2022年高中化学《化学反应原理》第1章第三节第1课时知能优化训练 鲁科版选修4

2022年高中化学化学反应原理第1章第三节第1课时知能优化训练 鲁科版选修41如图所示的番茄水果电池中外电路上的电流从电极X(A线所连接的电极)流向电极Y(B线所连接的电极)，则Y可能是()AMgB铜C石墨 D铂解析：选A。原电池中电流的方向与电子的移动方向相反，因外电路上电流由X电极流向Y电极，则电子由Y电极流向X电极，故Y电极的活泼性强于铁，所以Y电极只能是A选项的镁。2(xx年济南高二测试)以锌棒、铁棒、硫酸铜溶液组成原电池，正极上发生的反应为()AFeFe22e BCu22eCuCFeFe33e DZnZn22e解析：选B。该原电池的工作原理为：ZnCu2=CuZn2，正极上发生的还原反应为：Cu22eCu。3在盛有稀硫酸的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是()A正极附近的SO浓度逐渐增大B电子通过导线由铜片流向锌片C正极有O2逸出D铜片上有H2逸出解析：选D。本题符合铜锌原电池的形成条件，原电池工作时，电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。负极锌片：ZnZn22e；正极铜片：2H2eH2，总反应为Zn2H=Zn2H2，原电池中没有产生O2。没有参与反应的SO浓度不会逐渐增大。4宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2O2=2H2O，电解液为KOH，反应保持在较高温度，使H2O蒸发。下列说法正确的是()A此电池能发出蓝色的火焰BH2为正极，O2为负极C工作时电解液pH不断减小D电极反应：负极：2H24OH4H2O4e，正极：O22H2O4e4OH解析：选D。燃料电池中H2和O2在不同的电极上参与反应，并不发生燃烧。H2发生氧化反应，作负极；O2发生还原反应，作正极。电解质溶液KOH参与了两极反应，反应过程中水不断地蒸发，所以工作时电解液pH不变。电极反应为负极：2H24OH4H2O4e，正极：O24e2H2O4OH。5(xx年德州高二质检)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒(如下图)。请回答下列问题：(1)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：有红色物质析出的是：甲池中的_棒；乙池中的_棒。在乙池中阴极的电极反应式是_。(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。写出甲池中正极的电极反应式：_。乙池中电解的离子方程式为_。将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近，发现试纸变蓝，待一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为51，且生成两种酸。该反应的化学方程式为_。解析：(1)结合题干所给图象不难得出：甲中无电源，属于原电池，乙中有电源，属于电解池。甲池Fe作负极，Cu2在正极C棒上析出；在乙池中，Fe作阴极，Cu2在阴极Fe棒上析出，在阴极：Cu22eCu。(2)若两池中盛放饱和氯化钠溶液，甲池的正极为碳棒，电极反应式为：2H2OO24e4OH，乙池中电解的离子方程式为2Cl2H2O 2OHH2Cl2，根据所给信息可得化学方程式为5Cl2I26H2O 10HCl2HIO3。答案：(1)碳(C)铁(Fe)Cu22eCu(2)2H2OO24e4OH2Cl2H2O 2OHH2Cl25Cl2I26H2O=10HCl2HIO31以下能形成原电池的是()ABC D解析：选C。水果中有电解质溶液，如果酸等。符合原电池的构成条件。2下列关于原电池的说法中正确的是()A原电池的电极材料必须是活泼性不同的两种金属单质B原电池中负极一定发生氧化反应质量减小，正极上发生还原反应质量一定会增加C内电路中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动D原电池中电子流入的一极为正极解析：选D。原电池中电极材料可以是活泼性不同的金属，也可以是金属与非金属导体；一般情况下，活泼金属电极失电子被氧化质量减小，正极上可能析出金属质量增加，也可能析出气体质量不变，在燃料电池中，电极材料都不参与电极反应，质量不变；内电路中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；原电池中电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。3原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属于氧化反应的是()A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应解析：选C。根据原电池和电解池的反应原理，原电池负极发生氧化反应，电解池阳极发生氧化反应。4根据下列事实：(1)XY2=X2Y；(2)Z2H2O(冷)=Z(OH)2H2；(3)Z2的氧化性比X2弱；(4)由Y、W电极组成的原电池，电极反应为W22eW，YY22e。可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为()AXZYW BZWXYCZXYW DZYXW解析：选C。由题知单质X能置换Y，说明还原性XY；Z2的氧化性比X2弱，说明单质Z的还原性比X强，故ZX；由电极反应可知还原性YW，综上所述C项正确。5(xx年南平高二测试)有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D导线C；A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是()AABCD BACDBCCABD DBDCA解析：选B。金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H在正极表面得到电子生成氢气，电子运动方向由负极到正极。题中由知AB；由知CD；由知AC；由知DB。综合以上信息可知金属活动性ACDB。6下列有关化学电源的叙述错误的是()A干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池B干电池中碳棒为正极C铅蓄电池是充电电池D铅蓄电池中的PbO2为负极解析：选D。铅蓄电池中的PbO2应为正极，铅为负极。7电动自行车由于灵活、快捷、方便，已成为上班族的主要代步工具，其电源常采用铅蓄电池，反应原理为PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O，下列叙述正确的是()A电池放电时，PbO2是电池的正极，被氧化B电池放电时，SO只在负极发生反应C电池放电时，溶液的pH不断减小D电池放电时，正极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O解析：选D。