原電池 同步練習(xí)題 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1+

4.1原電池同步練習(xí)題一、選擇題1．下列說法正確的是A．太陽能、風(fēng)能、石油、核能為一次能源B．pH<7的雨水為酸雨C．用淀粉溶液檢驗食鹽中是否含有碘元素D．堿性鋅錳電池、鉛蓄電池、氫氧燃料電池為二次電池2．下列說法不正確的是A．鉛蓄電池充電時陰極反應(yīng)式為B．常溫下，pH為a的醋酸鈉溶液中水電離出的為C．對平衡體系縮小體積，再次平衡變大D．、，則3．甲醇()又稱“木醇”，是基礎(chǔ)的有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，在以KOH溶液為電解質(zhì)溶液的條件下，與氧氣構(gòu)成清潔燃料電池。下列說法錯誤的是A．通入的電極為燃料電池的負極B．該電池的兩極均可為石墨電極C．放電過程中，電子在KOH溶液中由正極向負極移動D．電池總反應(yīng)式為4．下列裝置工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是A．煤氣灶 B．鉛蓄電池 C．風(fēng)力發(fā)電 D．光伏發(fā)電5．下列各裝置中靈敏電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（）A． B．C． D．6．愛迪生蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)為，下列對該蓄電池的敘述錯誤的是A．放電時，F(xiàn)e參與負極反應(yīng)，參與正極反應(yīng)B．放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極移動C．放電時，負極上的電極反應(yīng)式為D．充電時，該蓄電池的負極連接電源的負極7．科學(xué)家最近發(fā)明了一種Al-PbO2電池，電解質(zhì)為K2SO4、H2SO4、KOH，通過x和y兩種離子交換膜將電解質(zhì)溶液隔開，形成M、R、N三個電解質(zhì)溶液區(qū)域，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法正確的是A．放電時，K+通過x膜移向M區(qū)B．放電時，R區(qū)域的電解質(zhì)濃度逐漸減小C．放電時，Al電極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=AlO+2H2OD．放電時，消耗1.8gAl時N區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少19.6g8．一種高性價比的液流電池，其工作原理為在充放電過程中，電解液[KOH、K2Zn(OH)4]在液泵推動下不斷流動，發(fā)生以下反應(yīng)：Zn+2NiOOH+2H2O+2OH-Zn(OH)+2Ni(OH)2，下列說法錯誤的是A．放電時，電極B發(fā)生還原反應(yīng)B．儲液罐中的KOH濃度減小時，能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能C．充電時，電極B的電極反應(yīng)式：OH-+Ni(OH)2-e-=NiOOH+H2OD．放電時，電子由電極A經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移至電極B9．2022年我省重點建設(shè)計劃超額完成任務(wù)。下列相關(guān)說法錯誤的是A．第6代半導(dǎo)體顯示器件使用的半導(dǎo)體材料是晶體B．耐水藥用玻璃(由石英砂、純堿、方解石等原料制得)屬于硅酸鹽材料C．新冠滅活疫苗應(yīng)冷藏保存D．電動汽車使用的鋰電池屬于二次電池10．研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水”電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是：A．正極反應(yīng)式：Ag+Cl--e-=AgClB．每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子C．Na+不斷向“水”電池的負極移動D．Na2Mn5O10是氧化產(chǎn)物二、填空題11．燃料電池是目前正在探索的一種新型電池。它主要是利用燃料在燃燒過程中把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，目前已經(jīng)使用的氫氧燃料電池的基本反應(yīng)是x極：O2(氣)+2H2O(液)+4e-=4OH-y極：H2(氣)+2OH--2e-=2H2O(液)回答下列問題：(1)x是___極，發(fā)生___(填“氧化”或“還原”，下同)反應(yīng)。(2)y是___極，發(fā)生___反應(yīng)。(3)總反應(yīng)方程式為___。12．化學(xué)電源(1)根據(jù)___________原理，人們設(shè)計了多種化學(xué)電源。