高中化学第一节 原电池第1课时精练

这是一份高中化学第一节 原电池第1课时精练，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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项错误；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．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：由总反应为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，B正确；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。
4．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。
5．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。
6．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。
7．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项正确；电子不能通过盐桥，C项错误。
8．(2023·海南卷)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是( A )
A．b电极为电池正极
B．电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动
C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D．每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 ml电子的电量
解析：金属Al失电子，a电极为电池负极，b电极上O2得电子，b电极为电池正极，A正确；电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na＋向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子Al－3e－===Al3＋，铝离子水解显酸性，C错误；由C分析可知，每消耗1 kg Al为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1 000,27) ml))，电池最多向外提供eq \f(1 000,27) ml×3＝eq \f(1 000,9) ml电子的电量，D错误。故选A。
9．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( B )
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnOeq \\al(－,2)
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
解析：根据锂电池的总反应式Li＋MnO2===LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，A、D错误，B正确；MnO2是正极，电极反应式为MnO2＋e－===MnOeq \\al(－,2)，C错误。
10．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，已知O～t1，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生，下列说法不正确的是( C )
A．O～t1，正极的电极反应式为2H＋＋NOeq \\al(－,3)＋e－===NO2↑＋H2O
B．O～t1，溶液中的H＋向Cu电极移动
C．t1时，负极的电极反应式为Cu＋2e－===Cu2＋
D．t1时，原电池中电子的流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍Al进一步反应
解析：O～t1，Al在浓硝酸中发生钝化，铝氧化得到氧化铝，Cu为正极，NOeq \\al(－,3)放电生成NO2，正极电极反应式为2H＋＋NOeq \\al(－,3)＋e－===NO2↑＋H2O，A正确；O～t1，Cu为正极，溶液中的H＋向Cu电极移动，B正确；t1时，铜为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C错误。
11．(2024·杭州高二月考)实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。实验b：将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，再与铜片、稀硫酸组成单液原电池，只有铜片表面产生气泡。下列有关说法不正确的是( A )
A．实验a中锌片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能
B．实验b中铜片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能
C．实验a、b中原电池总反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
D．锌片经HgCl2溶液处理后，有利于更多的化学能转化为电能
解析：实验a中锌片表面产生气泡是因为锌片和稀硫酸发生氧化还原反应生成氢气，对应的能量转换形式是化学能转化为热能，A错误；实验b中铜片表面产生气泡是因为形成原电池，对应的能量转化形式是化学能转化为电能，B正确；实验a、b中形成原电池，锌片作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，铜片作正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C正确；将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，阻止锌与稀硫酸直接反应，从而有利于更多的化学能转化为电能，D正确。
二、非选择题
12.
(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。
13．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。
14．(2024·重庆高二检测)人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下各种电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空：
(1)如图1所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓CuSO4溶液(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)，一段时间后，当杠杆为绝缘体时，A(填“A”或“B”，下同)端高；当杠杆为导体时，B端高。
(2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应的离子方程式为 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ ，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为铜，正极反应式为 Fe3＋＋e－===Fe2＋ 。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为B(填字母)。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片
C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：
Al＋4OH－－3e－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O 。
(4)某原电池装置如图2所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl，当电路中转移a ml电子时，交换膜左侧溶液中约减少2aml离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)>(填“>”“1 ml·L－1。