高考化学化学反应与能量时一轮随堂练习
"【走向高考】2015届高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第2课时配套课后强化作业 "
一、选择题
1．原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是( )
A．由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋
B．由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋
C．由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O
D．由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al－3e－===Al3＋
解析：前两项都按常规，应该是活泼金属作负极；C项中Al能与NaOH溶液反应，作负极，D项中Al在浓HNO3中钝化，而构不成原电池。
答案：C
2．(2013·江苏卷·1)燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是( )
A．甲醇 B．天然气
C．液化石油气 D．氢气
解析：从燃料电池反应产物的角度分析。
甲醇、天然气和液化石油气作为燃料电池的燃料使用产生CO2，而氢气用作燃料电池的燃料，反应产物为H2O，不会对环境产生影响。
答案：D
点拨：知识：燃料电池，环境保护。能力：考查考生对基础知识的了解能力。试题难度：较小。
3．已知氧化性：Au3＋>Ag＋>Cu2＋>Pb2＋>Cr3＋>Zn2＋>Ti2＋。现有如图所示的电化学装置，下列叙述中正确的是( )
A．若X为Ti，则Y极的电极反应式可能是Zn－2e－===Zn2＋
B．若X为Cr，则Y可以选Zn或Ti
C．若Y为Cu，则X极的电极反应式可能是Cr－3e－===Cr3＋
D．若Y为Pb，则Xn＋(aq)中阴离子数会减少
解析：Y为正极，不可能失电子，A项错误；由氧化性顺序可知，还原性：Au
②；①③相连，③为正极，金属活动性①>③；②④相连，②上有气泡(H2)逸出，②为正极，金属活动性④>②，③④相连，③质量减少，则金属活动性③>④，即金属活动性顺序为①>③>④>②，B正确。
答案：B
5．(2013·顺义一中高三化学模拟)分析下图所示的四个原电池装置，结论正确的是( )
A．(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极
B．(2)中Mg作正极，电极反应式为：6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．(3)中Fe作负极，电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋
D．(4)中Cu作正极，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑
解析：(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极，发生的反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，Mg不与NaOH反应；(3)中铁遇浓HNO3钝化，Cu与浓HNO3反应，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；(4)中铁作负极，为中性环境，发生吸氧腐蚀。
答案：B
6．(2013·海南模拟)高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni(OH)2＋MNiO(OH)＋MH，下列叙述正确的是( )
A．放电时正极附近溶液的碱性增强
B．放电时负极反应为：M＋H2O＋e－===MH＋OH－
C．充电时阳极反应为：
NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
D．放电时每转移1mol电子，正极有1mol NiO(OH)被氧化
解析：放电时正极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正极附近c(OH－)增大，溶液碱性增强，A对；放电时负极反应为MH＋OH－－e－===M＋H2O，B错；充电时阳极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，C错；放电时正极发生还原反应，放电时每转移1mol电子，正极上有1mol NiO(OH)被还原，D错。
答案：A
7．(2013·和田调研)如图，在盛有稀H2SO4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：X→外电路→Y
B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁
C．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X＞Y
解析：外电路电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反，X极失电子，作负极，Y极发生的是还原反应，X极发生的是氧化反应。若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。
答案：D
8．(2013·安徽卷·10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是( )
A．正极反应式：Ca＋2Cl－＋2e－===CaCl2
B．放电过程中，Li＋向负极移动
C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
解析：仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断。
A．分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；PbSO4中的Pb2＋得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误。B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引
电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误。
C．根据方程式知，每转移0.1mol电子，生成0.05mol铅，其质量为10.35g，所以C项错误。D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiCl－KCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转。
答案：D
点拨：知识：原电池工作原理、电极反应方程式的书写、物质的量的计算。能力：考查考生是否能够从试题提供的新信息中，准确地提取有效信息，并结合已有知识进行分析判断的能力。试题难度：较大。
9．(2013·全国课标Ⅰ·10)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是( )
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
解析：原电池原理及应用。铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置，铝作负极，变质的银器作正极。负极反应式为Al－3e－===Al3＋，正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－Al3＋与S2－在溶液中不能共存，能发生水解相互促进反应2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原电池总反应为2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故B项正确，C项错误。A项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应，银器中Ag2S被还原成Ag，质量减轻，A项错误。D项，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S转化为Ag，D项错误。
答案：B
点拨：知识：原电池构成、电极判断及电极反应式书写。试题难度：中等。
10．(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，负极上的反应为：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0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗O2 0.1mol，其在标准状况下的体积为2.24 L，B项错误；C项符合题目要求，正确。