(2)分類：化學(xué)電源包括___________電池、___________電池(又稱可充電電池)、___________電池等幾大類。13．原電池揭示了氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，使氧化還原反應(yīng)在現(xiàn)代生活中獲得重大應(yīng)用，從而改變了人們的生活方式。某興趣小組為探究原電池工作原理，利用金屬Zn與稀H2SO4反應(yīng)，通過如圖所示裝置A、B進行實驗，實驗過程中裝置A內(nèi)溶液的溫度升高，裝置B的電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。根據(jù)所學(xué)知識，完成下列各題：(1)裝置B為原電池，則Cu作______(填“正”或“負”)極，Zn電極上的電極反應(yīng)式為_____。(2)一般把金屬導(dǎo)線稱為“電子導(dǎo)體”，把電解質(zhì)溶液稱為“離子導(dǎo)體”。裝置B中電池工作時“電子導(dǎo)體”中電子的流動方向可描述為______。(3)從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，裝置A中反應(yīng)物的總能量______(填“高于”、“低于”或“=”)生成物的總能量；從反應(yīng)速率的角度上看，可以觀察到A中反應(yīng)比B中______(填“快”或“慢”)。(4)該小組同學(xué)由此得出的結(jié)論錯誤的是______。(多選)A．任何自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計成原電池B．裝置B中Cu電極不可用碳棒代替C．原電池的負極發(fā)生還原反應(yīng)D．原電池裝置中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能14．A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次遞增的五種常見元素。A、B元素組成的氣態(tài)化合物M的水溶液呈堿性，C元素是地殼中含量最多的元素，D的單質(zhì)在C的單質(zhì)中燃燒后的產(chǎn)物可以使品紅溶液褪色，E是金屬元素。(1)寫出A、C兩種元素組成的化合物A2C2的電子式_______。(2)若將E金屬投入鹽酸中，生成了淺綠色溶液Ｎ。則Ｎ的酸性溶液與A2C2反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。(3)R是B的氧化物，通常情況下呈紅棕色。現(xiàn)有一試管R，欲使元素B全部轉(zhuǎn)化為它的最高價氧化物對應(yīng)的水化物，故進行如下實驗操作：將盛有R的試管倒扣在水槽中，______。(4)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以A2、B2為電極反應(yīng)物，以HCl—NH4Cl溶液為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池，試寫出該電池的正極反應(yīng)式_____________，放電時，溶液中的H+移向_________(填正極或負極)。15．已知化學(xué)反應(yīng)：a．AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3，b．2AgNO3+Cu=2Ag+Cu(NO3)2請回答下列問題：(1)上述兩個化學(xué)反應(yīng)中有一個不可用于設(shè)計原電池，它是___(填寫代號)，另一個可用于設(shè)計原電池，該原電池中，負極反應(yīng)式是___，正極反應(yīng)式是___，電池總反應(yīng)的離子方程式是___。(2)如果利用化學(xué)反應(yīng)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，設(shè)計原電池，請在如圖方框中標明電極材料和電解質(zhì)溶液的名稱(圖中“I”表示電流)___、___、___。【參考答案】一、選擇題1．A解析：A．直接從自然界獲得的能源為一次能源，太陽能、風(fēng)能、石油、核能是常見的一次能源，故A正確；B．酸雨是指pH<5.6的雨水，故B錯誤；C．碘單質(zhì)遇淀粉變藍色，食鹽中含有的是碘酸鉀不是碘單質(zhì)，不能用淀粉溶液檢驗食鹽中是否含有碘元素，故C錯誤；D．堿性鋅錳電池、氫氧燃料電池使用后不能充電，屬于一次電池，鉛蓄電池放電后可充電，屬于二次電池，故D錯誤；答案選A。2．A解析：A．鉛蓄電池充電時陰極反應(yīng)為氧化鉛發(fā)生還原反應(yīng)生成，，A錯誤；B．醋酸鈉溶液中的均來自水的電離，當(dāng)其pH為a時，溶液中的，醋酸根離子水解促進水的電離且使得溶液顯堿性，則水電離出的=，B正確；C．對平衡體系縮小體積，平衡正向移動使變大，根據(jù)平衡常數(shù)不變，再次平衡也變大，C正確；D．固體硫單質(zhì)的能量低于氣態(tài)硫單質(zhì)，故反應(yīng)放熱更多，焓變負的數(shù)值更多，故，D正確；故選A。