高中化学第一节 原电池课时训练

这是一份高中化学第一节 原电池课时训练，共8页。试卷主要包含了1原电池同步练习题，2ml/L，4L/ml=11等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．电池具有优良的性能，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．金属Li为正极
B．电子流动方向为：锂电极→有机电解液→石墨电极
C．石墨电极的电极反应式为
D．有机电解液可以换成水性电解液
2．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是
A．电极a为电池的正极
B．电极b上发生的电极反应：O2+4H++4e-=2H2O
C．电路中每通过4 ml电子，在负极消耗44.8 L H2S(STP)
D．每17 g H2S参与反应，有1 ml H+经质子膜进入正极区
3．化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B．化石燃料是可再生性能源，燃烧时将化学能转变为热能
C．如图I所示的装置能将化学能转变为电能
D．如图II所示的反应为吸热反应
4．氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，而备受关注。某氢燃料电池汽车的结构如图所示：
下列说法错误的是
A．电极A、B采用多孔电极材料的优点是能增大反应物接触面积
B．“电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来
C．电极B的电极反应式为O2+4e−=2O2−
D．质子通过电解质溶液向电极B迁移
5．铜锌原电池装置如图所示，有关说法正确的是
A．锌片作正极B．铜片上产生气泡
C．可将电能转化成化学能D．电子由铜片经溶液流向锌片
6．下列生活中的常见电池，属于一次电池的是
A．锌锰电池B．镍镉电池C．锂离子电池D．铅蓄电池
7．下列有关电池的叙述正确的是( )
A．氢氧燃料电池属于环境友好电池，能量转化率可达100％
B．锌锰干电池是一种常用的二次电池
C．锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄
D．铅蓄电池负极是PbO2，正极是Pb
8．2022年我省重点建设计划超额完成任务。下列相关说法错误的是
A．第6代半导体显示器件使用的半导体材料是晶体
B．耐水药用玻璃(由石英砂、纯碱、方解石等原料制得)属于硅酸盐材料
C．新冠灭活疫苗应冷藏保存
D．电动汽车使用的锂电池属于二次电池
二、非选择题
9．化学反应与能量，是学习和研究化学原理的重要内容。
(1)氢气与氧气反应方程式为：。反应过程中的能量变化如下图所示。由此说明，该反应是________反应填“吸热”或“放热”，氧气、氢气的总能量________填“”、“”或“”水的总能量。
(2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示、b为多孔碳棒其中________填A或处电极入口通氢气，其电极反应式为_______________ 。当消耗标准状况下氢气时，假设能量转化率为，则导线中转移电子的物质的量为________ml。
(3)恒温恒容下，将2mlA气体和2mlB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：⇌ ，时反应达到平衡状态，此时剩余，并测得C的浓度为1.2ml/L。
①从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为_________________________。
②x=________，A的转化率为_______________________。
10．I.如图所示是原电池的装置图。请回答：
(1)若C为稀H2SO4，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为___________；反应进行一段时间后溶液酸性将___________(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。
(2)若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A(正极)极材料为___________，B(负极)极材料为___________，溶液C为___________。
Ⅱ.如图为甲烷燃料电池原理示意图。
(3)甲烷通入的一极为电源的___________极，该电极反应式：___________。
(4)当电路中累计有2ml电子通过时，消耗的氧气体积在标准状况下为___________L。【参考答案】
一、选择题
1．C
【分析】石墨上发生，为还原反应，则石墨为正极。
解析：A．石墨为正极，金属Li为负极，A错误；
B．电子不能在有机电解液中流动，电子流动方向为：锂电极→导线→石墨电极，B错误；
C． 石墨电极上转化为，S元素化合价降低，为还原反应，则电极反应式为，C正确；
D． Li能与水反应，有机电解液不可以换成水性电解液，D错误；
答案选C。
2．A
【分析】该燃料电池中，a电极上H2S失电子生成S2和H＋，为负极，负极反应式为2H2S−4e−=S2＋4H＋；b电极为正极，正极上O2得电子和氢离子反应生成H2O，电极反应式为O2＋4H＋＋4e−=2H2O，质子从负极流向正极。
解析：A．通过以上分析知，a电极上H2S失电子生成S2，为负极，故A错误；
B．b电极上氧气得电子和氢离子反应生成水，O2＋4H＋＋4e−=2H2O，故B正确；
