高二化學（必修一）原電池的工作原理練習題

第第頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁高二化學（必修一）原電池的工作原理練習題（含答案解析）學校:___________姓名：___________班級：___________一、單選題1．已知Ag+的氧化性強于Co2+的氧化性，則關于下圖所示原電池裝置的說法中，正確的是（）A．Co電極是原電池的正極B．鹽橋中可填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物C．該原電池的正極反應式為Ag++e-=AgD．鹽橋中的電解質陰離子向右側燒杯移動2．要實現反應：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，設計了下列四個實驗，你認為可行的是（）A．B．C．D．3．某同學將甲、乙兩電極插入溶液X中，裝置如圖所示，幾分鐘后，觀察到U形管中液柱出現如圖變化，下列最合適的組合是（）選項甲電極乙電極溶液XAAgCu硝酸銀溶液BZnFe稀硫酸CCuFe硫酸銅D石墨Zn稀鹽酸A．A B．B C．C D．D4．中溫SOFC電池Ni電極上的反應機理如圖所示，下列說法中錯誤的是（）A．該Ni電極是中溫SOFC電池的負極B．該中溫SOFC電池采用酸性電解質溶液C．從電勢高的電極向該Ni電極移動D．該Ni電極對有較強的吸附作用5．科學家近年發(fā)明了一種新型水介質電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法正確的是（）A．放電時，負極區(qū)pH升高B．放電時，1mol轉化為HCOOH，轉移的電子數為4molC．充電時，Zn電極連電源正極D．充電時，產生22.4L(標準狀況下)，生成的Zn為130g6．2022年2月4日北京冬奧會開幕了，精彩的冬奧會離不開“化學元素”，下列敘述錯誤的是（）選項冬奧會的“化學元素”敘述A二氧化碳直冷制冰技術打造世界“最快冰面”二氧化碳為無毒氣體，符合綠色冬奧理念B用石墨烯制作冬奧會賽時制服“山河映朝霞”系列石墨烯主要目的是增加制服硬度C“極速”液氮速凍機，-35℃下保證食品品質與安全氮氣熔點很低，可以達到“極速”冷凍效果D智能穿戴式體溫計“腋下創(chuàng)可貼”是防疫利器，精準實時自動報溫，充電1小時可使用10天微型原電池為“腋下創(chuàng)可貼”溫度計提供電能A．A B．B C．C D．D7．磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池因特別適于作動力方面的應用，故稱作磷酸鐵鋰動力電池。磷酸鐵鋰電池的內部結構如圖所示，充電時總反應是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，下列說法中錯誤的是（）A．LiFePO4作為電池的正極，與鋁箔相連B．聚合物隔膜將正、負極隔開，可使電子通過C．放電時，正極反應式為Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4D．放電時，Li+從負極移向正極8．調控化學反應進行的快慢，對于工業(yè)生產和日常生活都有著十分重要的意義。在下列事實中，減慢化學反應速率的是（）①古代冶鐵使用鼓風機②用冰箱冷藏食物③SO2轉化為SO3使用釩觸媒④食品包裝袋中放小袋鐵粉A．①② B．③④ C．①③ D．②④9．利用K2Cr2O7可實現含苯酚廢水的有效處理，其工作原理如圖所示。已知水分子不能通過陰、陽離子交換膜，則下列說法不正確的是（）A．該裝置為原電池裝置，M為負極B．該電池不能在高溫下使用C．電池工作時，Na+向M極移動D．M極的電極反應式為C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+10．化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用。下列說法不正確的是A．甲中移向銅電極B．乙中正極反應式為：C．丙中鋅筒作負極，發(fā)生氧化反應，鋅筒會變薄D．丁使用一段時間后電解質溶液的酸性減弱11．根據下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是（）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．關于如圖所示的原電池甲和乙，下列說法正確的是（）A．甲、乙中銅片上均發(fā)生還原反應 B．兩池中鐵片均發(fā)生反應：Fe-2e-=Fe2+C．裝置甲中電子由Cu→燈泡→Fe D．兩池所得Fe、Cu金屬活潑性相反13．利用如圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是（）A．a管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕B．一段時間后，a管液面高于b管液面C．a處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D．a、b兩處具有相同的電極反應式：Fe-2e-=Fe2+二、填空題14．實驗室有如下材料：銅片、鐵片、石墨棒、CuCl2溶液、FeCl3溶液、導線、電流表、鹽橋(裝有瓊脂KCl的U形管)、燒杯等。甲同學設計了如圖1的原電池裝置，但乙同學發(fā)現甲同學設計的原電池裝置效率不高，電流在短時間內就會衰減，為解決以上問題，將原電池設計成了帶鹽橋的裝置，如圖2所示。