高二化学（必修一）原电池的工作原理练习题

第第页答案第=page11页，共=sectionpages22页高二化学（必修一）原电池的工作原理练习题（含答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．已知Ag+的氧化性强于Co2+的氧化性，则关于下图所示原电池装置的说法中，正确的是（）A．Co电极是原电池的正极B．盐桥中可填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物C．该原电池的正极反应式为Ag++e-=AgD．盐桥中的电解质阴离子向右侧烧杯移动2．要实现反应：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是（）A．B．C．D．3．某同学将甲、乙两电极插入溶液X中，装置如图所示，几分钟后，观察到U形管中液柱出现如图变化，下列最合适的组合是（）选项甲电极乙电极溶液XAAgCu硝酸银溶液BZnFe稀硫酸CCuFe硫酸铜D石墨Zn稀盐酸A．A B．B C．C D．D4．中温SOFC电池Ni电极上的反应机理如图所示，下列说法中错误的是（）A．该Ni电极是中温SOFC电池的负极B．该中温SOFC电池采用酸性电解质溶液C．从电势高的电极向该Ni电极移动D．该Ni电极对有较强的吸附作用5．科学家近年发明了一种新型水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是（）A．放电时，负极区pH升高B．放电时，1mol转化为HCOOH，转移的电子数为4molC．充电时，Zn电极连电源正极D．充电时，产生22.4L(标准状况下)，生成的Zn为130g6．2022年2月4日北京冬奥会开幕了，精彩的冬奥会离不开“化学元素”，下列叙述错误的是（）选项冬奥会的“化学元素”叙述A二氧化碳直冷制冰技术打造世界“最快冰面”二氧化碳为无毒气体，符合绿色冬奥理念B用石墨烯制作冬奥会赛时制服“山河映朝霞”系列石墨烯主要目的是增加制服硬度C“极速”液氮速冻机，-35℃下保证食品品质与安全氮气熔点很低，可以达到“极速”冷冻效果D智能穿戴式体温计“腋下创可贴”是防疫利器，精准实时自动报温，充电1小时可使用10天微型原电池为“腋下创可贴”温度计提供电能A．A B．B C．C D．D7．磷酸铁锂(LiFePO4)电池因特别适于作动力方面的应用，故称作磷酸铁锂动力电池。磷酸铁锂电池的内部结构如图所示，充电时总反应是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，下列说法中错误的是（）A．LiFePO4作为电池的正极，与铝箔相连B．聚合物隔膜将正、负极隔开，可使电子通过C．放电时，正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4D．放电时，Li+从负极移向正极8．调控化学反应进行的快慢，对于工业生产和日常生活都有着十分重要的意义。在下列事实中，减慢化学反应速率的是（）①古代冶铁使用鼓风机②用冰箱冷藏食物③SO2转化为SO3使用钒触媒④食品包装袋中放小袋铁粉A．①② B．③④ C．①③ D．②④9．利用K2Cr2O7可实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。已知水分子不能通过阴、阳离子交换膜，则下列说法不正确的是（）A．该装置为原电池装置，M为负极B．该电池不能在高温下使用C．电池工作时，Na+向M极移动D．M极的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+10．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是A．甲中移向铜电极B．乙中正极反应式为：C．丙中锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D．丁使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱11．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是（）A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag(s)＋Co2+(aq)=2Ag＋(aq)＋Co(s)12．关于如图所示的原电池甲和乙，下列说法正确的是（）A．甲、乙中铜片上均发生还原反应 B．两池中铁片均发生反应：Fe-2e-=Fe2+C．装置甲中电子由Cu→灯泡→Fe D．两池所得Fe、Cu金属活泼性相反13．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是（）A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B．一段时间后，a管液面高于b管液面C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-2e-=Fe2+二、填空题14．实验室有如下材料：铜片、铁片、石墨棒、CuCl2溶液、FeCl3溶液、导线、电流表、盐桥(装有琼脂KCl的U形管)、烧杯等。甲同学设计了如图1的原电池装置，但乙同学发现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就会衰减，为解决以上问题，将原电池设计成了带盐桥的装置，如图2所示。图1：图2：(1)①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_______(填序号，下同)。a.