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4.1原电池同步练习题一、选择题1.下列说法正确的是A.太阳能、风能、石油、核能为一次能源B.pH<7的雨水为酸雨C.用淀粉溶液检验食盐中是否含有碘元素D.碱性锌锰电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池为二次电池2.下列说法不正确的是A.铅蓄电池充电时阴极反应式为B.常温下,pH为a的醋酸钠溶液中水电离出的为C.对平衡体系缩小体积,再次平衡变大D.、,则3.甲醇()又称“木醇”,是基础的有机化工原料和优质燃料,在以KOH溶液为电解质溶液的条件下,与氧气构成清洁燃料电池。下列说法错误的是A.通入的电极为燃料电池的负极B.该电池的两极均可为石墨电极C.放电过程中,电子在KOH溶液中由正极向负极移动D.电池总反应式为4.下列装置工作时,将化学能转化为电能的是A.煤气灶 B.铅蓄电池 C.风力发电 D.光伏发电5.下列各装置中灵敏电流计指针会发生偏转的是()A. B.C. D.6.爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为,下列对该蓄电池的叙述错误的是A.放电时,Fe参与负极反应,参与正极反应B.放电时,电解质溶液中的阴离子向负极移动C.放电时,负极上的电极反应式为D.充电时,该蓄电池的负极连接电源的负极7.科学家最近发明了一种Al-PbO2电池,电解质为K2SO4、H2SO4、KOH,通过x和y两种离子交换膜将电解质溶液隔开,形成M、R、N三个电解质溶液区域,结构示意图如图所示。下列说法正确的是A.放电时,K+通过x膜移向M区B.放电时,R区域的电解质浓度逐渐减小C.放电时,Al电极反应为Al-3e-+4OH-=AlO+2H2OD.放电时,消耗1.8gAl时N区电解质溶液质量减少19.6g8.一种高性价比的液流电池,其工作原理为在充放电过程中,电解液[KOH、K2Zn(OH)4]在液泵推动下不断流动,发生以下反应:Zn+2NiOOH+2H2O+2OH-Zn(OH)+2Ni(OH)2,下列说法错误的是A.放电时,电极B发生还原反应B.储液罐中的KOH浓度减小时,能量转化形式:化学能→电能C.充电时,电极B的电极反应式:OH-+Ni(OH)2-e-=NiOOH+H2OD.放电时,电子由电极A经电解质溶液转移至电极B9.2022年我省重点建设计划超额完成任务。下列相关说法错误的是A.第6代半导体显示器件使用的半导体材料是晶体B.耐水药用玻璃(由石英砂、纯碱、方解石等原料制得)属于硅酸盐材料C.新冠灭活疫苗应冷藏保存D.电动汽车使用的锂电池属于二次电池10.研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是:A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgClB.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.Na2Mn5O10是氧化产物二、填空题11.燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是x极:O2(气)+2H2O(液)+4e-=4OH-y极:H2(气)+2OH--2e-=2H2O(液)回答下列问题:(1)x是___极,发生___(填“氧化”或“还原”,下同)反应。(2)y是___极,发生___反应。(3)总反应方程式为___。12.化学电源(1)根据___________原理,人们设计了多种化学电源。(2)分类:化学电源包括___________电池、___________电池(又称可充电电池)、___________电池等几大类。13.原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移,实现了化学能转化成电能,使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用,从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池工作原理,利用金属Zn与稀H2SO4反应,通过如图所示装置A、B进行实验,实验过程中装置A内溶液的温度升高,装置B的电流计指针发生偏转。根据所学知识,完成下列各题:(1)装置B为原电池,则Cu作______(填“正”或“负”)极,Zn电极上的电极反应式为_____。(2)一般把金属导线称为“电子导体”,把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为______。(3)从能量转化的角度来看,装置A中反应物的总能量______(填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量;从反应速率的角度上看,可以观察到A中反应比B中______(填“快”或“慢”)。(4)该小组同学由此得出的结论错误的是______。(多选)A.任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池B.装置B中Cu电极不可用碳棒代替C.原电池的负极发生还原反应D.原电池装置中化学能全部转化为电能14.A、B、C、D、E是原子序数依次递增的五种常见元素。A、B元素组成的气态化合物M的水溶液呈碱性,C元素是地壳中含量最多的元素,D的单质在C的单质中燃烧后的产物可以使品红溶液褪色,E是金属元素。