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2019-2020年高三化學總復習 課時跟蹤訓練20 第六章 6.2 化學反應與能量 新人教版 一、選擇題 1．電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學對人類的一項重大貢獻，下列有關(guān)電池的敘述正確的是(　　) A．鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細 B．氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? C．氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化 D．太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 [解析]　A中碳棒是正極，工作中不會消耗，A錯誤；原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，B錯誤；原電池工作時，氫氣在負極上失去電子被氧化，C正確；SiO2是制造光導纖維的材料。太陽能電池的主要材料是晶體硅，D錯誤。 [答案]　C 2．(xx浙江高招選考)按如圖所示裝置進行實驗，下列說法不正確的是(　　) A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生 B．甲、乙裝置中的能量變化均為化學能轉(zhuǎn)化為電能 C．裝置乙中的鋅、銅之間用導線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．裝置乙中負極的電極反應式：Zn－2e－===Zn2＋ [解析]　裝置甲中鋅與稀硫酸發(fā)生氧化還原反應，生成氫氣，產(chǎn)生氣泡，裝置乙中形成銅鋅原電池，且鋅作負極，銅作正極，正極上H＋得電子生成氫氣，A項正確；裝置甲中沒有形成原電池，不存在化學能與電能的轉(zhuǎn)化，B項錯誤；裝置乙形成了原電池，鋅、銅之間用導線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C項正確；裝置乙中負極的電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，D項正確。 [答案]　B 3．(xx黑龍江實驗中學月考)將編號為①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由強到弱的順序是(　　) A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ [解析]　①②相連時，外電路電流從②流向①，說明②為正極，①比②活潑；①③相連時，③為正極，說明①比③活潑；②④相連時，②上有氣泡逸出，說明②是正極，④比②活潑；③④相連時，③的質(zhì)量減少，說明③是負極，③比④活潑，故金屬活動性由強到弱的順序是①③④②。 [答案]　B 4. (xx江西新余月考)利用如圖所示原電池可測量空氣中Cl2含量，其中電解質(zhì)是Ag＋可以自由移動的固體物質(zhì)。下列分析不正確的是(　　) A．電子經(jīng)外電路流向Pt電極 B．電池工作時，電解質(zhì)中Ag＋數(shù)目減少 C．正極反應：Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl D．空氣中c(Cl2)越大，Ag極消耗速率越快 [解析]　Ag的金屬活動性強于Pt，則Ag電極是負極，Ag失去電子，則電子經(jīng)外電路流向Pt電極，A正確；正極是Cl2得到電子，與Ag＋結(jié)合生成AgCl，即電極反應式為Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl，但由于負極Ag失去電子轉(zhuǎn)化為Ag＋，所以電池工作時，電解質(zhì)中Ag＋數(shù)目不變，B錯誤，C正確；空氣中c(Cl2)越大，則得到的電子數(shù)越多，因此消耗的銀越多，則Ag極消耗速率越快，D正確。 [答案]　B 5．下面是幾種常見的化學電源示意圖，有關(guān)說法不正確的是(　　) A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池 B．干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞 C．鉛蓄電池工作過程中，每通過2 mol電子，負極質(zhì)量減輕207 g D．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源 [解析]　在干電池中，Zn作負極，被氧化，B正確。氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)，且工作的最終產(chǎn)物是水，故氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源，D正確。C項忽略了硫酸鉛在該極上析出，該極質(zhì)量應該增加而非減小，C不正確。 [答案]　C 6．為了強化安全管理，某油庫引進一臺空氣中汽油含量的測量儀，其工作原理如圖所示(用強酸性溶液作電解質(zhì)溶液)。下列說法不正確的是(　　) A．石墨電極作正極，發(fā)生還原反應 B．鉑電極的電極反應式：C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋ C．H＋由質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移 D．每消耗5.6 L O2，電路中通過1 mol電子 [解析]　由圖像知，石墨電極通入O2，發(fā)生還原反應O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A項不符合題意。鉑電極上發(fā)生氧化反應，電極反應式為C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋，B項不符合題意。在原電池中，一般地，陽離子向正極遷移，陰離子向負極遷移，C項不符合題意。由于沒有指明反應溫度和壓強，不能通過體積計算O2的物質(zhì)的量，也就無法確定轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，D項符合題意。 [答案]　D 二、填空題 7. 如圖所示，在不同的電解質(zhì)溶液中可以組成不同的電池。 (1)①當電解質(zhì)溶液為稀硫酸時，F(xiàn)e電極是________(填“正”或“負”)極，其電極反應式為__________________________________。 ②當電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時，Al電極是________(填“正”或“負”)極，其電極反應式為_______________________。 (2)若把鋁改為鋅，電解質(zhì)溶液為濃硝酸，則Fe電極是________(填“正”或“負”)極，其電極反應式為___________________。 [解析]　(1)①電解質(zhì)溶液是稀硫酸時，Al電極是負極，F(xiàn)e電極是正極，正極反應式為2H＋＋2e－===H2↑。②當電解質(zhì)溶液是NaOH溶液時，鋁與NaOH溶液反應，而Fe不反應，故鋁作原電池的負極，電極反應式為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。(2)把鋁改為鋅，用濃硝酸作電解質(zhì)溶液，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，則Fe電極是正極，Zn電極是負極，F(xiàn)e電極上的電極反應式為NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。 [答案]　(1)①正　2H＋＋2e－===H2↑ ②負　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O (2)正　NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O 8．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。 裝置 現(xiàn)象 二價金屬A 不斷溶解 C的質(zhì)量 增加 A上有氣 體產(chǎn)生 根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題： (1)裝置甲中負極的電極反應式是__________________________________。 (2)裝置乙中正極的電極反應式是__________________________________。 (3)裝置丙中溶液的pH________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (4)四種金屬活潑性由強到弱的順序是________。 [解析]　甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負極、B為正極，活潑性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負極，活潑性B>C；丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D>A，隨著H＋的消耗，pH變大。 [答案]　(1)A－2e－===A2＋　(2)Cu2＋＋2e－===Cu　(3)變大　(4)D>A>B>C 9．(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖。該電池在使用過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，其電極反應式為_______________；若生成1 mol Y，則需要消耗標準狀況下氧氣的體積為________L。 (2)以甲醇為原料，使用酸性電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池，該燃料電池的負極反應式為__________________；若以甲烷代替該燃料電池中的甲醇，向外界提供相等電量，則每代替3.2 g甲醇，所需標準狀況下的甲烷的體積為__________________L。 [解析]　(1)氧氣一定為正極，所以石墨Ⅰ電極為負極，NO2失電子只能生成N2O5，由負極反應式可知生成1 mol N2O5轉(zhuǎn)移1 mol電子，消耗 mol O2；(2)CH3OH中碳的化合價為－2價，依據(jù)得失電子、電荷守恒、H元素守恒進行配平；1 mol CH3OH、1 mol CH4分別失去6 mol、8 mol電子，n(CH3OH)＝＝0.1 mol，失去0.6 mol電子，n(CH4)＝＝ mol，V(CH4)＝nVm＝22.4＝1.68 L。 [答案]　(1)NO2＋NO－e－===N2O5　5.6 (2)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋　1.68 B級(能力提升) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題 1. 如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化)(　　) A．杠桿為導體或絕緣體時，均為A端高B端低 B．杠桿為導體或絕緣體時，均為A端低B端高 C．當杠桿為導體時，A端低B端高 D．當杠桿為導體時，A端高B端低 [解析]　當杠桿為導體時，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負極，Cu作正極，電極反應式分別為：(負極)Fe－2e－===Fe2＋；(正極)Cu2＋＋2e－===Cu；銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)量減少，杠桿A端低，B端高；當杠桿為絕緣體時，鐵球置換CuSO4溶液中的銅，質(zhì)量增加，杠桿A端高，B端低。 [答案]　C 2．(xx云南紅河州統(tǒng)考)如圖為一種微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)于該電池敘述正確的是(　　) A．分子組成為Cm(H2O)n的物質(zhì)一定是糖類 B．微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應 C．放電過程中，H＋從正極區(qū)移向負極區(qū) D．