高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时综合训练题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时综合训练题，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
A 级·基础达标练
一、选择题
1.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是( D )
A．Zn为负极，发生还原反应
B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极
D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜
解析：Zn为负极，发生氧化反应，A项错；因Cl－向负极移动，b是负极，a是正极，Fe3＋在a极上发生还原反应，2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，B项错误；电子由负极沿导线流向正极，电子不能通过电解质溶液，C项错误；正极材料本身不参与反应，可以选石墨、铂电极，也可选比锌活泼性差的铜，D项正确。
2．有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)( C )
A．铜片上发生氧化反应
B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转
C．反应中，盐桥中的K＋会移向CuSO4溶液
D．反应前后铜片质量不改变
解析：Cu为正极，发生还原反应，A项错误；取出盐桥后，原电池断路，电流计指针不偏转，B项错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中K＋会向CuSO4溶液移动，C项正确；Cu极上的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，正极上析出铜，使铜片质量增加，D项错误。
3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：
由此可判断这两种金属的活动性顺序是( C )
A．d>a>c>b B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
解析：原电池中较活泼的金属是负极，失电子发生氧化反应，溶液中阳离子移向正极，得电子发生还原反应。a极质量减小，b极质量增加，a是负极，b是正极，金属性a>b；b极有气体，c极无变化，说明金属性b>c；d极溶解，c极有气体，说明d是负极，金属性d>c；a、d构成的原电池中，电流从a极流向d极，说明a作正极，金属性d>a，所以金属活动性d>a>b>c，选C。
4．某原电池的工作原理如图所示，总反应为Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是( B )
A．石墨为电池的负极
B．电池工作时Zn逐渐被消耗
C．电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
D．反应2NHeq \\al(＋,4)＋2e－===2NH3↑＋H2↑在负极上发生
解析：有总反应为Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑知，锌元素的化合价升高失去电子被氧化，作负极，石墨是正极，故A错误；有总反应为Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑可知，锌逐渐被消耗，故B正确；有A分析可知，锌是负极，石墨是正极，电子由负极经外电路流向正极，即电子由锌经外电路流向石墨，故C错误；在原电池中，正极发生还原反应，则反应2NHeq \\al(＋,4)＋2e－===2NH3↑＋H2↑在正极上发生，故D错误。
二、非选择题
5．能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。
(1)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是_C__(填字母)。
(2)写出该装置正极反应的电极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ 。
(3)该装置中溶液里的阴离子移向_Zn__(填电极的化学式)极。
(4)若装置中转移了0.2 ml电子，则理论上溶液增加的质量是_6.3_g__。
解析：(1)原电池的构成条件：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发地进行氧化还原反应，C装置符合构成原电池的条件，故C正确。
(2)C装置中Ag作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
(3)阴离子移向负极锌。
(4)装置中转移了0.2 ml电子，根据总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，则理论上溶液质量增重0.1×65 g－0.1×2 g＝6.3 g。
6. (1)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。
请回答下列问题：
①反应开始时，乙中石墨电极上发生_氧化__(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 2I－－2e－===I2 。
甲中石墨电极上发生_还原__(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 。
②电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作_正__(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为 I2＋2e－===2I－ 。
(2)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 。
解析：(1)根据反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，原电池的电极反应：负极2I－－2e－===I2，发生氧化反应；正极2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，发生还原反应。①反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应；②当电流表读数为0时反应已平衡，此时，在甲中加入FeCl2固体，反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动。因此，右侧石墨作正极，电极反应式为I2＋2e－===2I－；左侧石墨作负极，电极反应式为2Fe2＋－2e－===2Fe3＋。
(2)Cu作负极，O2在正极上得电子：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
7．反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2，请回答下列问题。
(1)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是_C__(填字母)。
A．将铁粉改为铁片
B．加入少量醋酸钠固体
C．滴加少量CuSO4
D．将稀硫酸改为98%的浓硫酸
(2)若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为极_正__(填“正”或“负”)。石墨棒上产生的现象为_有气泡产生__，该极上发生的电极反应为 2H＋＋2e－===H2↑ ，原电池工作时溶液中的SOeq \\al(2－,4)移向_负__(填“正”或“负”)极，若反应产生3.36 L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是_8.4__g。
(3)实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_D__。
A．AgNO3＋HCl===AgCl＋HNO3
B．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
C．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
D．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为： Pb－2e－＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4 。
解析：(1)将铁粉改为铁片则减小铁与硫酸的接触面积，故反应速率减慢，A不合题意；加入少量醋酸钠固体则有反应CH3COO－＋H＋CH3COOH，将导致溶液中H＋离子浓度减小，故反应速率减慢，B不合题意；滴加少量CuSO4由于反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，在置换出铜附在铁上可形成微小的原电池，故反应速率加快，C符合题意；常温下浓硫酸将铁钝化，在铁表面形成致密的氧化物保护膜，阻止反应继续进行，故将稀硫酸改为98%的浓硫酸，将使反应速率减慢，D不合题意。
