人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池优秀同步练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池优秀同步练习题，共11页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
高中化学人教版（2019）选择性必修1 第四章第一节 原电池
一、单选题
1.下列能量的转化过程中，由化学能转化为电能的是（   ）
A
B
C
D




水力发电
风力发电
铅蓄电池放电
太阳能发电
A. A                                            B. B                                            C. C                                            D. D
2.下列各组材料中，不能组成原电池的是（     ）

A. A                                           B. B                                           C. C                                           D. D
3.微生物脱盐电池是高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法错误的是（   ）
A. 隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
B. 负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋7H＋
C. 当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 g
D. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2：1
4.化学兴趣小组设计了一个简易原电池装置如图所示，反应原理为 Cu+2AgNO3 = 2Ag+ Cu(NO3)2。下列叙述正确的是（   ）

A. 银离子向铜极移动                                              B. 铜极为该装置的正极
C. 溶液的质量逐渐变小                                           D. 石墨极上发生氧化反应
5.欧洲足球锦标赛事中的拍摄车，装着“绿色心脏”一质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示。下列叙述中正确的是(    )

A. 装置中的能量变化为电能转化为化学能
B. 通入氢气的电极发生氧化反应
C. 通入空气的电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-
D. 装置中电子从通入空气的电极经过导线流向通入氢气的电极
6.如图为某种甲醇燃料电池示意图。下列判断正确的是(    )

A. 电极A反应式：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H-     B. B电极为负极
C. B电极附近溶液pH增大                                       D. 电池工作时，溶液中电子由电极B流向电极A
7.将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2 ， 即可产生电流，此装置称为甲烷燃料电池。下列叙述中正确的是(    )
①通入CH4的电极为正极；
②正极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4eˉ＝4OHˉ；
③放电时溶液中的阳离子向正极移动；
④负极的电极反应式为：CH4＋10OHˉ－8eˉ＝ ＋7H2O；
⑤电子迁移方向：通入CH4的铂电极→通入O2的铂电极→电解质溶液→通入CH4的铂电极
A. ①③⑤                                B. ②③④                                C. ②④⑤                                D. ①②③
8.可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（   ）
A. 电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
B. 以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓
C. 以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变
D. 以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
二、综合题
9.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

（1）B中反应的离子方程式为________。
（2）A中作正极的金属是________，该电极上看到的现象为________。
（3）C中作负极的金属是________，该电极反应方程式为________。
（4）现有未知金属A，将A与Fe用导线相连后放入稀硫酸溶液中，观察到A上有气泡，在A上发生________反应。(填“氧化”或“还原”)。
10.下图为两种铜锌原电池的示意图。

（1）写出它们工作时正极的电极反应式________。
（2）①电池B工作时盐桥中的K＋流动方向(填“向ZnSO4”或“向CuSO4”)________溶液；
②假如Zn的消耗速率为2×10－3 mol·s－1 ， 计算K＋的迁移速率________。
（3）电池A与电池B比较，电池B的工作效率大大提高，说明原因________。
（4）利用电池A进行实验，发现铜片、锌片表面均有红色物质析出。实验结束时测得锌片减少了1.97 g，铜片增重了1.92 g，计算该原电池的工作效率[指参加原电池反应的锌占锌反应总量的百分率]________。
11.H2S有剧毒，在空气中可以燃烧。以硫化氢、氧气为原料，可以设计一种燃料电池。
回答下列问题：
（1）H2S在空气中充分燃烧，能量变化过程如图所示：

①反应过程中反应物的总能量________ (填“>”“＜”或“=”)生成物的总能量。
②H2S完全燃烧的化学方程式为________ 。
（2）以 H2S、O2 为原料的碱性燃料电池装置的示意图如图，该装置工作时总反应离子方程式为2H2S+3O2+4OH- = 2SO32- +4H2O。

①该装置将________ 能转化为 ________能。
②已知正极反应式 O2+2H2O+4e- =4OH- ，则负极反应式为 ________ ，右室电解质溶液的pH ________(填“变大”“减小”或“不变”)。
12. （1）理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应Fe＋2Fe3+=3Fe2+设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂­饱和KNO3溶液。
请回答下列问题：
①电解质溶液X是________；电解质溶液Y是________。
②写出两电极的电极反应式：铁电极：________；碳电极：________。
③外电路中的电子是从________电极流向________电极。(填“铁”或“碳”)
④盐桥中向X溶液中迁移的离子是________(填字母)：A．K+　 B．NO3-
（2）请将下列氧化还原反应3Cu＋8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O设计成原电池，画出(1)中的装置图，并写出相应的电极反应式。
①原电池装置图：________；
②正极：________；
③负极：________。
13.为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。