正極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O [解析]　分子組成為Cm(H2O)n的物質(zhì)不一定是糖類，例如醋酸(CH3COOH)，A錯誤；微生物所在電極區(qū)是負極，放電時失去電子，發(fā)生氧化反應，B錯誤；放電過程中，H＋從負極區(qū)移向正極區(qū)，C錯誤；正極得到電子發(fā)生還原反應，則電極反應式為MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D正確。 [答案]　D 3．(xx安徽安慶二模)鋅溴液流電池用溴化鋅溶液作電解液，并在電池間不斷循環(huán)。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．充電時Zn2＋通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè) B．放電時每轉(zhuǎn)移2 mol電子，負極增重130 g C．充電時陰極的電極反應式為Br2＋2e－===2Br－ D．若將電解液改為氯化鋅溶液，放電效果更好、更安全 [解析]　根據(jù)裝置示意圖可判斷，右側(cè)是負極區(qū)，故充電時Zn2＋通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)，A項正確；放電時負極溶解，質(zhì)量減少，B項錯誤；充電時陰極發(fā)生還原反應，電極反應式為Zn2＋＋2e－===Zn，C項錯誤；若將電解液改為氯化鋅溶液，電解產(chǎn)生Cl2，會污染環(huán)境，D項錯誤。 [答案]　A 4．(xx四川成都外國語學校月考)乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計成如圖所示的燃料電池，能在制備乙醛的同時獲得電能，其總反應為2CH2—CH2＋O2―→2CH3CHO。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．該電池為可充電電池 B．每有0.1 mol O2反應，則遷移0.4 mol H＋ C．正極反應式為CH2—CH2－2e－＋2OH－===CH3CHO＋H2O D．電子移動方向：電極a→磷酸溶液→電極b [解析]　該電池為燃料電池，不可充電，故A錯誤；根據(jù)電子守恒每有0.1 mol O2反應，則遷移0.4 mol H＋，故B正確；電池中負極發(fā)生失電子的反應，另外電解質(zhì)溶液呈酸性，故不能是OH－參與反應，故C錯誤；在磷酸溶液中移動的是離子，電子移動方向：電極a→外電路→電極b，故D錯誤。 [答案]　B 二、綜合題 5．(xx山西朔州期中)某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。 (1)如圖為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應：(用離子方程式表示)______ ___設(shè)計的原電池裝置，反應前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12 g，導線中通過________mol電子。 (2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應式為______________________，這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”、“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因___________，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應的離子方程式________________，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學們對此做了多種假設(shè)，某同學的假設(shè)是：“溶液中的＋3價鐵被氧化為更高的價態(tài)。”如果＋3價鐵被氧化為FeO，試寫出該反應的離子方程式__________________________________。 (3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，如圖所示，一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是______________， 電極反應為__________________；乙裝置中石墨(Ⅰ)為________極(填正、負、陰、陽)，乙裝置中與銅線相連石墨電極上發(fā)生的反應式為______________________，產(chǎn)物常用________檢驗，反應的離子方程式為__________________________________。 [解析]　(1)離子方程式為：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，設(shè)轉(zhuǎn)移a mol電子，64＋56＝12，a＝0.2 mol。(2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應為2H＋＋2e－===H2↑，由于NH4Cl發(fā)生水解，溶液呈酸性，NH＋H2ONH3H2O＋H＋，鋁片附近溶液中有Fe2＋，加入少量新制飽氯水和離子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。(3)甲裝置為Fe吸氧腐蝕的原電池，銅絲附近的電極反應：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，銅絲附近呈堿性，滴加酚酞溶液變紅。乙裝置中石墨(I)為陰極，與銅絲相連的石墨極為陽極，電極反應為：2Cl－－2e－===Cl2↑，產(chǎn)物Cl2用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。 [答案]　(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性 NH＋H2ONH3H2O＋H＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋ (3)溶液變紅 O2＋2H2O＋4e－===4OH－　陰 2Cl－－2e－===Cl2↑ 濕潤淀粉碘化鉀試紙 Cl2＋2I－===2Cl－＋I2