苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化第一课时习题

第1课时 原电池的工作原理

必备知识基础练A级

1. [2022江苏盐城期末]2020年，“嫦娥五号”着陆月球，采样返回；2021年，“天问一号”着陆巡视器在火星着陆，“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验。下列有关说法不正确的是(  )

A. 运载火箭燃料使用的液氢是高能清洁燃料

B. “嫦娥五号”带回的月球土壤中含有 ，与地球上的 互为同位素

C. “祝融号”火星车使用的太阳能电池板将电能转化为化学能

D. “天问一号”的太阳翼使用石墨纤维作增强体，金属为基体的复合材料

2. [2022福建福州阶段练习]将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是(  )

A. 两烧杯中铜片表面均有气泡产生 B. 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C. 两烧杯中溶液的 均增大 D. 产生气泡的速度甲比乙慢

3. 有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断这四种金属的活动性顺序是(  )

、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，A极为负极

、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由 导线

、C用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡

、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，D极发生氧化反应

A.  B.  C.  D.

4. [2022江苏镇江检测]如图所示原电池的反应原理为 。下列说法正确的是(  )

A. 石墨为电池的负极

B. 电池工作时 逐渐被消耗

C. 电子由石墨电极经外电路流向 电极

D. 反应  在负极上发生

5. 下列关于如图所示原电池的说法正确的是(  )

A. 当 为 ， 为含有碳杂质的 ， 为稀硫酸时， 极上观察不到气泡产生

B. 当 为石墨， 为 ， 为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流

C. 当 为 ， 为 ， 为 溶液时，根据现象可推知 的活动性强于

D. 当 为石墨， 为 ， 为 溶液时， 、 之间没有电流通过

6. [2022江苏扬州阶段练习]下列叙述正确的是(  )

①原电池是把化学能转化成电能的一种装置

②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应

③能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池

④碳棒不能用来作原电池的正极

⑤反应可以自发进行

A. ①③⑤ B. ①⑤ C. ②③④ D. ②⑤

关键能力提升练B级

7. 铜锌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(  )

A. 铜电极上发生氧化反应

B. 电池工作一段时间后，甲池的 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

8. [2022江苏淮安阶段练习]实验发现，时，在酸性溶液中加入少量锌粒后，被还原成。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是(  )

A. 该原电池的正极反应:

B. 左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去

C. 该电池铂电极上有气泡生成

D. 该电池总反应：

9. [2023江苏盐城联考]纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如图所示，下列说法正确的是(  )

A. 该处理过程中将电能转化为化学能

B. 该处理过程中纳米零价铁中的 为正极

C. 每生成 乙烷，转移电子

D. 酸性废水中的五价砷除去过程中 和 都被 还原了

10. [2022江苏南京期中]一种微生物电池处理含废水的装置如图所示。下列说法正确的是(  )

A. 放电时，电极A附近溶液 升高

B. 放电时，电子由电极B经负载流向电极A

C. 放电时，电极B反应为

D. 每生成 ，转移电子的物质的量为

11. [2022江苏南通海安期中]和在碱性条件下组成原电池，放电原理如图所示。下列说法正确的是(  )

A. 在放电时，化学能全部转化成电能

B. 在放电时，电子通过离子交换膜从右向左运动

C. 在放电时，石墨电极上的电极反应式为

D. 在放电时，负极区电解质溶液的 逐渐减小

12. 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证、金属活动性的相对强弱，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目:

方案Ⅰ: 有人提出将大小相等的铁片和铜片分别同时放入稀硫酸（或稀盐酸）中，观察产生气泡的快慢，据此确定两金属的活动性。该原理的离子方程式为。

方案Ⅱ: 有人利用、为电极设计成原电池，以确定它们活动性的相对强弱。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。

正极反应式:；

负极反应式:。

方案Ⅲ: 结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证、活动性相对强弱的简单实验方案（与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同）:，

用离子方程式表示其反应原理:。

学科素养创新练C级

13. [2022浙江丽水阶段练习]催化刻蚀晶片的反应原理示意图如图所示，刻蚀溶液由一定浓度的和混合而成，刻蚀时间为，由薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉，剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是(  )

A. 薄膜附近随着反应的进行， 逐渐减小

B. 该刻蚀过程是由微小的 、 、 和 的原电池组成

C. 该刻蚀的总反应可表示为

D. 极发生的反应为

14. 地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。水体除主要有电化学法、催化还原法等。

（1） 电化学去除弱酸性水体中的反应原理如图1所示：

① 作负极的物质是。

② 正极的电极反应式是。

③ 取两份完全相同的含废液A和B，调节废液A、B的分别为2.5和，向废液A、B中加入足量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性,废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图2所示。溶液的初始对铁的氧化产物有影响，具体影响为。