解题流程如下： 8xx年10月上海世博会临近结束的时刻，燃料电池车成为世博会上冉冉升起的新星。常见的燃烧反应在理论上都可设计成燃料电池，请你根据对CH4燃烧反应的认识，判断下列燃料电池的设计不合理或说法不正确的是()ACH4气体要通向正极，因为CH4是还原剂，发生氧化反应BCO2是氧化产物，CO2的生成会妨碍CH4与电极接触，因此可选用碱性电解质溶液及时吸收CO2C正极反应可以是O22H2O4e4OHD随着燃料电池的工作，电解质溶液的浓度一定减小，因为反应中有水生成解析：选A。解题时注意燃料电池正、负极反应物的确定及发生的反应。燃料电池是依据原电池原理设计的，负极通入的是燃料发生氧化反应，正极通入的是氧化剂发生还原反应，故A错；对于CH4燃料电池，负极反应为CH410OHCO7H2O8e，正极反应为2O24H2O8e8OH，总反应为CH42OH2O2=CO3H2O，故B、C、D均正确。9镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是()A充电时阳极反应：Ni(OH)2OHNiOOHH2OeB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动解析：选A。充电时作为电解装置，电能转化为化学能，阳极发生氧化反应，电极反应为Ni(OH)2OHNiOOHH2Oe，A正确，B错误。放电是一原电池装置，化学能转变为电能，Cd作负极，失去电子发生氧化反应：Cd2OHCd(OH)22e，Cd周围的OH下降，OH向负极移动。所以C、D错误。10我国的航天技术发展实行“三步走”计划：第一步，航天员太空行走，已取得圆满成功；第二步，xx年至xx年之间，“神舟八号”飞船将在太空中完成交会对接；第三步，建立空间站。所谓空间站，是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活、工作和巡访的载人航天器。如图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解质溶液，下列有关说法中不正确的是()A该能量转化系统中的水也是可以循环的B燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C水电解系统中的阴极反应：2H2O2eH22OHD燃料电池放电时的负极反应：H22OH2H2O2e解析：选B。燃料电池系统产生的能量实际上来自太阳能，所以B项是错误的。其余三项均是正确的。11写出下表中电池装置的电极反应和总的化学反应方程式：负极材料正极材料电解质溶液(1)铁铜硫酸(2)铜银硝酸银(1)正极反应_；负极反应_；总反应方程式_。(2)正极反应_；负极反应_；总反应方程式_。解析：负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应，根据活泼性，(1)中铁作负极，(2)中铜作负极。答案：(1)2H2eH2FeFe22eFeH2SO4=FeSO4H2(2)2Ag2e2AgCuCu22eCu2Ag=Cu22Ag12依据甲、乙、丙三图回答下列问题：(1)甲装置为_，乙装置为_，丙装置为_。(2)甲、乙装置中，锌极上分别发生_反应、_反应，电极反应分别为_、_。(3)乙装置中，Cu2浓度_，原因_。解析：(1)综合装置特点可以判断出：甲为原电池，乙为电镀池，丙为精炼池。(2)原电池负极发生氧化反应，正极上发生还原反应；电解(镀)池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。(3)粗铜中尽管含有活泼金属如Zn，但必竟少量，故阳极主要发生CuCu22e，而阴极发生Cu22eCu，因此c(Cu2)基本不变。答案：(1)原电池电镀池电解精炼铜(2)氧化还原ZnZn22eCu22eCu(3)基本不变阳极发生反应：CuCu22e，同时阴极发生反应：Cu22eCu13某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：实验编号电极材料电解质溶液检流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向Al2Al、Cu稀盐酸偏向Cu3Al、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al根据上表中的实验现象完成下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同？_。(2)指出实验3中铝和石墨所作的电极并写出电极反应和电池反应。铝为()_。石墨为()_。电池反应：_。(3)实验4中的铝做正极还是负极？为什么？_。(4)请解释实验5中检流计指针偏向铝的原因。_。解析：实验1中Mg较活泼，故Mg作负极；实验2中Al较活泼，故Al作负极；实验3中Al作负极，将氢离子还原；实验4中Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极；实验5中Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn为负极。答案：(1)不相同(2)负极2Al2Al36e正极6H6e3H22Al6HCl=2AlCl33H2(3)负极。因为Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应(4)Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn为负极，检流计指针偏向铝14(xx年北京东城区质检)某同学以Zn与H2SO4反应为例，研究化学反应中的能量变化情况。已知：ZnH2SO4=ZnSO4H2H0。(1)将纯锌片直接插入稀硫酸溶液中，锌片溶解，锌片表面有大量气泡产生，则反应过程中的能量转化形式为_。请设计简单的实验方案证明你的结论：_。(2)将纯锌片与纯铜片用导线连接后，同时插入同一稀硫酸中，锌片溶解，铜片不溶解，两金属片上均有气泡产生，则反应过程中的能量转化形式为_。请设计简单实验方案证明你的结论：_。(3)利用该化学反应，实现化学能全部转化为电能，请设计实验方案：_。解析：(1)一个化学反应是吸热还是放热，可以通过反应前后温度的变化来测定。(2)一个自发的氧化还原反应均可以设计为原电池。对于反应ZnH2SO4=ZnSO4H2，Zn作原电池的负极，选择纯铜作原电池的正极，若不使用盐桥，把Zn片和Cu片插入同一个盛有稀H2SO4的烧杯中，用导线连接Zn片和Cu片(同时连接电流计)，会看到电流计偏转，Zn、Cu片上均产生气泡。(3)为使化学能全部转化为电能，将装置改为有盐桥的原电池装置(见答案图)。答案：(1)化学能转化为热能使反应在尽量绝热的装置中进行，反应过程中不断地用玻璃棒搅拌，用温度计测量反应前后溶液的温度，看是否存在差异(2)化学能部分转化为电能，部分转化为热能第一步：同(1)中设计的方案；第二步：在两极之间的导线上安装一个电流计，看电流计的指针是否发生偏转(3)按图示装置进行实验：