答案：C
11．下面是几种常见的化学电源示意图，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2mol电子，负极质量减轻207g
D．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：C
12．(2014·浙江省考试院抽校11月考试)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是( )
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．负极发生的电极反应式为：N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O
C．该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触
D．该燃料电池持续放电时，K＋从负极向正极迁移，因而离子交换膜需选用阳离子交换膜
答案：D
13．一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)，家庭常用的漂白水，食盐，氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO＋H2O。下列说法不正确的是( )
A．该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换
B．该电池发生氧化反应的是金属铝
C．电极的正极反应式为3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－
D．当有0.1mol Al完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.806×1023
解析：该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A项正确；金属铝是原电池的负极，发生氧化反应，B正确；在正极上，发生还原反应，电极反应式为：3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正确；电子只能流经导线，不能流经电解液，D不正确。
答案：D
14．某一同学根据离子反应方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是( )
A．电极材料为铁和锌，电解质溶液为FeCl3溶液
B．电极材料为铁和铜，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液
D．电极材料为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液
解析：据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，负极发生氧化反应应是Fe－2e－===Fe2＋，因此Fe作负极，正极应是活泼性比铁弱的金属或碳棒，电解质溶液应是可溶性铁盐溶液，B合适。
答案：B
15．有4种燃料电池：A.固体氧化物燃料电池，B.碱性氢氧燃料电池，C.质子交换膜燃料电池，D.熔融盐燃料电池。下面是工作原理示意图，其中正极反应的产物为水的是( )
解析：燃料电池通入燃料的电极为负极，通入氧气或空气的电极为正极。
答案：C
二、非选择题
16．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：
请回答下列问题：
(1)Pt(a)电极是电池的________极，电极反应式为
________________________________________________________________________________________________________________________________________________；
Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_______________________________________________________ ________________。
(2)电池的总反应方程式为_________________________________ __________________________________。
(3)如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有________mol。
答案：(1)负 CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
还原 O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(2)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O (3)
17．(2013·南京模拟)根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥为琼脂—饱和KNO3盐桥。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________。
(2)银电极为电池的________极，写出两电极的电极反应式：银电极：________________________；X电极：________________________。
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是________(填序号)。
A．K＋ B．NO
C．Ag＋ D．SO
解析：由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，负极：Cu－2e－===Cu2＋，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极。盐桥中的K＋移向正极(Ag极)，NO移向负极(Cu极)。
答案：(1)Cu AgNO3溶液
(2)正 2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋
(3)Cu Ag (4)B
18．(2013·东北育才中学高三化学质检)金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合液中，铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。
(1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式：________________________________。
(2)若铜完全溶解时，溶液中的Fe3＋、Cu2＋、H＋三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH＝1，则溶解铜的质量是________g，溶液中的c(SO)＝________mol/L。
(3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应，请判断图中的正、负极，并选出适当的物质作电极，写出电极反应式，填在相应的表格中。
正、负极判断
电极材料
电极反应式
X极
Y极
解析：(1)Cu与Fe2(SO4)3反应生成CuSO4和FeSO4，离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。(2)溶液中的Fe3＋、Cu2＋、H＋三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH＝1，故c(H＋)＝c(Cu2＋)＝0.1mol/L，故n(Cu2＋)＝0.1mol/L×0.1 L＝0.01mol，溶解铜的质量为0.01mol×64g/mol＝0.64g；反应后溶液中的阳离子为：Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、H＋，而Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，可见Fe2＋的物质的量浓度为Cu2＋的两倍，依据溶液中的电荷守恒规律，得0.1mol/L×3＋0.2mol/L×2＋0.1mol/L×2＋0.1mol/L×1＝c(SO)×2，解得c(SO)＝0.5mol/L。
答案：(1)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ (2)0.64 0.5
(3)
正、负极判断
电极材料
电极反应式
X极
负极
铜
Cu－2e－===Cu2＋
Y极
正极
碳
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