④ 废液中的去除率较低的是（填“废液A”和“废液B”），的去除率低的原因是。

（2） 纳米去除废液中的（金属性弱于铁）。

① 在酸性条件下，与反应生成和，则反应的离子方程式为。

② 初始的废液，加入一定量的纳米，反应一段时间后，废液中出现大量白色絮状沉淀物，过滤后白色沉淀物在空气中逐渐变成红褐色。产生上述现象的原因是。

③ 相对于只是用纳米铁，纳米去除废液中效果更好的原因是。

第1课时 原电池的工作原理

A级  必备知识基础练

1. C

2. C

3. A

4. B

[解析]由于电极活动性:（石墨），所以为负极，石墨电极为正极，错误；电池工作时作为负极，失去电子被氧化产生进入溶液，因此逐渐被消耗，正确；电池工作时电子由负极电极经外电路流向正极石墨电极，错误；电池工作时，负极失去电子被氧化产生，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为 ，总反应方程式为 ，错误。

5. B

[解析]为含有碳杂质的，、、稀硫酸可构成原电池，溶液中的可以在电极上获得电子产生，所以在极上可观察到有气泡产生，错误；当为石墨，为，为浓硫酸时，常温下，遇浓硫酸钝化，不能形成连续的稳定电流，正确；不能与强碱溶液反应，而可与溶液反应，所以作原电池的负极，质量减小，作原电池的正极，表面有气泡产生，但实际上的活动性强于，错误；能与发生氧化还原反应，能够形成原电池从而产生电流，错误。

6. A

[解析]原电池为放电装置，是把化学能转变成电能的一种装置，故①正确；②原电池的正极得电子，发生还原反应，负极失电子，发生氧化反应，故②错误；③原电池的设计原理需要是能自发进行的氧化还原反应，故③正确；④原电池的电极可由两种不同的金属构成，也可由金属和能导电的非金属构成，碳棒可以导电，能够作为正极，故④错误；⑤铜的活泼性大于银，故反应可自发进行，故⑤正确；故选。

B级  关键能力提升练

7. C

[解析]锌电极是原电池的负极，发生氧化反应，铜电极是原电池的正极，发生还原反应，项错误；阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的不变，项错误；乙池发生的电极反应式为，溶液中逐渐减少，为维持溶液中的电荷平衡，会不断移向乙池，使溶液质量增加，项正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，项错误。

8. B

[解析]失去电子发生氧化反应，为负极反应，错误；在正极得电子被还原为，溶液红色褪去，正确；铂电极上被还原为，没有气体生成，错误；在负极失去电子，变为，得到电子变为，电池总反应式为，并没有单质生成，错误。

9. D

[解析]该处理过程是利用原电池原理，即将化学能转化为电能，故错误；由0价转化为价，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，作原电池负极，故错误；由于缺少标准状况这个条件，气体摩尔体积不能使用这个数值来计算乙烷的物质的量，故错误；亚铁离子在酸性条件下和、发生氧化还原反应生成和，此反应中元素、元素均得到电子，发生还原反应，失电子发生氧化反应，即酸性废水中的五价砷除去过程中和都被还原了，故正确。

10. C

[解析]放电时，是原电池的工作原理。放电时，电极的电极反应式是，溶液酸性增强，减小，项错误；放电时，电极中转化为，碳元素化合价升高，失电子，为电池的负极，则电极为正极，电子由电极经负载流向电极，项错误；放电时，电极反应为，项正确；未知是否标准状况下，不可计算，项错误。

11. C

[解析]在放电时，化学能大部分转化成电能，但达不到，错误；在放电时，电子只能经过导线，溶液中是阴阳离子的定向移动导电，错误；在放电时，石墨电极上的电极反应式为，正确；在放电时，原电池的负极发生氧化反应，，氢氧根离子通过交换膜不断进行补充，负极区电解质溶液的基本不变，错误。

12. 方案Ⅰ:

方案Ⅱ: ;;

方案Ⅲ: 把铁片插入溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质（合理即可）;

C级  学科素养创新练

13. A

14. （1） ①

[解析]由图可知，铁失电子，得电子，则作负极；

②

[解析]酸性条件下，得电子生成，所在电极为正极，正极反应式为；

③ 酸性较强时，铁的氧化产物主要为；酸性较弱时，铁的氧化产物主要为

[解析]由图2可知，时铁的氧化产物主要是，时铁的氧化产物主要是，由于能导电，不导电，导致废液中的去除率较低。

④ 废液B; 废液越高，越易生成，不导电，阻碍电子转移

（2） ①

[解析]酸性条件下，与反应生成和，则反应的离子方程式为；

② 形成原电池，铁失去电子产生，一段时间后转化为沉淀；在空气中发生反应，转变成红褐色的

[解析]初始的废液中加入一定量的纳米，形成原电池，铁为负极，失去电子为，随反应进行，产生沉淀，随后发生的反应为，转变成红褐色的；

③ 形成原电池，加快除去的反应速率

[解析]形成原电池，铁为负极，加快除去的反应速率。