2021年春高中化学 化学能与电能课时提升卷 新人教版必修2.doc

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1、化学能与电能(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)1.如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是()选项MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液2.观察如图所示两个实验装置,若两烧杯中硫酸的浓度相同,铜片和锌片都是纯净单质,判断下列叙述正确的是()A.两个装置均是原电池装置B.乙中电子由铜片经过电流计流向锌片C.过一段时间两烧杯中溶液的酸性均减弱D.因都是锌与硫酸的反应,所以两装置中产生气泡的速率相同3.(2013铜陵高一检测)有一种新型的碱性锌锰电池,它是在酸性锌锰电池的

2、基础上改进的。下列对于碱性锌锰电池的叙述中不正确的是()A.碱性锌锰电池工作时,电子由Zn极经外电路流向碳极B.这种电池较酸性锌锰电池使用寿命长C.碱性锌锰电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化D.这种电池的电解质由传统的NH4Cl换成湿的KOH4.(双选)如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为:Y外电路XB.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为FeC.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为XY5.(2013重庆高一检测)根据下列事

3、实:A+B2+=A2+B;D+2H2O=D(OH)2+H2;以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2+2e-=E,B-2e-=B2+。由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是()A.D2+A2+B2+E2+B.B2+A2+D2+E2+C.D2+E2+A2+B2+D.E2+B2+A2+D2+6.(2012四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应:CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是()A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气C.电池反应的

4、化学方程式为CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-二、非选择题(本题包括2小题,共20分)7.(10分)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒),回答下列问题:(1)该电池的负极材料是,发生反应(填“氧化”或“还原”),电解质溶液是;(2)正极上出现的现象是 ;(3)若导线上转移电子1 mol,则生成银克。8.(10分)(能力挑战题)某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:编号电极材料电

5、解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、C(石墨)稀盐酸偏向石墨4Mg、Al氢氧化钠溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试根据表中的实验现象回答下列问题:(1)实验1和2中Al所作的电极(正极或负极) (填“相同”或“不相同”)。(2)对实验3完成下列填空:铝为极,电极反应式: 。石墨为极,电极反应式: 。电池总反应方程式: 。(3)实验4中铝作,理由是 。写出铝电极的电极反应式: 。(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因 。(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: 。答案解析1.【解析】选C。该原电池中M棒变粗,N棒变细,

6、说明原电池反应时N棒溶解作负极,溶液中有金属在M棒上析出。M棒作正极,A、B选项中,电解质溶液分别为稀硫酸和稀盐酸,原电池工作时,不会有金属析出且A中M棒变细,C选项正极反应为Ag+e-=Ag。而D选项正极反应为Fe3+e-=Fe2+,不会有金属析出,M棒锌溶解变细。2.【解析】选C。根据原电池的形成条件分析,甲中没有构成闭合回路,不属于原电池装置,A项错误;乙装置是原电池装置,活泼金属作负极,失去电子,电子应由锌片流向铜片,B项错误;两个装置中的锌片都和稀硫酸反应生成氢气,硫酸浓度减小,溶液酸性减弱,C项正确;乙装置中构成原电池反应,反应速率加快,故乙装置中产生气泡的速率快,D项错误。3.【

7、解析】选C。该新型的锌锰电池也是一次电池(即干电池)不是二次电池(即充电电池),它只能实现化学能转化为电能,而不能实现电能转化为化学能,故C错。4.【解析】选A、D。外电路的电子流向为X外电路Y,电流方向与其相反,A正确;X极失电子,作负极,Y极上发生的是还原反应,X极上发生的是氧化反应。若两电极分别为Fe和碳棒,则Y为碳棒,X为Fe,B、C错误,D正确。5.【解析】选D。由知氧化性B2+A2+;由知D为活泼性很强的金属,则D2+的氧化性很弱;根据原电池原理,由知原电池反应为E2+B=E+ B2+,则氧化性E2+B2+,故氧化性E2+B2+A2+D2+。6.【解析】选C。正极反应为O2+4H+

8、4e-=2H2O,负极反应生成氢离子,正极上消耗氢离子,因此氢离子应该向正极移动;由正极反应式中的比例关系可知,每转移0.4 mol电子,反应掉氧气0.1 mol即2.24 L;将电池的正负极反应式相加即可得C项。【技法小结】考查新型电池的题目的解题思路高考中的新型电池有氢镍电池、高铁电池、锌-锰碱性电池、我国首创的海洋电池、燃料电池(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)、锂离子电池、银锌电池、纽扣电池等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。(1)题目特点:该类题目题材广、信息新、陌生度大,令人十

9、分迷茫。实际上,往往是起点高,落点低,考查原电池的基本工作原理,按照原电池的基本工作原理的知识分析即可。(2)正负极材料的确定:新型电池中(3)电极反应式的书写:首先分析物质得失电子的情况,然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。对于较为复杂的电极反应,可以利用总反应-较简单极电极反应式=较复杂极电极反应式的方法解决。7.【解析】(1)根据电池的总反应,可知负极一般是失电子的物质作电源的负极,所以负极材料应该是铜电极,发生氧化反应,负极铜电极应该与电解质溶液反应,所以根据反应,电解质溶液应该是一种可溶性的银盐溶液,所以是AgNO3溶液。(2)正极上是溶液中的银离子得到电子

10、变成银单质,所以正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。(3)当导线上转移1 mol电子的时候,正极上会析出1 mol银单质,所以正极上生成的银的质量是108 g。答案：(1)Cu氧化AgNO3溶液(2)碳棒上出现银白色物质(3)1088.【解析】在稀盐酸中,Mg比Al活泼,Mg作原电池的负极,Al作原电池的正极,电流计指针偏向Al;在稀盐酸中,Al比Cu活泼,Al作原电池的负极,Cu作原电池的正极,电流计指针偏向Cu。由此可知,原电池中电流计指针偏向正极。在实验3中电流计指针偏向石墨,由上述规律可知,在该原电池中铝作负极,石墨作正极。铝失去电子被氧化成铝离子,盐酸中的氢离子得到电子被还原为氢气。

11、该实验的设计运用比较法探究铝电极在原电池中的作用。实验1,2,3中电解质溶液相同,电极材料不同;实验1和4比较的是电极材料相同,电解质溶液不同;实验5与其他实验比较的是电极材料和电解质溶液都不同。通过这些结果可以总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素。根据电极材料及电解质溶液的不同以及反应的实验现象作判断,应注意Al可与NaOH溶液反应,Al在浓硝酸中钝化等情况。答案：(1)不相同(2)负2Al-6e-=2Al3+正6H+6e-=3H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2(3)负极铝可以与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,而镁不与氢氧化钠溶液发生化学反应Al-3e-+4OH-=Al+2H2O(4)铝在浓硝酸中被钝化,锌在浓硝酸中被氧化,即在浓硝酸中Zn比Al活泼,Zn作原电池的负极,Al作原电池的正极,所以电流计指针偏向铝(5)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的氧化性- 6 -