1、课时跟踪训练 20 第六章 6.2 化学反应与能量A 级(基础达标)一、选择题1电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是( )A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析 A 中碳棒是正极，工作中不会消耗，A 错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，B 错误；原电池工作时，氢气在负极上失去电子被氧化，C 正确；SiO 2是制造光导纤维的材料。太阳能电池的主要材料是晶体硅，D 错误。答案 C2(2016浙江高招选考)按如图
2、所示装置进行实验，下列说法不正确的是( )A装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D装置乙中负极的电极反应式：Zn2e =Zn2解析 装置甲中锌与稀硫酸发生氧化还原反应，生成氢气，产生气泡，装置乙中形成铜锌原电池，且锌作负极，铜作正极，正极上 H 得电子生成氢气，A 项正确；装置甲中没有形成原电池，不存在化学能与电能的转化，B 项错误；装置乙形成了原电池，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，C 项正确；装置乙中负极的电极反应式为 Zn2e =Zn2 ，
3、D 项正确。答案 B3(2017黑龙江实验中学月考)将编号为四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是( )A BC D解析 相连时，外电路电流从流向，说明为正极，比活泼；相连时，为正极，说明比活泼；相连时，上有气泡逸出，说明是正极，比活泼；相连时，的质量减少，说明是负极，比活泼，故金属活动性由强到弱的顺序是。答案 B4. (2017江西新余月考)利用如图所示原电池可测量空气中 Cl2含量，其中电解质是Ag 可以自由移动的固体物质。下列分析不正确的是( )A电子经外电
4、路流向 Pt 电极B电池工作时，电解质中 Ag 数目减少C正极反应：Cl 22e 2Ag =2AgClD空气中 c(Cl2)越大，Ag 极消耗速率越快解析 Ag 的金属活动性强于 Pt，则 Ag 电极是负极，Ag 失去电子，则电子经外电路流向 Pt 电极，A 正确；正极是 Cl2得到电子，与 Ag 结合生成 AgCl，即电极反应式为Cl22e 2Ag =2AgCl，但由于负极 Ag 失去电子转化为 Ag ，所以电池工作时，电解质中 Ag 数目不变，B 错误，C 正确；空气中 c(Cl2)越大，则得到的电子数越多，因此消耗的银越多，则 Ag 极消耗速率越快，D 正确。答案 B5下面是几种常见的化
5、学电源示意图，有关说法不正确的是( )A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过 2 mol 电子，负极质量减轻 207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析 在干电池中，Zn 作负极，被氧化，B 正确。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D 正确。C 项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小，C 不正确。答案 C6为了强化安全管理，某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说
6、法不正确的是( )A石墨电极作正极，发生还原反应B铂电极的电极反应式：C 8H1816H 2O50e =8CO250H CH 由质子交换膜左侧向右侧迁移D每消耗 5.6 L O2，电路中通过 1 mol 电子解析 由图像知，石墨电极通入 O2，发生还原反应 O24e 4H =2H2O，A 项不符合题意。铂电极上发生氧化反应，电极反应式为 C8H1816H 2O50e =8CO250H ，B项不符合题意。在原电池中，一般地，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，C 项不符合题意。由于没有指明反应温度和压强，不能通过体积计算 O2的物质的量，也就无法确定转移电子的物质的量，D 项符合题意。答案 D二
7、、填空题7. 如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。(1)当电解质溶液为稀硫酸时，Fe 电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。当电解质溶液为 NaOH 溶液时，Al 电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则 Fe 电极是_(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_。解析 (1)电解质溶液是稀硫酸时，Al 电极是负极，Fe 电极是正极，正极反应式为 2H 2e =H2。当电解质溶液是 NaOH 溶液时，铝与 NaOH 溶液反应，而 Fe 不反应，故铝作原电池的负极，电极反应式为 Al3e 4OH =AlO 2H 2O。(2
8、)把铝改为锌，用 2浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，则 Fe 电极是正极，Zn 电极是负极，Fe 电极上的电极反应式为 NO 2H e =NO2H 2O。 3答案 (1)正 2H 2e =H2负 Al3e 4OH =AlO 2H 2O 2(2)正 NO 2H e =NO2H 2O 38由 A、B、C、D 四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属 A不断溶解C 的质量增加A 上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的 pH_(填“变大” 、 “变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺
9、序是_。解析 甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中 A 不断溶解，则 A 为负极、B 为正极，活泼性 AB；乙中 C 极增重，即析出 Cu，则 B 为负极，活泼性 BC；丙中 A上有气体即 H2产生，则 A 为正极，活泼性 DA，随着 H 的消耗，pH 变大。答案 (1)A2e =A2 (2)Cu 2 2e =Cu (3)变大 (4)DABC9(1)NO 2、O 2和熔融 NaNO3可制作燃料电池，其原理见图。该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物 Y，其电极反应式为_；若生成 1 mol Y，则需要消耗标准状况下氧气的体积为_L。(2)以甲醇为原料，使用酸性电解质构成燃料电池，该燃