C．负极反应式为2H2S−4e−=S2＋4H＋，电路中每通过4 ml电子，反应硫化氢的物质的量为2ml，在STP下体积为44.8 L，故C正确；
D．，根据2H2S−4e−=S2＋4H＋，每17gH2S参与反应，有1mlH＋经质子膜进入正极区，故D正确；
故选A。
3．A
解析：A．化学键的断裂和生成使化学反应中有能量变化，化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和生成，故A正确；
B．化石燃料是不可再生性能源，故B错误；
C．图Ⅰ中没有构成闭合回路，则不能将化学能转变为电能，故C错误；
D．图Ⅱ中反应物总能量大于生成物总能量，则为放热反应，故D错误；
故选A。
4．C
解析：A．多孔电极材料表面积大，吸附性强，能增大反应物接触面积，A正确；
B．汽车行驶过程中，燃料电池产生的电能转化为动能，当汽车处于怠速等过程中，“电池”能将燃料电池产生的多余电能暂时储存起来，B正确；
C．电解质溶液为酸性溶液，电极反应应为4H++O2+4e−=2H2O，C错误；
D．电极B通入氧气，发生还原反应，为正极，质子即氢离子为阳离子，向原电池正极移动，D正确；
综上所述答案为C。
5．B
【分析】Zn、Cu、硫酸溶液构成原电池，Zn比Cu活泼，Zn为负极、Cu为正极。
解析：A. Zn比Cu活泼，Zn为负极，故A错误；
B. Cu为正极，氢离子在Cu片上得电子发生还原反应生成氢气，所以Cu片上有气泡产生，故B正确；
C. 该装置为原电池，可将化学能转化为电能，故C错误；
D. 在原电池中，电子从负极经导线流向正极，即电子从锌片经导线流向铜片，故D错误；
答案选B。
【点睛】注意电子不能通过电解质溶液，为易错点。
6．A
解析：A．普通锌锰干电池为一次电池，不能充电而重复使用，选项A符合；
B．镍镉电池为可充电电池，为二次电池，选项B不符合；
C．锂离子电池为可充电电池，为二次电池，选项C不符合；
D．铅蓄电池为可充电电池，为二次电池，选项D不符合；
答案选A。
7．C
解析：A．燃料电池转化率不可能为100%，故A错误；
B．锌锰干电池是一种常用的一次电池，故B错误；
C．锌锰干电池工作过程中，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，锌外壳不断被腐蚀而逐渐变薄，故C正确；
D．铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，故D错误；
答案选C。
8．A
解析：A．半导体材料是晶体硅，故A说法错误；
B．耐水要用玻璃是用石英砂、纯碱、方解石等原料制得，石英砂主要成分是SiO2，与纯碱反应生成硅酸钠，方解石成分是碳酸钙，二氧化硅与碳酸钙反应生成硅酸钙，硅酸钠、硅酸钙属于硅酸盐，故B说法正确；
C．灭活疫苗中含有蛋白质，低温冷藏可以防止蛋白质变性失活，故C说法正确；
D．二次电池属于可充电电池，即锂电池属于二次电池，故D说法正确；
答案为A。
二、非选择题
9． 放热 > 0.6ml/(L∙min) 3 80%
解析：(1) 反应物总能量大于生成物总能量是放热反应。由反应过程中的能量变化图知，该反应是放热反应，氧气、氢气的总能量水的总能量。
(2) 燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，酸性条件下生成水，正极电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－=2H2O；燃料电池中化学能转化为电能，能量转化效率高 。则装置如图所示A处电极入口通氢气，其电极反应式为。当消耗标准状况下即1.5ml氢气时，假设能量转化率为，则导线中转移电子的物质的量为1.5×2×90%=2.7ml。
(3)①从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为。
②消耗B=2ml-1.2ml=0.8ml、生成C1.2ml/L ×2L=2.4ml，二者改变值之比为1:3，则化学计量数之比为1:3，x=3，耗B0.8ml、B和A改变值之比为2:1，消耗A0.8ml/L ×2=1.6ml，A的转化率。
10． 2H++2e−=H2↑ 减弱 石墨(答案合理即可) Cu FeCl3溶液(答案合理即可) 负 CH4−8e−+10OH−=+7H2O 11.2
【分析】根据原电池中发生自发的氧化还原反应，且负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合反应原理解题。
解析：I. (1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-═H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，酸性将减弱，故答案为：2H++2e−=H2↑；减弱；
(2)将Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，根据反应中元素化合价的变化判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有Fe3+，如FeCl3溶液等，故答案为：石墨(答案合理即可)；Cu；FeCl3溶液(答案合理即可)；
Ⅱ. (3)甲烷失去电子，则甲烷通入的一极为电源的负极，负极反应为CH4−8e−+10OH−=+7H2O，故答案为：负；CH4−8e−+10OH−=+7H2O；
(4)当电路中累计有 2ml 电子通过时，由O2+4e−+2H2O=4OH−可知，消耗的氧气体积在标准状况下为×22.4L/ml=11.2L，故答案为：11.2。