【化学】原电池的原理及相关判断 同步练习 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

原电池的原理及相关判断1．下列装置中，能形成原电池的是（）

A.①③ B.②④ C.③⑤⑥ D.①③⑤2．某原电池装置的总反应为，下列说法正确的是A．电池工作时正极上发生氧化反应B．装置工作时，溶液中的向负极移动C．可改用Fe做电极材料D．装置工作时每转移1mol电子，将消耗64gCu3．有关电化学知识的描述正确的是()A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量热，故可把该反应设计成原电池，把其中化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中一定是银作正极C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极、铜作正极D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池4．(多选）在金属活动性顺序中a、b均排在氢前面，a可以从b的硝酸盐溶液中置换出b。将a、b用导线相连放入CuSO4溶液中，下列叙述不正确的是（）A．导线上有电流，电流方向由a到bB．a极质量减小，b极质量增大C．b极上析出氢气D．a极发生氧化反应，b极发生还原反应5．LED(LightEmittingDiode)即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。如图是某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法不正确的是（）A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化B．溶液中SO42-向负极移动C．铜为阳极，锌为阴极D．如果将锌片换成铁片，则电路中的电流方向不变6．有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如下图所示，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是A．电极a的反应式为：CH4＋4O2－-8e－=CO2＋2H2OB．电极b是正极，O2－由电极a流向电极bC．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极a流向电极bD．当固体电解质中有1molO2－通过时，电子转移4mol7.下列四个常用电化学装置的叙述错误的是A．图Ⅰ所示电池中，电子从锌片流出B．图Ⅱ所示干电池中锌作负极C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为D．图Ⅳ所示电池中通入氧气的电极是正极8.科学家设计了一种以石墨为电极、稀硫酸为电解质溶液处理废气SO2的电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是()A．电子由电极a流向电极bB．理论上每消耗22.4LO2，可产生196gH2SO4C．一段时间后，电解质溶液的pH减小D．电极b的电极反应式：SO2－2e－＋4OH－SOeq\o\al(2－,4)＋2H2O9.新型锂-空气电池具有能量最大、密度高的优点，具有巨大的应用前景。该电池放电时的工作原理如图所示，其中固体电解质只允许通过。下列说法正确的是A．有机电解液可以用水性电解液代替B．金属锂为负极，发生还原反应C．当外电路转移1mol电子，理论上石墨烯电极消耗标准状况下11.2L的D．放电时电池的总反应为10.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，部分实验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向1Mg、Al稀硫酸偏向Al2Cu、Al稀硫酸……3Mg、AlNaOH溶液偏向Mg根据上表中记录的实验现象，推断下列说法不正确的是()A．实验2、3中Al均作电池的负极，提供电子B．实验2中H＋在Cu极上发生还原反应，电流表的指针偏向CuC．实验3中的Al电极反应式为Al－3e－＋4OH－=[Al(OH)4]－D．通过实验3可说明金属性：Mg>Al11．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解质溶液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na=2Na2CO3＋C。下列说法错误的是()A．放电时，ClOeq\o\al(－,4)向负极移动B．放电时，Na极发生氧化反应C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－2COeq\o\al(2－,3)＋CD．电子从Na极经导线到Ni极，再经电解质溶液回到Na极12.“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫——空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是A．该电池放电时质子从电极b移向电极aB．相同条件下，放电过程中消耗的，和的体积比为2∶1C．电极a附近发生的电极反应为D．电极b附近发生的电极反应为写出下列二次电池的电极反应式。类型放电时负极反应式(1)铅蓄电池：(2)镍镉电池：(3)钴酸锂电池：14．分别按如图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液均为2L同浓度的稀硫酸，乙中A为电流表。请回答下列问题：(1)以下叙述中，正确的是_______(填字母)A．甲溶液中H+会向锌片移动B．两烧杯中锌片表面均有气泡产生C．两烧杯中溶液pH均增大D．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极E．乙的内电路中电流方向Zn→溶液→Cu(2)实验时，甲、乙同时开始反应，0～15分钟内，测得甲中锌片质量减少了19.5克，乙中收集到氢气13.44升(已转化为标准状况)，则用硫酸浓度的变化表示甲乙两装置的反应速率分别为：v(甲)＝_________mol·L－1·min－1，v(乙)＝_________mol·L－1·min－1，v(甲)___v(乙)(填＞，＜或=)，主要原因是__________。(3)变化过程中能量转化的主要形式：甲为_________；乙为____________。(4)在乙实验中，如果把硫酸换成硝酸银溶液，请写出铜电极的电极反应方程式：_______，此时乙装置中正极的现象是____________。15．（14分）十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题：(1)以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理如图所示。①上述过程中，能量的变化形式是由光能和热能转化为。②分解为CO(g)和的反应为(填“放热”或“吸热”)反应。(2)甲醇可作为燃料电池的原料，以和为原料，通过下列反应来制备甲醇：在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，若电解质溶液为酸性，则负极的反应式为。(3)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示，回答下列问题：甲的电极反应式为，电池工作时，理论每净化1mol尿素，消耗的体积(标准状况下)约为L。(4)实验3的电流是从棒流出(填“Zn”或“Cu”)，反应过程中若有0.4mol电子发生了转移，则Zn电极质量减轻g。16．化学电源在日常生活中有着广泛的应用。（1）将石墨和铜片用导线及电流计相连浸入500mL溶液中，构成如图所示的原电池装置，正极发生的电极反应式为_______；该电池在工作时，Cu的质量将_______(填“增加”、“减少”或“不变”)。

（2）研究人员发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，电池的总反应方程式为5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。①该电池负极的电极反应式为_______。②电池中，Na+不断移动到“水”电池的_______极(填“正”或“负”)。③外电路每通过4mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是_______mol。（3）如图是甲烷燃料电池的原理示意图：

①电池的负极是_______(填“a”或“b”)电极，该电极的反应式为_______。②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。17．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极材料分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为Zn+2OH−−2e−===Zn(OH)2，Ag2O+H2O+2e−===2Ag+2OH−。根据上述反应信息，完成下列题目。(1)判断下列叙述中正确的是(填字母)。A．在使用过程中，电解质KOH不断被消耗B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C．Zn是负极，Ag2O是正极D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应(2)写出电池的总反应式：。(3)使用时，负极区的c(OH−)(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的c(OH−)，电解质溶液的c(OH−)。原电池的原理及相关判断答案1-5：ABDACC6-10:ACBDD11-12DB13.14.（1）ACE（2）0.010.02＜乙装置形成了原电池，加快了反应速率（3）化学能转化为热能化学能转化为电能（4）Ag＋＋e－=Ag铜片表面有银白色固体析出15.(1)化学能（2分）吸热（2分）(2)（2分）(3)（2分）3