回答下列问题：
（1）由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L−1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、________(从下列图中选择，写出名称)。

（2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择________作为电解质。
阳离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
阴离子
u∞×108/(m2·s−1·V−1)
Li+
4.07

4.61
Na+
5.19

7.40
Ca2+
6.59
Cl−
7.91
K+
7.62

8.27
（3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。
（4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L−1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=________。
（5）根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为________，铁电极的电极反应式为________。因此，验证了Fe2+氧化性小于________，还原性小于________。
（6）实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是________。

答案解析部分
一、单选题
1. C
解析：A.水力发电是将重力势能转化为电能，故A不符合题意；
B.风力发电是将风能转化为电能，故B不符合题意；
C.蓄电池放电是利用化学反应产生能量，是将化学能转化为电能，故C符合题意；
D. 太阳能发电是将太阳能转化为电能，故D不符合题意；
故答案为：C。
化学能转化为电能的是原电池
2. C
解析：A、锌片作负极、石墨作正极、稀硫酸作电解质溶液，故A不选；
B. 铜片作负极、银片作正极、硝酸银溶液作电解质溶液，故B不选；
C. 蔗糖是非电解质，不能构成原电池，故C选；
D 锌片作负极、铜片作正极、稀盐酸作电解质溶液，故D不选；
故答案为：C。
原电池的形成条件：①有活动性不同的两个电极，②两电极插入电解质溶液中，③两极用导线相连形成闭合回路，④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
3. A
解析：由图可知，a极C化合价升高，故a极为负极，b极为正极
A.要实现海水淡化，即海水中的阴阳离子往正负极迁移，故阴离子移向负极，则隔膜1为阴离子交换膜，故A符合题意
B.负极反应为 CH3COO－＋2H2O－8e－＝2CO2↑＋7H＋ 书写正确，故B不符合题意
C.转移1mol电子，阴阳离子移动也是1mol，海水中主要溶质为NaCl，故1mol58.5g，故C不符合题意
D.负极产生的是CO2~4e-、正极产生的是氢气，故H2~2e-，根据电子守恒，有产生氢气和二氧化碳的物质的量之比为2:1，故D不符合题意
故答案为：A
原电池中化合价升高的为负极，降低的为正极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极
4. C
解析：铜的化合价升高，作负极，则碳作正极
A.阳离子移向正极 ，故A不符合题意
B.铜作负极，故B不符合题意
C.等物质的量的银比铜重，故C符合题意
D.正极发生还原反应，故D不符合题意
故答案为：C
此题要根据原电池的工作原理来解答。化合价升高的为负极，发生氧化反应，阴离子移向负极
5. B
解析：A.该装置为原电池装置，工作过程中将化学能转化为电能，A不符合题意；
B.通入氢气的电极，H2发生失电子的氧化反应，B符合题意；
C.该装置所用隔膜为质子交换膜，只允许H+通过，通入空气的一极，O2发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，C不符合题意；
D.在原电池中，电子由负极经导线流向正极，因此装置中电子从通入H2的一极流向通入空气的一极，D不符合题意；
故答案为：B
A.根据原电池装置能量转化进行分析；
B.根据通入H2发生的反应分析；
C.质子交换膜只允许H+通过；
D.根据原电池中电子的流向分析；
6. C
解析：A.由分析可知，电极A为负极，其电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O，A不符合题意；
B.由分析可知，电极B为正极，B不符合题意；
C.电极B的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－ ， 反应生成OH- ， 因此电极附近溶液的碱性增强，pH增大，C符合题意；
D.电子只能在电极和导向之间移动，不能通过电解质溶液，D不符合题意；
故答案为：C
由装置图可知，电子由电极A移向电极B，因此电极A为负极，电极B为正极；在甲醇燃料电池中通入甲醇的一极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O；通入O2的一极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；据此结合选项进行分析。
7. B
解析：①通入CH4的电极发生氧化反应，为负极，故①不符合题意；②通入氧气的一极为正极，氧气得电子被还原结合水生成氢氧根，电极反应式为：O2＋2H2O＋4eˉ＝4OHˉ，故②符合题意；③放电时为原电池，溶液中的阳离子向正极移动，故③符合题意；④通入甲烷的一极为负极，甲烷失电子被氧化，电解质溶液显碱性，生成碳酸根和水，负极的电极反应式为：CH4＋10OHˉ－8eˉ＝ ＋7H2O，故④符合题意；⑤电子不能在电解质溶液中移动，故⑤不符合题意；
