cu-Zn原电池加快反应速率        30    10    17.5    灰黑    暗红    当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积   

17．放热    反应物的总能量大于产物的总能量    小于    C    0.15       

18．负    电解    2Cl--2e-＝Cl2↑    Ag++e-＝Ag    0.025mol·L-1    0.1mol·L-1    从b到a    CO+O2--2e-＝CO2   

19．MnO2＋H＋＋e－===MnOOH    2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋    0.052    加热浓缩、冷却结晶    碳粉    MnOOH    在空气中加热    碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2    Fe3＋    2.7    6    Zn2＋和Fe2＋分离不开    Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近