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH>0b.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH＜0c.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH＜0②甲同学设计的原电池，若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出改变后总的电极反应式，若否，请写出理由：_______。③乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电池两电极分别为：a是_______(填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同)，b是_______。负极的电极反应式为_______，正极的电极反应式为_______。(2)关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是_______。a.实验过程中，左侧烧杯中Cl−浓度增大b.实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作c.电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中参考答案：1．C【分析】本题装置为原电池装置，因为Ag+的氧化性强于Co2+的氧化性，故Co比Ag易失电子，故Co电极为负极，Ag电极为正极。【详解】A．由分析可知，A错误；B．本装置的银半电池中离子为Ag+，若盐桥中填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物，则Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀，因此盐桥中不可填充KCl饱和溶液与琼脂的混合物，B错误；C．由分析可知，银电极为正极，正极反应式为：Ag++e-=Ag，C正确；D．原电池中阴离子移向负极，即阴离子向左侧烧杯移动，D错误；故答案为C。2．C【分析】实现Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑反应，因Cu与稀盐酸常温下不反应，则应设计为电解池，Cu为阳极，电解质为HCl。【详解】A．应设计为电解池，该装置为原电池，铁做负极，铜做正极，氢离子在正极得电子生成氢气，故A错误；B．应设计为电解池，该装置中虽然铜的活泼性大于银，但铜与盐酸不能自发进行氧化还原反应，故B错误；C．电解池中Cu为阳极，电解质为HCl，符合题意，故C正确；D．电解池中C为阳极，不符合题意，故D错误；故答案为C。3．B【详解】A．铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，负极是Cu，失电子生成铜离子，正极是Ag，溶液中Ag+得电子生成Ag，不会引起液面变化，A错误；B．Zn比Fe活泼，Zn做负极，Fe做正极，正极H+得电子生成H2，乙电极中压强变大，U型管液面左低右高，符合题意，B正确；C．铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，负极是Fe，正极是Cu，不会引起液面变化，C错误；D．Zn和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，正极是石墨，正极H+得电子生成H2，甲电极中压强变大，左侧U型管液面左高右低，不符合题意，D错误；故选：B。4．B【分析】固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，简称SOFC)，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。【详解】A．吸附燃料H2的Ni为燃料电池的负极，A选项正确；B．由图可知过程中传递O2-，其内部电解质属非水环境，B选项错误；C．O2-移向电势地的负极即Ni电极，C选项正确；D．该电池利用Ni表面的多孔结构吸附H2，D选项正确；答案选B。5．D【详解】A．负极上Zn失电子，生成Zn2+，Zn2+结合OH-生成，消耗了溶液中的氢氧根离子，负极区pH下降，A错误；B．放电时，正极反应为，1molCO2转化为HCOOH，转移的电子数为2mol，B错误；C．充电时，Zn电极连接电源负极，阴极反应为，C错误；D．充电时总反应式为，生成1mol氧气的同时，生成Zn2mol，即生成的Zn为130g，D正确；故答案选D。6．B【详解】A．通常情况下二氧化碳是一种无色无味的气体，是空气的组成成分之一，无毒，二氧化碳直冷制冰符合绿色冬奥理念，A项正确；B．用石墨烯制作冬奥会赛时制服“山河映朝霞”系列，使用石墨烯的主要目的是石墨烯具有超强的导热性、升温快速，B项错误；C．“极速”液氮速冻机主要利用N2的熔点很低，能迅速降温的特点，可使食品快速结晶，-35℃下保证食品品质与安全，C项正确；D．智能穿戴式体温计“腋下创可贴”是防疫利器，精准实时自动报温，充电1小时可使用10天，微型原电池能将化学能转化成电能，为“腋下创可贴”温度计提供电能，D项正确；答案选B。7．B【分析】充电时总反应是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，放电时总反应是Li1-xFePO4+LixC6=C6+LiFePO4，负极反应式为：LixC6-xe-=C6+xLi+，正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4，据此分析作答；【详解】A．