(1)写出A、C两种元素组成的化合物A2C2的电子式_______。(2)若将E金属投入盐酸中,生成了浅绿色溶液N。则N的酸性溶液与A2C2反应的离子方程式为______________________________________。(3)R是B的氧化物,通常情况下呈红棕色。现有一试管R,欲使元素B全部转化为它的最高价氧化物对应的水化物,故进行如下实验操作:将盛有R的试管倒扣在水槽中,______。(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以A2、B2为电极反应物,以HCl—NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池,试写出该电池的正极反应式_____________,放电时,溶液中的H+移向_________(填正极或负极)。15.已知化学反应:a.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3,b.2AgNO3+Cu=2Ag+Cu(NO3)2请回答下列问题:(1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池,它是___(填写代号),另一个可用于设计原电池,该原电池中,负极反应式是___,正极反应式是___,电池总反应的离子方程式是___。(2)如果利用化学反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,设计原电池,请在如图方框中标明电极材料和电解质溶液的名称(图中“I”表示电流)___、___、___。【参考答案】一、选择题1.A解析:A.直接从自然界获得的能源为一次能源,太阳能、风能、石油、核能是常见的一次能源,故A正确;B.酸雨是指pH<5.6的雨水,故B错误;C.碘单质遇淀粉变蓝色,食盐中含有的是碘酸钾不是碘单质,不能用淀粉溶液检验食盐中是否含有碘元素,故C错误;D.碱性锌锰电池、氢氧燃料电池使用后不能充电,属于一次电池,铅蓄电池放电后可充电,属于二次电池,故D错误;答案选A。2.A解析:A.铅蓄电池充电时阴极反应为氧化铅发生还原反应生成,,A错误;B.醋酸钠溶液中的均来自水的电离,当其pH为a时,溶液中的,醋酸根离子水解促进水的电离且使得溶液显碱性,则水电离出的=,B正确;C.对平衡体系缩小体积,平衡正向移动使变大,根据平衡常数不变,再次平衡也变大,C正确;D.固体硫单质的能量低于气态硫单质,故反应放热更多,焓变负的数值更多,故,D正确;故选A。3.C解析:A.燃料电池通常通入燃料的一端为负极,通入氧气的一端为正极,该燃料电池中负极甲醇失电子生成二氧化碳并与KOH反应生成碳酸钾,故通入甲醇的电极为负极,A正确;B.该电池正极为氧气得电子生成氢氧根,负极为甲醇失电子生成二氧化碳和水,电极材料本身不参与反应,均可用石墨作电极材料,B正确;C.电子不会在溶液中移动,只有阴阳离子能在溶液中移动,C错误;D.该燃料电池的总反应为,D正确;故答案选C。4.B解析:A.煤气燃烧将化学能转化为热能,A不选;B.铅蓄电池将化学能转化为电能,B选;C.风力发电将机械能转化为电能,C不选;D.光伏发电将太阳能转化为电能,D不选。故选B。5.C解析:A.不满足活性不同的两电极,A错;B.不满足活性不同的两电极,B错;C.完全符合构成原电池的“四大基本要素”,C正确;D.不满足闭合回路,D错。答案选C6.C解析:A.Fe元素化合价由0价变为+2价、Ni元素化合价由+4价变为+2价,则Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应,故A正确;B.放电时为原电池,原电池中,电解质溶液中的阴离子向负极方向移动,阳离子向正极移动,故B正确;C.根据题意,电解质为碱性溶液,放电时,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,故C错误;D.放电时,Fe作负极,作正极,充电时,Fe电极连接外部电源的负极做电解池的阴极,即该蓄电池的负极连接电源的负极,故D正确;故选C。7.C【分析】由题图可知,原电池工作时,Al为负极,被氧化生成AlO,PbO2为正极,发生还原反应,电解质溶液M区为KOH,R区为K2SO4,N区为H2SO4,原电池工作时,负极反应为Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O,则消耗OH-,钾离子向正极移动,正极反应式为PbO2+SO+2e-+4H+=PbSO4+2H2O,正极消耗氢离子,阴离子向负极移动,则y是阴离子交换膜,x是阳离子交换膜,以此解答该题。解析:A.由分析可知,Al为负极,M区为负极区,阳离子流向正极区,故K+通过x膜移向R区,故A错误;B.K+通过x膜移向R区,SO通过y膜移向R区,R区的K2SO4浓度逐渐增大,故B错误;C.由分析可知,原电池工作时,Al作负极,负极反应为Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O,故C正确;D.消耗1.8gAl时电路中转移的电子的物质的量为根据电子转移数目相等,则由N区有0.1molSO经过y膜进入R区,根据PbO2+SO+2e-+4H+=PbSO4+2H2O,正极消耗0.1molSO,同时流出0.1molSO,故相当于N区消耗了0.2molH2SO4同时生成了0.2molH2O,故N区电解质溶液质量减少了0.2mol×98g·mol-1-0.2mol×18g·mol-1=16.0g,故D错误;答案为C。