综上所述正确的为②③④，
故答案为B。
根据题意可知该燃料电池的总反应为2KOH+CH4+2O2=K2CO3+3H2O，甲烷被氧化，所以通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极。
8. D
解析：A．电池工作时，电子从负极沿导线流向正极，故A不符合题意；
B．以NaOH溶液为电解液时，Al易失电子作负极，且铝失去电子后变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，故B不符合题意；
C．以NaOH溶液为电解液时，电池的总反应为：4Al+4OH-+3O2═4AlO2-+2H2O，反应中消耗氢氧根离子且生成水，所以溶液的pH降低，故C不符合题意；
D．电解质溶液显碱性或中性，金属发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH- ， 故D符合题意；
故答案为：D。
铝为活泼金属，既能与酸反应，又能与碱反应，铝空气燃料电池中，以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH- ， 总反应为4Al+4OH-+3O2=4AlO2-+2H2O，据此分析解答。
二、综合题
9. （1）Fe+2H+=Fe2++H2↑
（2）Cu；有气泡产生
（3）Zn；Zn-2e-=Zn2+
（4）还原
解析：(1) B中是铁和稀硫酸反应，故其离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(2) A中铁比铜活泼，故铁作负极，铜作正极，该原电池正极上看到的现象为有气泡产生；
(3) C中锌比铁更活泼，故锌作负极，负极上通常是电极本身失电子被氧化，故电极反应方程式为Zn-2e-=Zn2+；
(4)观察到A上有气泡，故A上发生电极反应为 ，故为还原反应 。
（1）A中Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
（2）B中构成原电池，Fe为负极，Cu为正极，正极上氢离子得到电子生成氢气；
（3）C中构成原电池，Zn为负极，负极上Zn失去电子；
（4）将A与Fe用导线相连后放入稀硫酸溶液中，观察到A上有气泡，可知Fe为负极，A为正极，正极上得到电子发生还原反应。
10. （1）
（2）向CuSO4；4×10-3mol·s
（3）Zn和Cu2+不直接接触发生置换反应，电子只能通过导线发生转移
（4）60%
解析：（1）由装置图可知，电池A与电池B的负极均为金属活泼性强的锌，正极均为金属活泼性弱的铜，铜离子在正极上得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e－=Cu；
（2）原电池工作时，阳离子向正极移动，则电池B工作时，盐桥中的K+向硫酸铜溶液方向移动；由电荷守恒可知，K＋的迁移速率是Zn 的消耗速率的2倍，则K＋的迁移速率为 2×10-3mol·s-1×2=4×10－3mol·s－1；
（3）电池 A 与电池B相比，电池B中Zn和Cu2+不直接接触发生置换反应，电子只能通过导线发生转移，使电池 B 的工作效率大大提高；
（4）铜片、锌片表面均有红色物质析出说明锌部分参加原电池反应，锌与硫酸铜溶液发生置换反应的离子方程式为Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋ ， 由方程式可知反应前后固体减少的量为1g，由锌片减少了1.97g，铜片增重了 1.92g可知，反应前后固体的质量差为(1.97g—1.92g)=0.05g，设参加反应的锌的质量为m，由方程式可得65g：1g=m：0.05g，解得m=3.25g，由铜片增重了 1.92g可知，参加原电池反应的锌的质量为×65g/mol=1.95g，则该原电池的工作效率为×100%=60%。
（1）正极为铜离子生成铜的反应；
（2）原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，根据电荷守恒计算钾离子的迁移速率；
（3）盐桥既构成了闭合回路，又能阻止反应物的直接接触，使电池 B 的工作效率大大提高；
（4）根据方程式计算反应过程损耗的锌的质量，进而计算其效率。
11. （1）>；2H2S+3O2 2SO2+2H2O
（2）化学；电；H2S+8OH- —6e- =SO32- +5H2O；减小
解析：（1）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应。
燃烧方程式：2H2S+3O2  2SO2+2H2O
（2）该装置为原电池，故是将化学能转化为电能，负极为硫化氢生成二氧化硫，电极反应如下， H2S+8OH- —6e- =SO32- +5H2O ，根据电极反应式可得，消耗了氢氧根，故PH减小
（1）反应物的能量高于生成物的能量为放热反应，反之为吸热反应
（2）电极反应书写步骤：先找反应物，再找生成物，根据变价元素标明得失电子数目，最后再配电荷守恒，及原子守恒。
12. （1）FeCl2(或FeSO4)；FeCl3[或Fe2(SO4)3]；Fe－2e-=Fe2+；2Fe3+＋2e-=2Fe2+；铁；碳；B
（2）；NO3-＋3e-＋4H+=NO↑＋2H2O；Cu－2e-=Cu2+