由图及电极反应式分析可知，LiFePO4作为电池的正极，与铝箔相连，故A正确；B．电池放电时为原电池，负极中的Li+通过聚合物隔膜向正极迁移,电子不能通过聚合物隔膜，故B错误；C．由电池总反应可知，正极上Li1-xFePO4得电子发生还原反应,所以正极电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,故C正确；D．磷酸铁锂电池不含重金属和稀有金属,是一种安全无毒无污染的绿色环保电池,故D正确；故答案选B。8．D【详解】①古代冶铁使用鼓风机，可增大氧气的浓度，加快燃烧的速率；②用冰箱冷藏食物，可降低温度，减慢食物变质的速率；③SO2转化为SO3使用催化剂，加快反应速率；④食品包装袋中放小袋铁粉，作抗氧化剂，可降低氧气的浓度，减慢食品被氧化的速率。故选D。9．C【分析】由图可知，该装置为原电池的工作原理，M极区主要是C6H5OH发生反应生成CO2，其中C元素的化合价升高，所以M极为负极，电极反应式为：C6H5OH-28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋；N极Cr元素化合价降低，被还原，为正极，其电极反应式为：。【详解】A．由图可知Cr元素化合价降低，被还原，N为正极，M为负极，A项正确；B．该电池用微生物进行发酵反应，升高温度不利于微生物活性，所以该电池不能在高温下使用，B项正确；C．由于电解质NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离，Na+是阳离子，应向正极即N极移动，但Na+无法通过阴离子交换膜，所以电池工作时，负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液中，C项错误；D．苯酚发生氧化反应、作负极，结合电子守恒和电荷守恒可知电极反应式为C6H5OH-28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，D项正确；答案选C。10．B【详解】A．由图可知，甲为铜锌原电池，锌为原电池的负极，铜为原电池的正极，溶液中氢离子移向正极铜，故A正确；B．由图可知，乙为纽扣式银锌原电池，锌为原电池的负极，氧化银为原电池的正极，水分子作用下，氧化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—，故B错误；C．由图可知，丙为锌锰干电池，锌筒作负极，放电时，锌发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确；D．由图可知，丁为铅蓄电池，电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，反应中硫酸被消耗，溶液中离子浓度减小，电解质溶液的酸性减弱，故D正确；答案选B。11．A【分析】根据图中电极标有“+”和“-”，可确定分别为正极和负极，且金属做电极，负极金属活动性强于正极金属，结合原电池装置可判断金属性分别为Cd＞Co和Co＞Ag，即Cd＞Co＞Ag。【详解】A．由于金属性Cd强于Ag，则2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)反应不可能发生，错误；B．由于金属性Cd强于Co，则CO2+(aq)+Cd(s)=CO(s)+Cd2+(aq)反应可以发生，正确；C．由于金属性Cd强于Ag，则2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)反应可以发生，正确；D．由于金属性Co强于Ag，则2Ag(s)＋CO2+(aq)=2Ag＋(aq)＋Co(s)反应可以发生，正确；故答案选A。【点睛】本题考查原电池正负极活泼性比较，利用一般规律，负极的活泼性大于正极的活泼性，其次根据金属间的置换规律，强制弱进行判断，考点比较简单，能根据图像直接判断得出。12．C【详解】A．甲池中在室温下Fe在浓硝酸中会钝化，Cu与硝酸会发生剧烈反应，所以Cu作负极，失去电子发生氧化反应；在乙池中由于Fe比Cu活泼，Fe与稀硫酸发生反应，所以铁作负极，失去电子发生氧化反应，Cu做正极，正极上发生H+得到电子的还原反应，A错误；B．甲池中铜作负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，乙池中Fe为负极，发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+，B错误；C．甲池中铜作负极、铁作正极，电子由负极(Cu)经过用电器(灯泡)到达正极(Fe)，C正确；D．在原电池中一般活泼金属作负极，不活泼的作正极，但根据电极反应判断金属活泼性时，还要结合电解质溶液的酸碱性及电解质浓度对电极判断的影响，D错误；故合理选项是C。13．C【详解】A．U型管左边装置是中性溶液，所以发生吸氧腐蚀，右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀，故A正确；B．左边装置发生吸氧腐蚀时，消耗氧气导致气体压强减小，右边装置发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，所以右边的液体向左边移动，所以一段时间后，a管液面高于b管液面，故B正确；C．a处铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，所以a处pH不变；b处溶液变成硫酸亚铁溶液，溶液的pH值变大，故C错误；D．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，所以负