圖1：圖2：(1)①事實證明，能設計成原電池的反應通常是放熱反應，下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是_______(填序號，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甲同學設計的原電池，若將石墨棒改為鐵片，則總電極反應式是否改變，若是，寫出改變后總的電極反應式，若否，請寫出理由：_______。③乙同學設計的原電池電極反應與甲的相同，但電池的效率高很多。乙同學設計的原電池兩電極分別為：a是_______(填“銅片”“鐵片”或“石墨棒”，下同)，b是_______。負極的電極反應式為_______，正極的電極反應式為_______。(2)關于乙同學設計的原電池，下列說法中錯誤的是_______。a.實驗過程中，左側燒杯中Cl?濃度增大b.實驗過程中取出鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作c.電子通過鹽橋從右側燒杯進入左側燒杯中參考答案：1．C【分析】本題裝置為原電池裝置，因為Ag+的氧化性強于Co2+的氧化性，故Co比Ag易失電子，故Co電極為負極，Ag電極為正極?！驹斀狻緼．由分析可知，A錯誤；B．本裝置的銀半電池中離子為Ag+，若鹽橋中填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物，則Ag+與Cl-反應生成AgCl沉淀，因此鹽橋中不可填充KCl飽和溶液與瓊脂的混合物，B錯誤；C．由分析可知，銀電極為正極，正極反應式為：Ag++e-=Ag，C正確；D．原電池中陰離子移向負極，即陰離子向左側燒杯移動，D錯誤；故答案為C。2．C【分析】實現Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑反應，因Cu與稀鹽酸常溫下不反應，則應設計為電解池，Cu為陽極，電解質為HCl?！驹斀狻緼．應設計為電解池，該裝置為原電池，鐵做負極，銅做正極，氫離子在正極得電子生成氫氣，故A錯誤；B．應設計為電解池，該裝置中雖然銅的活潑性大于銀，但銅與鹽酸不能自發(fā)進行氧化還原反應，故B錯誤；C．電解池中Cu為陽極，電解質為HCl，符合題意，故C正確；D．電解池中C為陽極，不符合題意，故D錯誤；故答案為C。3．B【詳解】A．銅與硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，負極是Cu，失電子生成銅離子，正極是Ag，溶液中Ag+得電子生成Ag，不會引起液面變化，A錯誤；B．Zn比Fe活潑，Zn做負極，Fe做正極，正極H+得電子生成H2，乙電極中壓強變大，U型管液面左低右高，符合題意，B正確；C．鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，負極是Fe，正極是Cu，不會引起液面變化，C錯誤；D．Zn和稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，正極是石墨，正極H+得電子生成H2，甲電極中壓強變大，左側U型管液面左高右低，不符合題意，D錯誤；故選：B。4．B【分析】固體氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCell，簡稱SOFC)，是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環(huán)境友好地轉化成電能的全固態(tài)化學發(fā)電裝置?！驹斀狻緼．吸附燃料H2的Ni為燃料電池的負極，A選項正確；B．由圖可知過程中傳遞O2-，其內部電解質屬非水環(huán)境，B選項錯誤；C．O2-移向電勢地的負極即Ni電極，C選項正確；D．該電池利用Ni表面的多孔結構吸附H2，D選項正確；答案選B。5．D【詳解】A．負極上Zn失電子，生成Zn2+，Zn2+結合OH-生成，消耗了溶液中的氫氧根離子，負極區(qū)pH下降，A錯誤；B．放電時，正極反應為，1molCO2轉化為HCOOH，轉移的電子數為2mol，B錯誤；C．充電時，Zn電極連接電源負極，陰極反應為，C錯誤；D．充電時總反應式為，生成1mol氧氣的同時，生成Zn2mol，即生成的Zn為130g，D正確；故答案選D。6．B【詳解】A．通常情況下二氧化碳是一種無色無味的氣體，是空氣的組成成分之一，無毒，二氧化碳直冷制冰符合綠色冬奧理念，A項正確；B．用石墨烯制作冬奧會賽時制服“山河映朝霞”系列，使用石墨烯的主要目的是石墨烯具有超強的導熱性、升溫快速，B項錯誤；C．“極速”液氮速凍機主要利用N2的熔點很低，能迅速降溫的特點，可使食品快速結晶，-35℃下保證食品品質與安全，C項正確；D．智能穿戴式體溫計“腋下創(chuàng)可貼”是防疫利器，精準實時自動報溫，充電1小時可使用10天，微型原電池能將化學能轉化成電能，為“腋下創(chuàng)可貼”溫度計提供電能，D項正確；答案選B。7．B【分析】充電時總反應是C6+LiFePO4=Li1-xFePO4+LixC6，放電時總反應是Li1-xFePO4+LixC6=C6+LiFePO4，負極反應式為：LixC6-xe-=C6+xLi+，正極反應式為Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4，據此分析作答；【詳解】A．