第四章 第一节 第1课时 原电池的工作原理 测试题 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章第一节第1课时原电池的工作原理测试题榆次一中李金虎一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）1．某同学根据离子反应方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是()A．电极材料为Fe和Zn，电解质溶液为FeCl3溶液B．电极材料为Fe和Cu，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C．电极材料为Fe和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液D．电极材料为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增加b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c3．某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有含KNO3饱和溶液的琼胶)设计成一个原电池，装置示意图如图所示，下列判断中正确的是()A．该原电池的工作原理是Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+B．实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作C．实验过程中，左侧烧杯中NO3-的浓度不变D．实验过程中电子流向为Cu电极→Cu(NO3)2溶液→AgNO3溶液→Ag电极4．下列叙述正确的是()A．反应AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以设计成原电池B．Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率C．把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化D．Zn—Cu原电池工作过程中，溶液中H＋向负极作定向移动5．如图所示原电池的有关叙述不正确的是()A．电子沿导线由Cu片流向Ag片B．正极的电极反应式是Ag＋＋e－=AgC．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液6．碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。下列关于该电池的说法中正确的是()A．Zn为负极，MnO2为正极B．工作时KOH没有发挥作用C．工作时电子由MnO2经外电路流向ZnD．Zn发生还原反应，MnO2发生氧化反应7．燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃烧电池的说法不正确的是()A．负极反应式为CH4＋10OH－＋8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2OB．正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－=8OH－C．随着不断放电，电解质溶液碱性不变D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大8．根据右图，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＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co2＋(aq)9．某位同学利用家中废旧材料制作了一个可使玩具扬声器发出声音的装置，如图所示。下列有关该电池工作时的说法错误的是()A．铝罐将逐渐被腐蚀B．电子流向为铝制汽水罐→导线→扬声器→导线→木炭棒C．食盐水中的Na＋向木炭棒移动D．木炭棒上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑10．某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是()A．铜片为负极B．锌片发生还原反应C．将电能转化为化学能D．电子由锌片经导线流向铜片11．如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是 ()A．铜片表面有气泡生成B．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动C．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变12．雌黄(As2S3)在我国古代常用作书写涂改修正胶。浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄，并生成砷酸和一种红棕色气体，利用此反应原理设计成原电池，下列有关叙述正确的是()A．砷酸生成的电极为正极B．红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出C．该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为12∶1D．该原电池的正极反应式为NO3-＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O13．如图所示原电池工作时，右池中Y2O72-转化为Y3＋。下列叙述正确的是()A．左池中电极反应式：X4＋＋2e－=X2＋B．每消耗1molY2O72-转移3mol电子C．左池中阴离子数目增加D．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变14．某兴趣小组设计了如图所示原电池装置(盐桥中含有饱和K2SO4溶液)。下列说法正确的是 ()A．该原电池的正极反应是Cu2++2e-=CuB．甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅C．盐桥中的SO42-流向甲烧杯D．若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转15．如图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是()A．b极是电池的正极B．甲烧杯中K＋经盐桥流向乙烧杯C．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小D．电池的总反应离子方程式为MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O二、填空题（本题包括4个小题，共40分）16．(10分)由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是。(2)装置乙中正极的电极反应式是。(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是。17．(10分)已知某原电池的电极反应是Fe–2e−=Fe2+，Cu2++2e−=Cu，据此设计该原电池，并回答问题。（1）若原电池装置为图中甲：①电极材料A是，B是(写名称)。②观察到A电极的现象是。（2）若原电池装置为图中乙：①电极材料X是(填序号，下同)。a．铁b．铜c．石墨②电解质Y是。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl218．(10分)有甲、乙两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如下图所示的原电池，请完成下列问题：(1)甲池中正极上的实验现象是。(2)乙池中总反应的离子方程式为：。(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”，这种做法________(填“可靠”或“不可靠”)，如不可靠，请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案________________________。(若你认为可靠，此空可不作答)(4)一段时间后，乙学生将乙池两极取出，然后取少许乙池溶液逐滴滴加6mol/LH2SO4溶液直至过量，①可能观察到的现象是________________________；②各阶段对应的离子方程式分别是________、________、________。19．(10分)某研究性学习小组根据反应2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L-1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有含饱和K2SO4溶液的琼胶。回答下列问题:(1)此原电池的正极是石墨(填“a”或“b”)，发生反应。