3．C解析：A．燃料電池通常通入燃料的一端為負極，通入氧氣的一端為正極，該燃料電池中負極甲醇失電子生成二氧化碳并與KOH反應(yīng)生成碳酸鉀，故通入甲醇的電極為負極，A正確；B．該電池正極為氧氣得電子生成氫氧根，負極為甲醇失電子生成二氧化碳和水，電極材料本身不參與反應(yīng)，均可用石墨作電極材料，B正確；C．電子不會在溶液中移動，只有陰陽離子能在溶液中移動，C錯誤；D．該燃料電池的總反應(yīng)為，D正確；故答案選C。4．B解析：A.煤氣燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，A不選；B.鉛蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B選；C.風(fēng)力發(fā)電將機械能轉(zhuǎn)化為電能，C不選；D.光伏發(fā)電將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，D不選。故選B。5．C解析：A.不滿足活性不同的兩電極，A錯；B．不滿足活性不同的兩電極，B錯；C．完全符合構(gòu)成原電池的“四大基本要素”，C正確；D．不滿足閉合回路，D錯。答案選C6．C解析：A．Fe元素化合價由0價變?yōu)?2價、Ni元素化合價由+4價變?yōu)?2價，則Fe參與負極反應(yīng)，NiO2參與正極反應(yīng)，故A正確；B．放電時為原電池，原電池中，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極方向移動，陽離子向正極移動，故B正確；C．根據(jù)題意，電解質(zhì)為堿性溶液，放電時，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，故C錯誤；D．放電時，F(xiàn)e作負極，作正極，充電時，F(xiàn)e電極連接外部電源的負極做電解池的陰極，即該蓄電池的負極連接電源的負極，故D正確；故選C。7．C【分析】由題圖可知，原電池工作時，Al為負極，被氧化生成AlO，PbO2為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液M區(qū)為KOH，R區(qū)為K2SO4，N區(qū)為H2SO4，原電池工作時，負極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O，則消耗OH-，鉀離子向正極移動，正極反應(yīng)式為PbO2+SO+2e-+4H+=PbSO4+2H2O，正極消耗氫離子，陰離子向負極移動，則y是陰離子交換膜，x是陽離子交換膜，以此解答該題。解析：A．由分析可知，Al為負極，M區(qū)為負極區(qū)，陽離子流向正極區(qū)，故K+通過x膜移向R區(qū)，故A錯誤；B．K+通過x膜移向R區(qū)，SO通過y膜移向R區(qū)，R區(qū)的K2SO4濃度逐漸增大，故B錯誤；C．由分析可知，原電池工作時，Al作負極，負極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O，故C正確；D．消耗1.8gAl時電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，則由N區(qū)有0.1molSO經(jīng)過y膜進入R區(qū)，根據(jù)PbO2+SO+2e-+4H+=PbSO4+2H2O，正極消耗0.1molSO，同時流出0.1molSO，故相當(dāng)于N區(qū)消耗了0.2molH2SO4同時生成了0.2molH2O，故N區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少了0.2mol×98g·mol-1-0.2mol×18g·mol-1=16.0g，故D錯誤；答案為C。8．D【分析】放電時電極A做負極，電極反應(yīng)式為：Zn+4OH--2e-=，電極B做正極，電極反應(yīng)式為：NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，充電時則與放電相反，即A做陰極，B做陽極，據(jù)此分析解答。解析：A．由分析知，放電時電極B做正極，電極反應(yīng)式為：NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B．根據(jù)總反應(yīng)可知放電時消耗OH-，即儲液罐中的KOH濃度減少時為原電池，能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能，B正確；C．充電時，電極B做陽極，電極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O，C正確；D．在原電池中，電子不能通過電解質(zhì)溶液，D錯誤；故選D。9．A解析：A．半導(dǎo)體材料是晶體硅，故A說法錯誤；B．