由圖及電極反應式分析可知，LiFePO4作為電池的正極，與鋁箔相連，故A正確；B．電池放電時為原電池，負極中的Li+通過聚合物隔膜向正極遷移,電子不能通過聚合物隔膜，故B錯誤；C．由電池總反應可知，正極上Li1-xFePO4得電子發(fā)生還原反應,所以正極電極反應式為Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,故C正確；D．磷酸鐵鋰電池不含重金屬和稀有金屬,是一種安全無毒無污染的綠色環(huán)保電池,故D正確；故答案選B。8．D【詳解】①古代冶鐵使用鼓風機，可增大氧氣的濃度，加快燃燒的速率；②用冰箱冷藏食物，可降低溫度，減慢食物變質的速率；③SO2轉化為SO3使用催化劑，加快反應速率；④食品包裝袋中放小袋鐵粉，作抗氧化劑，可降低氧氣的濃度，減慢食品被氧化的速率。故選D。9．C【分析】由圖可知，該裝置為原電池的工作原理，M極區(qū)主要是C6H5OH發(fā)生反應生成CO2，其中C元素的化合價升高，所以M極為負極，電極反應式為：C6H5OH-28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋；N極Cr元素化合價降低，被還原，為正極，其電極反應式為：。【詳解】A．由圖可知Cr元素化合價降低，被還原，N為正極，M為負極，A項正確；B．該電池用微生物進行發(fā)酵反應，升高溫度不利于微生物活性，所以該電池不能在高溫下使用，B項正確；C．由于電解質NaCl溶液被陽離子交換膜和陰離子交換膜隔離，Na+是陽離子，應向正極即N極移動，但Na+無法通過陰離子交換膜，所以電池工作時，負極生成的H+透過陽離子交換膜進入NaCl溶液中，C項錯誤；D．苯酚發(fā)生氧化反應、作負極，結合電子守恒和電荷守恒可知電極反應式為C6H5OH-28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，D項正確；答案選C。10．B【詳解】A．由圖可知，甲為銅鋅原電池，鋅為原電池的負極，銅為原電池的正極，溶液中氫離子移向正極銅，故A正確；B．由圖可知，乙為紐扣式銀鋅原電池，鋅為原電池的負極，氧化銀為原電池的正極，水分子作用下，氧化銀在正極得到電子發(fā)生還原反應生成銀和氫氧根離子，電極反應式為Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—，故B錯誤；C．由圖可知，丙為鋅錳干電池，鋅筒作負極，放電時，鋅發(fā)生氧化反應被消耗，所以鋅筒會變薄，故C正確；D．由圖可知，丁為鉛蓄電池，電池的總反應為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，反應中硫酸被消耗，溶液中離子濃度減小，電解質溶液的酸性減弱，故D正確；答案選B。11．A【分析】根據圖中電極標有“+”和“-”，可確定分別為正極和負極，且金屬做電極，負極金屬活動性強于正極金屬，結合原電池裝置可判斷金屬性分別為Cd＞Co和Co＞Ag，即Cd＞Co＞Ag?！驹斀狻緼．由于金屬性Cd強于Ag，則2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)反應不可能發(fā)生，錯誤；B．由于金屬性Cd強于Co，則CO2+(aq)+Cd(s)=CO(s)+Cd2+(aq)反應可以發(fā)生，正確；C．由于金屬性Cd強于Ag，則2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)反應可以發(fā)生，正確；D．由于金屬性Co強于Ag，則2Ag(s)＋CO2+(aq)=2Ag＋(aq)＋Co(s)反應可以發(fā)生，正確；故答案選A。【點睛】本題考查原電池正負極活潑性比較，利用一般規(guī)律，負極的活潑性大于正極的活潑性，其次根據金屬間的置換規(guī)律，強制弱進行判斷，考點比較簡單，能根據圖像直接判斷得出。12．C【詳解】A．甲池中在室溫下Fe在濃硝酸中會鈍化，Cu與硝酸會發(fā)生劇烈反應，所以Cu作負極，失去電子發(fā)生氧化反應；在乙池中由于Fe比Cu活潑，Fe與稀硫酸發(fā)生反應，所以鐵作負極，失去電子發(fā)生氧化反應，Cu做正極，正極上發(fā)生H+得到電子的還原反應，A錯誤；B．甲池中銅作負極，電極反應為Cu-2e-=Cu2+，乙池中Fe為負極，發(fā)生電極反應：Fe-2e-=Fe2+，B錯誤；C．甲池中銅作負極、鐵作正極，電子由負極(Cu)經過用電器(燈泡)到達正極(Fe)，C正確；D．在原電池中一般活潑金屬作負極，不活潑的作正極，但根據電極反應判斷金屬活潑性時，還要結合電解質溶液的酸堿性及電解質濃度對電極判斷的影響，D錯誤；故合理選項是C。13．C【詳解】A．U型管左邊裝置是中性溶液，所以發(fā)生吸氧腐蝕，右邊裝置是酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；B．左邊裝置發(fā)生吸氧腐蝕時，消耗氧氣導致氣體壓強減小，右邊裝置發(fā)生析氫腐蝕，生成氫氣導致氣體壓強增大，所以右邊的液體向左邊移動，所以一段時間后，a管液面高于b管液面，故B正確；C．a處鐵失電子生成亞鐵離子，氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵沉淀，所以a處pH不變；b處溶液變成硫酸亞鐵溶液，溶液的pH值變大，故C錯誤；D．a、b兩處構成的原電池中，鐵都作負極，所以負