解析：(1)①由反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，在反应中，Fe被氧化，失电子，应为原电池的负极，Fe3+在正极上得电子被还原，C为正极，负极电解液X中应含有亚铁离子，正极反应为：Fe3++e-=Fe2+ ， 因而Y为含Fe3+的电解质溶液，所以电解质X为：FeCl2(或FeSO4)，电解质Y为：FeCl3[或Fe2(SO4)3]；②负极：Fe被氧化，失电子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+ ， Fe3+在正极上得电子被还原，电极反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+；③外电路电子由负极流向正极，所以外电路中电子是从铁电极流向碳电极；④Fe是负极，因而向X中迁移的是阴离子，即为NO3− ， 故故答案为：B；(2)由氧化还原反应2Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu发生氧化反应，作负极，其电极反应式为Cu-2e-=Cu2+ ， 则负极的电解质为Cu(NO3)2 ， 正极应选用碳棒或其他惰性电极，其电极反应式为：2NO3−+6e-+8H+=2NO↑+4H2O，则正极的电解质为稀HNO3 ， 则该装置图为 。
(1)根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+分析，在反应中，Fe失电子，被氧化，Fe3+得电子，被还原；原电池中负极失电子发生氧化反应，Fe3+在正极上得电子被还原；外电路中的电子从负极流向正极，盐桥中的阴离子往负极移动，阳离子往正极移动，以此解答；(2)根据原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，电解质一般为参与反应的离子所组成的化合物分析解答。
13. （1）烧杯、量筒、托盘天平
（2）KCl
（3）石墨
（4）0.09mol/L
（5）Fe3++e-=Fe2+；Fe-2e-=Fe2+；Fe3+；Fe
（6）取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成
解析：(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L-1FeSO4溶液的步骤为计算、称量、溶解并冷却至室温、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签，由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L-1FeSO4溶液需要的仪器有药匙、托盘天平、合适的量筒、烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、胶头滴管，故答案为：烧杯、量筒、托盘天平。(2)Fe2+、Fe3+能与 反应，Ca2+能与 反应，FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱盐，水溶液呈酸性，酸性条件下 能与Fe2+反应，根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”，盐桥中阴离子不可以选择 、 ，阳离子不可以选择Ca2+ ， 另盐桥中阴、阳离子的迁移率（u∞）应尽可能地相近，根据表中数据，盐桥中应选择KCl作为电解质，故答案为：KCl。(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，故答案为：石墨。(4)根据(3)的分析，铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ ， 石墨电极上未见Fe析出，石墨电极的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+ ， 电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c（Fe2+）增加了0.02mol/L，根据得失电子守恒，石墨电极溶液中c（Fe2+）增加0.04mol/L，石墨电极溶液中c（Fe2+）=0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L，故答案为：0.09mol/L。(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+ ， 铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；电池总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， 根据同一反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物，则验证了Fe2+氧化性小于Fe3+ ， 还原性小于Fe，故答案为：Fe3++e-=Fe2+ ， Fe-2e-=Fe2+ ， Fe3+ ， Fe。(6)在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化，发生的反应为Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4 ， 要检验活化反应完成，只要检验溶液中不含Fe3+即可，检验活化反应完成的方法是：取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不出现血红色，说明活化反应完成，故答案为：取活化后溶液少许于试管中，加入KSCN溶液，若溶液不变红，说明活化反应完成。
(1)根据物质的量浓度溶液的配制步骤选择所用仪器；(2)~(5)根据题给信息选择合适的物质，根据原电池工作的原理书写电极反应式，并进行计算，由此判断氧化性、还原性的强弱；(6)根据刻蚀活化的原理分析作答。