(2)若将上述反应设计成原电池，则铁电极上发生的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，发生氧化反应，作负极，故石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为正，发生的电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，石墨棒上产生的现象为有大量的无色气泡产生，原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中的SOeq \\al(2－,4)移向负极，根据总反应方程式可知，若反应产生3.36 L气体(已换算成标况下)，则理论上消耗铁的质量是eq \f(3.36 L,22.4 L·ml－1)×56 g·ml－1＝8.4 g。
(3)由于原电池中是电子的定向移动形成电流的，故理论上任何一个自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，据此分析解题：
AgNO3＋HCl===AgCl＋HNO3反应中各元素的化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，A不合题意；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O反应中各元素的化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，B不合题意；C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)反应中虽然C和H元素的化合价发生了变化，但是该反应不能自发进行，故不能设计成原电池，C不合题意；Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O反应中Pb的化合价发生改变，且能够自发进行，可以设计成原电池，D符合题意；Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O反应中Pb转化PbSO4，化合价升高，发生氧化反应，故该电池负极反应为：Pb－2e－＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4。
B 级·能力提升练
一、选择题
1．下列装置不可以组成原电池的是( C )
解析：C中的装置没有形成闭合回路。
2．下列关于实验现象的描述不正确的是( C )
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．把镁条和铝条紧靠在一起浸入氢氧化钠溶液中，镁条表面出现气泡
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有稀盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率增大
解析：选项A形成原电池，铜片作正极，表面出现氢气泡；选项B也形成原电池，但在强碱性溶液中，铝可以反应，镁不能，铝失去电子作负极，镁作正极，表面出现氢气泡；C选项铜片把三价铁离子还原为亚铁离子，不能置换出金属铁；D选项锌能置换出铜，锌、铜形成无数微小原电池，增大气泡放出速率。
3．某锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( C )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq \\al(2－,4))减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
解析：Cu作正极，电极上发生还原反应，A项错误；电池工作过程中，SOeq \\al(2－,4)不参加电极反应，故甲池的c(SOeq \\al(2－,4))基本不变，B项错误；电池工作时，甲池反应为Zn－2e－===Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2＋为65 g，溶液总质量略有增加，C项正确；由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，D项错误。
4．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( C )
A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋C2＋(aq)===C(s)＋Cd2＋(aq)
B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)不能发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并传导电子
D．乙中有1 ml电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出
解析：由甲可知，Cd的活动性强于C，由乙可知，C的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误；电子不能通过盐桥，C项错误。
5．将如图所示实验装置的K闭合(已知：盐桥中装有琼脂凝，内含KCl)，下列判断正确的是( A )
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径移动
C．片刻后甲池中c(SOeq \\al(2－,4))增大
D．片刻后可观察到滤纸b处变红色
解析：该原电池中Zn作负极，Cu作正极，正极上发生得电子的还原反应，A正确；电子沿Zn→a，b→Cu路径流动，电子不进入电解质溶液，B错误；原电池中阴离子向负极移动，即盐桥中的Cl－移向甲烧杯，所以片刻后甲池中c(Cl－)增大，c(SOeq \\al(2－,4))不变，C错误；滤纸b电极是电解池的阳极，溶液中OH－放电，使得b处c(H)＋增大，故滤纸b处不会变色，而a处是电解池的阴极，溶液中H＋放电，使得a处c(OH－)增大，故变红的是滤纸a处，D错误。
二、非选择题
6．某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 ml·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
(1)此原电池的负极是石墨_b__(填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的SOeq \\al(2－,4)移向_乙__(填“甲”或“乙”)烧杯。
(2)正极反应式为： MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O 。
(3)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 ml·L－1，则反应中转移的电子为_0.5__ ml。
解析：(1)由总反应方程式可知，石墨b是原电池的负极，硫酸亚铁在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铁，电池工作时，阴离子硫酸根离子向负极移动，即向乙烧杯移动。
(2)由总反应方程式可知，石墨a是正极，酸性条件下，高锰酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成锰离子，电极反应式为MnOeq \\al(－,4)＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O。
(3)由电极反应式可知，生成1 ml锰离子，反应转移5 ml电子，则溶液的体积未变，溶液中的MnSO4浓度由1 ml·L－1变为1.5 ml·L－1时，转移电子的物质的量为(1.5 ml·L－1－1 ml·L－1)×0.2 L×5＝0.5 ml。
7．某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按图所示装置进行实验并得到下表实验结果：
分析上述实验，回答下列问题：
(1)实验2中电流由_B__(填“A”或“B”，下同)极流向_A__极。
(2)实验6中电子由B极流向A极，表明负极是_铝__(填“镁”或“铝”)电极。
(3)实验5表明_B__。
A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀
B．铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息，下列说法不正确的是_A__。
A．相对活泼的金属一定作负极
B．失去电子的电极是负极
C．烧杯中的液体必须是电解质溶液
D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属(或其中一种是导电的非金属)
解析：(1)原电池中，电流由正极流向负极，实验2中，Cu为正极，Zn为负极。
(2)电子由负极流向正极，实验6中电子由B极流向A极，表明负极是Al。
(3)实验5说明铜的腐蚀是自发进行的。
(4)判断原电池负极时，不能简单地比较金属的活动性，要看反应的具体情况，如Al在强碱溶液中比Mg更易失电子，形成原电池时，Al作负极，Mg作正极，故A错误。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
电流计指示在导线中电流从a极流向d极
实验
序号
A
B
烧杯中
的液体
灵敏电流计指
针有无偏转
1
Zn
Zn
乙醇
无
2
Zn
Cu
稀硫酸
有
3
Zn
Zn
稀硫酸
无
4
Zn
Cu
苯
无
5
Cu
C
氯化钠溶液
有
6
Mg
Al
氢氧化钠溶液
有