耐水要用玻璃是用石英砂、純堿、方解石等原料制得，石英砂主要成分是SiO2，與純堿反應(yīng)生成硅酸鈉，方解石成分是碳酸鈣，二氧化硅與碳酸鈣反應(yīng)生成硅酸鈣，硅酸鈉、硅酸鈣屬于硅酸鹽，故B說法正確；C．滅活疫苗中含有蛋白質(zhì)，低溫冷藏可以防止蛋白質(zhì)變性失活，故C說法正確；D．二次電池屬于可充電電池，即鋰電池屬于二次電池，故D說法正確；答案為A。10．B解析：A．根據(jù)電池總反應(yīng)：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判斷出Ag應(yīng)為原電池的負極，負極發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為：Ag+Cl--e-=AgCl，而不是正極反應(yīng)式，故A錯誤；B．根據(jù)方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合價共降低了2價，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，故B正確；C．在原電池中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，故C錯誤；D．根據(jù)電池總反應(yīng)：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，Ag元素化合價上升，Mn元素化合價下降，則Na2Mn5O10是還原產(chǎn)物，故D錯誤；故選：B。二、填空題11．正還原負氧化2H2+O2=2H2O【分析】在燃料電池的正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)；在原電池的負極上是燃料失電子的氧化反應(yīng)，兩極方程式相加得到總反應(yīng)式。解析：(1)在燃料電池的正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，所以x是正極，故答案為：正；還原；(2)在原電池的負極上是燃料失電子的氧化反應(yīng)，所以y是負極，故答案為：負；氧化；(3)兩極相加得到總反應(yīng)是2H2+O2=2H2O，故答案為：2H2+O2=2H2O。12．(1)原電池(2)一次二次燃料解析：略13．(1)正Zn-2e=Zn2+(2)電子從負極(Zn)流出經(jīng)外電路流向正極(Cu)(3)高于慢(4)BCD解析：（1）由于金屬活動性Zn>Cu，所以在裝置B構(gòu)成的原電池中Cu作正極，Zn電極是負極，失去電子變?yōu)閆n2+進入溶液，故Zn電極的反應(yīng)式是:Zn-2e=Zn2+；（2）裝置B中電池工作時“電子導(dǎo)體”中電子的流動方向可描述為電子從負極(Zn)流出經(jīng)外電路流向正極(Cu)；（3）在裝置A中Zn與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生ZnSO4、H2，發(fā)生反應(yīng)過程中會放出熱量，使溶液的溫度升高，說明反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；B中形成原電池，反應(yīng)速率加快，故從反應(yīng)速率的角度上看，可以觀察到A中反應(yīng)比B中慢；（4）A．構(gòu)成原電池內(nèi)界條件是自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以理論上，任何自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計成原電池，選項A正確；B．裝置B中Cu電極可用碳棒代替，作為正極，鋅為負極，形成原電池原理不變，選項B錯誤；C．原電池的負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，選項C錯誤；D．原電池裝置中化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能，也有部分轉(zhuǎn)化為熱能等，選項D錯誤；答案選BCD。14．2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O向試管中緩緩?fù)ㄈ胱懔垦鯕釴2+8H++6e-=2NH正極【分析】A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次遞增的五種常見元素。C元素是地殼中含量最多的元素，則C為O元素；A、B組成的氣態(tài)化合物M的水溶液呈堿性，可推知B為N元素、A為H元素，M為NH3；D的單質(zhì)在O2中燃燒產(chǎn)物可使品紅溶液褪色，可推知D為S元素。解析：(1)A、C兩種元素組成的化合物A2C2為H2O2，屬于共價化合物，其電子式為；(2)E是金屬元素，將E金屬投入到鹽酸溶液中，生成了淺綠色溶液N，則E為Fe元素，N為FeCl2。Fe2+具有還原性，H2O2具有氧化性，故二者反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；(3)R是B的氧化物，通常情況下呈紅棕色，則R為NO