8.D【分析】放电时电极A做负极,电极反应式为:Zn+4OH--2e-=,电极B做正极,电极反应式为:NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,充电时则与放电相反,即A做阴极,B做阳极,据此分析解答。解析:A.由分析知,放电时电极B做正极,电极反应式为:NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,发生还原反应,A正确;B.根据总反应可知放电时消耗OH-,即储液罐中的KOH浓度减少时为原电池,能量转化形式:化学能→电能,B正确;C.充电时,电极B做阳极,电极反应式:Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O,C正确;D.在原电池中,电子不能通过电解质溶液,D错误;故选D。9.A解析:A.半导体材料是晶体硅,故A说法错误;B.耐水要用玻璃是用石英砂、纯碱、方解石等原料制得,石英砂主要成分是SiO2,与纯碱反应生成硅酸钠,方解石成分是碳酸钙,二氧化硅与碳酸钙反应生成硅酸钙,硅酸钠、硅酸钙属于硅酸盐,故B说法正确;C.灭活疫苗中含有蛋白质,低温冷藏可以防止蛋白质变性失活,故C说法正确;D.二次电池属于可充电电池,即锂电池属于二次电池,故D说法正确;答案为A。10.B解析:A.根据电池总反应:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,可判断出Ag应为原电池的负极,负极发生反应的电极方程式为:Ag+Cl--e-=AgCl,而不是正极反应式,故A错误;B.根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10,化合价共降低了2价,所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子,故B正确;C.在原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故C错误;D.根据电池总反应:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,Ag元素化合价上升,Mn元素化合价下降,则Na2Mn5O10是还原产物,故D错误;故选:B。二、填空题11.正还原负氧化2H2+O2=2H2O【分析】在燃料电池的正极上是氧气得电子的还原反应;在原电池的负极上是燃料失电子的氧化反应,两极方程式相加得到总反应式。解析:(1)在燃料电池的正极上是氧气得电子的还原反应,所以x是正极,故答案为:正;还原;(2)在原电池的负极上是燃料失电子的氧化反应,所以y是负极,故答案为:负;氧化;(3)两极相加得到总反应是2H2+O2=2H2O,故答案为:2H2+O2=2H2O。12.(1)原电池(2)一次二次燃料解析:略13.(1)正Zn-2e=Zn2+(2)电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)(3)高于慢(4)BCD解析:(1)由于金属活动性Zn>Cu,所以在装置B构成的原电池中Cu作正极,Zn电极是负极,失去电子变为Zn2+进入溶液,故Zn电极的反应式是:Zn-2e=Zn2+;(2)装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu);(3)在装置A中Zn与硫酸发生置换反应产生ZnSO4、H2,发生反应过程中会放出热量,使溶液的温度升高,说明反应物的总能量大于生成物的总能量;B中形成原电池,反应速率加快,故从反应速率的角度上看,可以观察到A中反应比B中慢;(4)A.构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应,所以理论上,任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池,选项A正确;B.装置B中Cu电极可用碳棒代替,作为正极,锌为负极,形成原电池原理不变,选项B错误;C.原电池的负极发生失电子的氧化反应,选项C错误;D.原电池装置中化学能主要转化为电能,也有部分转化为热能等,选项D错误;答案选BCD。14.2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O向试管中缓缓通入足量氧气N2+8H++6e-=2NH正极【分析】A、B、C、D、E是原子序数依次递增的五种常见元素。C元素是地壳中含量最多的元素,则C为O元素;A、B组成的气态化合物M的水溶液呈碱性,可推知B为N元素、A为H元素,M为NH3;D的单质在O2中燃烧产物可使品红溶液褪色,可推知D为S元素。解析:(1)A、C两种元素组成的化合物A2C2为H2O2,属于共价化合物,其电子式为;(2)E是金属元素,将E金属投入到盐酸溶液中,生成了浅绿色溶液N,则E为Fe元素,N为FeCl2。Fe2+具有还原性,H2O2具有氧化性,故二者反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;(3)R是B的氧化物,通常情况下呈红棕色,则R为NO
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