原电池 同步练习题 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1+

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