(2)电池工作时,盐桥中的SO42-移向(填“甲”或“乙”)烧杯。

(3)写出两烧杯中的电极反应式：甲,

乙。

(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5mol·L-1，则反应中转移的电子为mol。

1．答案：B解析：据反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋知，负极发生氧化反应的是Fe－2e－=Fe2＋，因此Fe作负极，正极应是活泼性比Fe弱的金属或碳棒，电解质溶液应是可溶性铁盐酸，B合适。2．答案：C解析：由第一个装置可知a极溶解，故a极是负极，可知金属活动性a>b；第二个装置依据氧化性，还原性的规律可知金属活动性b>c；由第三个装置得金属活动性d>c；第四个装置电子从d→a；故金属活动性d>a。3．答案：A解析：Cu电极为负极，Ag电极为正极，该原电池的工作原理是Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，A正确；实验过程中取出盐桥，不能形成闭合回路，因此原电池不能继续工作，B错误，；实验过程中，盐桥中的NO3-不断向左侧迁移，因此左侧烧杯中NO3-的浓度增大，C错误；实验过程中电子流向为Cu电极→导线→Ag电极，电子不能通过电解液，D错误。4．答案：B解析：A项，属于非氧化还原反应，不能用于设计原电池；B项，锌与置换出来的铜在电解质溶液中构成原电池，加快产生H2的速率；C项，Cu与稀H2SO4不反应，Fe在稀H2SO4中不发生钝化；D项，H＋应向原电池的正极作定向移动。5．答案：D解析：A项，该装置是原电池，铜作负极，银作正极，电子从铜片沿导线流向银片，正确；B项，正极电极反应式为Ag＋＋e－=Ag，正确；C项，铜片上失电子发生氧化反应，银片上得电子发生还原反应，正确；D项，原电池工作时，电解质溶液以及盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以反应时盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液，错误。6．答案：A解析：B项，KOH是电解质，增强导电性，错误；C项，工作时电子从负极Zn流出，错误；D项，Zn发生氧化反应，MnO2发生还原反应，错误。7．答案：C解析：A、B两项是正确的；综合A、B两项知C项不正确；根据能量转化的规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大得多，D项正确。8．答案：A解析：从两个原电池的电极可以判断出三种金属的活动性关系为：Cd>Co>Ag，则氧化性关系为：Cd2＋<Co2＋<Ag＋，根据氧化还原反应规律知A项错误。9．答案：D解析：该原电池中铝作负极被腐蚀，浸透食盐水的木炭棒作正极，A正确；在外电路中，电子由铝罐流出沿导线流向扬声器，再由扬声器沿导线流向木炭棒，B正确；食盐水中的阳离子向正极移动，即Na＋向木炭棒移动，C正确；木炭棒为正极，正极发生还原反应，在中性环境下，发生吸氧腐蚀，即O2＋4e－＋2H2O=4OH－，D错误。10．答案：D解析：电池工作时，Zn失去电子，为负极，A错误；锌是负极，发生氧化反应，B错误；原电池中化学能转化为电能，C错误；Zn为负极，电子由锌片经导线流向铜片，D正确。11．答案：B解析：铜片为正极，H+在其表面得到电子生成H2，其表面有气泡生成，A正确；如果将稀硫酸换成柠檬汁，柠檬汁也有较强的酸性，仍能形成原电池，导线中也会有电子流动，B错误；该装置属于原电池，化学能转化为电能，LED灯发光时，电能又转化为光能，存在“化学能→电能→光能”的转换，C正确；如果将锌片换成铁片，铁片仍为负极，电路中的电流方向不变，D正确。12．答案：D解析：A项，砷酸生成的电极为负极，错误；B项，NO2是还原产物，在正极区生成，错误；C项，根据电子守恒：n(氧)×1＝n(还)×10，故n(氧)∶n(还)＝10∶1，错误。13．答案：C解析：本题考查原电池知识，意在考查考生对化学理论的应用能力。原电池工作时，右池中Y2Oeq\o\al(2－,7)转化为Y3＋，故右池中Y2O72-得电子，右池为正极区，左池为负极区。A项，左池中电极反应式应为X2＋－2e－=X4＋，错误；B项，每消耗1molY2O72-，应转移6mol电子，错误；C项，阴离子向负极区(左池)移动，左池阴离子数目增加，正确；D项，改变右池溶液的c(H＋)，电流强度会发生变化，错误。14．答案：B解析：该原电池反应为Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，正极发生还原反应,为Fe3++e-=Fe2+，A错误；甲烧杯中发生反应Fe3++e-=Fe2+，则甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅，B正确；阴离子向负极移动，C错误；若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，Cu仍为负极，Pt仍为正极，电流表指针偏转方向不变，D错误。15．答案：D解析：由甲烧杯中溶液颜色不断变浅，可知KMnO4中Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子，则b为负极，a为正极，所以总的电极反应式为2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。由于Fe2＋在b电极失去电子，发生氧化反应，所以b极是电池的负极，A错误；K＋向正极移动，所以K＋从盐桥流向甲烧杯，B错误；甲烧杯中a电极上MnOeq\o\al(－,4)获得电子，发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO4-＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，所以甲烧杯中溶液的pH逐渐增大，C错误；由总的电极反应式可知，反应的离子方程式为MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，D正确。16．答案：(1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－eq\o(=,\s\up7())Cu(3)变大(4)D>A>B>C解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A>B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。17．答案：（1）①铜(或石墨棒)铁②有红色物质析出（或变粗）（2）①bc②bc解析：（1）结合氧化还原反应的知识可知Fe−2e−=Fe2+是负极反应，故Fe作负极，Cu2++2e−=Cu是正极反应，故A应是铜或石墨棒，现象是看到有红色物质析出，电极变粗。（2）不含盐桥的原电池中正极材料是比负极金属活泼性差的金属或导电的非金属，故此时正极是铜或石墨，但负极只能是铁，电解质溶液是含不活泼金属离子的盐溶液，可为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜。18．答案：(1)电极上产生气泡(2)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)不可靠将两种金属电极