10、料电池的负极反应式为_；若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇，向外界提供相等电量，则每代替 3.2 g 甲醇，所需标准状况下的甲烷的体积为_L。解析 (1)氧气一定为正极，所以石墨电极为负极，NO 2失电子只能生成 N2O5，由负极反应式可知生成 1 mol N2O5转移 1 mol 电子，消耗 mol O2；(2)CH 3OH 中碳的化合价14为2 价，依据得失电子、电荷守恒、H 元素守恒进行配平；1 mol CH3OH、1 mol CH4分别失去 6 mol、8 mol 电子， n(CH3OH) 0.1 mol，失去 0.6 mol 电子， n(CH4)3.2 g32 gmol 1 mol， V
11、(CH4) nVm 22.41.68 L。0.68 340 340答案 (1)NO 2NO e =N2O5 5.6 3(2)CH3OHH 2O6e =CO26H 1.68B 级(能力提升)一、选择题1. 如图所示，杠杆 AB 两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓 CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)( )A杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端高 B 端低B杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端低 B 端高C当杠杆为导体时， A 端低 B 端高D当杠杆为导体时， A 端高 B
12、 端低解析 当杠杆为导体时，构成原电池，Fe 作负极，Cu 作正极，电极反应式分别为：(负极)Fe2e =Fe2 ；(正极 )Cu2 2e =Cu；铜球质量增加，铁球质量减少，杠杆 A端低， B 端高；当杠杆为绝缘体时，铁球置换 CuSO4溶液中的铜，质量增加，杠杆 A 端高，B 端低。答案 C2(2017云南红河州统考)如图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是( )A分子组成为 Cm(H2O)n的物质一定是糖类B微生物所在电极区放电时发生还原反应C放电过程中，H 从正极区移向负极区D正极反应式为 MnO24H 2e =Mn2 2H 2O解析 分子组成为 Cm(H2O)n的物
13、质不一定是糖类，例如醋酸(CH 3COOH)，A 错误；微生物所在电极区是负极，放电时失去电子，发生氧化反应，B 错误；放电过程中，H 从负极区移向正极区，C 错误；正极得到电子发生还原反应，则电极反应式为MnO24H 2e =Mn2 2H 2O，D 正确。答案 D3(2016安徽安庆二模)锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是( )A充电时 Zn2 通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B放电时每转移 2 mol 电子，负极增重 130 gC充电时阴极的电极反应式为 Br22e =2BrD若将电解液改为氯化锌溶液，放电效果更好、更安全解析 根据装置示意图可判断，右
14、侧是负极区，故充电时 Zn2 通过阳离子交换膜由左侧流向右侧，A 项正确；放电时负极溶解，质量减少，B 项错误；充电时阴极发生还原反应，电极反应式为 Zn2 2e =Zn，C 项错误；若将电解液改为氯化锌溶液，电解产生Cl2，会污染环境，D 项错误。答案 A4(2017四川成都外国语学校月考)乙烯催化氧化成乙醛可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为 2CH2CH2O 2 2CH 3CHO。下列有关说法正确的是( )A该电池为可充电电池B每有 0.1 mol O2反应，则迁移 0.4 mol HC正极反应式为 CH2CH22e 2OH =CH3CHOH 2OD电子移动
15、方向：电极 a磷酸溶液电极 b解析 该电池为燃料电池，不可充电，故 A 错误；根据电子守恒每有 0.1 mol O2反应，则迁移 0.4 mol H ，故 B 正确；电池中负极发生失电子的反应，另外电解质溶液呈酸性，故不能是 OH 参与反应，故 C 错误；在磷酸溶液中移动的是离子，电子移动方向：电极 a外电路电极 b，故 D 错误。答案 B二、综合题5(2016山西朔州期中)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_ _设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差 12 g，导线中通过_mol 电子。(2
16、)其他条件不变，若将 CuCl2溶液换为 NH4Cl 溶液，石墨电极反应式为_，这是由于 NH4Cl 溶液显_(填“酸性” 、 “碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3 价铁被氧化为更高的价态。 ”如果3 价铁被氧化为 FeO ，试写出该反应的离子方程式24_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成 n 型，如图所示，一段时间后，在甲装置铜丝附
17、近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应为_；乙装置中石墨()为_极(填正、负、阴、阳)，乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为_，产物常用_检验，反应的离子方程式为_。解析 (1)离子方程式为：FeCu 2 =Fe2 Cu，设转移 a mol 电子，64 5612， a0.2 mol。(2)若将 CuCl2溶液换为 NH4Cl 溶液，石墨电极反应为a2 a22H 2e =H2，由于 NH4Cl 发生水解，溶液呈酸性，NH H 2ONH 3H2OH ，铝片 4附近溶液中有 Fe2 ，加入少量新制饱氯水和离子方程式：2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl ， 2Fe3 3Cl 28H 2O=2FeO
18、 6Cl 16H 。(3)甲装置为24Fe 吸氧腐蚀的原电池，铜丝附近的电极反应：O 22H 2O4e =4OH ，铜丝附近呈碱性，滴加酚酞溶液变红。乙装置中石墨(I)为阴极，与铜丝相连的石墨极为阳极，电极反应为：2Cl 2e =Cl2，产物 Cl2用湿润淀粉碘化钾试纸检验 Cl22I =2Cl I 2。答案 (1)FeCu 2 =Fe2 Cu 0.2(2)2H 2e =H2 酸性NH H 2ONH 3H2OH 42Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl 2Fe3 3Cl 28H 2O=2FeO 6Cl 16H 24(3)溶液变红O22H 2O4e =4OH 阴2Cl 2e =Cl2湿润淀粉碘化钾试纸Cl22I =2Cl I 2
