高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池同步测试题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池同步测试题，共13页。试卷主要包含了1原电池同步练习题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．下列装置属于原电池的是
A．B．
C．D．
2．下列说法正确的是( )
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是一次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部
3．电池比能量高，可用于汽车、航天等领域。电池反应式为：，放电时，下列说法不正确的是
A．在负极失去电子B．在正极发生还原反应
C．阳离子由正极移向负极D．电极不能直接与水溶液接触
4．下列装置工作时，将化学能转化为电能的是
A．煤气灶B．铅蓄电池C．风力发电D．光伏发电
5．在下列原电池中，已知负极的电极反应式为。下列说法错误的是
A．正极的电极反应式是
B．电池总反应可表示为
C．反应时，盐桥中的移向溶液
D．该电池证明：浓度越大，氧化性越弱，作正极
6．饱和甘汞电极（）因其电动势稳定，常被用作参比电极，其内部构造如图所示。当甘汞电极与锌共同插入溶液中构成原电池时，下列说法不正确的是
A．负极的电极反应式为Zn- 2e-=Zn2+
B．正极的电极反应式为Hg2Cl2 + 2e-=2Hg+2Cl-
C．多孔物质相当于盐桥
D．甘汞电极中，既不是反应物，也不是产物
7．某原电池装置如图所示，电池总反应为。下列说法不正确的是
A．充分放电后左侧溶液中的盐酸浓度基本不变
B．正极反应为
C．放电时，交换膜右侧溶液不会有大量白色沉淀生成
D．当电路中转移时，经过交换膜的离子是
8．海南国际车展上展出了中国研制的新型燃料电池汽车，该车装有“绿色心脏”-质子交换膜燃料电池。某种质子交换膜燃料电池如图所示。下列说法不正确的是
A．该电池的a极发生氧化反应
B．正极反应为：
C．质子通过质子交换膜移动到a电极
D．该燃料电池的能量转化率不可能达到100%
9．下列电池中属于充电电池的是
A．普通干电池B．手机锂离子电池C．氢氧燃料电池D．太阳能电池
10．直接NaBH4-H2O2燃料电池具有比能量高等优点，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，并采用阳离子交换膜，放电时
A．负极上被还原B．正极发生的反应为
C．由负极移向正极D．正极区溶液中保持不变
11．磷酸铁锂电池是一种高效、环保的新型电池。电池工作时的总反应为(C为石墨，)，则正极上发生反应的物质是
A．B．C．D．C
12．对如图实验现象描述或分析正确的是
A．溶液变蓝色B．片上有气泡
C．一段时间后，溶液的减小D．是氧化剂
13．微生物电池的总反应为：C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是
A．放电时正极产生CO2气体
B．微生物所在电极区放电时发生氧化反应
C．电池工作时，质子移向O2所在电极
D．O2所在电极区发生反应为：O2＋4H+＋4e=2H2O
14．锌—空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是
A．氧气在石墨电极上发生还原反应
B．该电池放电时K+向Zn电极移动
C．该电池的正极反应为Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+
D．电池工作时，电子从石墨电极经电解质溶液流向Zn电极
15．一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是
A．电子的移动方向由a经外电路到b
B．活性炭可以加快O2在负极上的反应速率
C．负极反应式为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓
D．电池总反应式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2
二、填空题
16．(1)下列装置属于原电池的是___________(填序号)；
(2)在选出的原电池中，___________ 是负极，发生___________(氧化、还原) 反应 ；
(3)在该原电池的内电路中，硫酸根离子移向___________(正、负)极。
(4)此原电池反应的化学方程式为___________。
17．钌基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时的反应为2RuII*+I=2RuIII+3I-，装置如图。该电池负极材料为_______，负极对应的产物为_______；正极材料为_______，正极对应的产物为_______，正极反应式：_______。
18．回答下列问题：
(1)从能量的角度看，断开化学键要________能量(填“吸收”或“释放”，下同)，形成化学键要________能量。化学反应是释放能量还是吸收能量取决于________。当反应物的总能量高于生成物时，该反应为________反应。
(2)纯净的锌与稀H2SO4反应制氢气，反应速率较小。为了增大反应速率，可以向稀硫酸中加入少量某盐，该盐是________，能增大化学反应速率的原因是________。
(3)乙醇是重要的化学试剂。完成以下问题：
a.乙醇分子中的官能团名称：________。
b.乙醇与金属钠反应的化学方程式：________。
c.乙醇在空气中完全燃烧的化学方程式：________。
d.乙醇在铜作催化剂条件下被氧气氧化为乙醛化学方程式：________。
19．甲、乙、丙、丁是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中甲和丙、乙和丁分别是同主族元素，又知乙、丁两元素的原子核中质子数之和是甲、丙两元素原子核中质子数之和的2倍，甲元素的一种同位素核内无中子。
(1)写出甲、乙、丙三种元素组成的化合物的电子式________，指出其中含有的化学键的类型_______、_______。
(2)写出乙与丙按原子个数比1：1组成的化合物与水反应的化学方程式_________。
(3)用甲元素的单质与乙元素的单质可以制成电池，电池中装有KOH浓溶液，用多孔的金属惰性电极浸入KOH溶液，两极均有特质的防止透过的隔膜，在A极通入甲的单质，B极通入乙的单质，则A极是该电池的_______极，B极的电极反应式是 ___________
20．氨对人类的生产生活具有重要影响。
（1）氨的制备与利用。
① 工业合成氨的化学方程式是____________。
②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是___________。
（2）氨的定量检测。水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下：

① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用：_______________。
② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4 ml，则水样中氨氮(以氨气计)含量为________mg·L-1。
（3）氨的转化与去除。 微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。

已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式：_______。【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．蔗糖溶液不导电，不能形成原电池，选项A错误；
B．没有自发的氧化还原反应发生，不能形成原电池，选项B错误；
C．两电极材料不同，铁较活泼，能与硫酸铜溶液反应，形成闭合回路，所以能形成原电池，选项C正确；
D． 不能形成闭合回路，不能形成原电池，选项D错误；
答案选C。
2．C
解析：A.锌锰干电池只能放电不能充电，所以属于一次电池，故A错误；
B.铅蓄电池是二次电池，故B错误；
C.蓄电池是二次电池放电后可以充电重新使用，使活性物质获得再生，故C正确；
D.燃料在两个电极上发生氧化还原反应把化学能转化为电能，不是在电池内部燃烧，故D错误；
故答案为C。
3．C
解析：A．放电时，锂失去电子发生氧化反应，为负极，A正确；
B． O2 得到电子，在正极发生还原反应，B正确；
C．原电池中阳离子向正极移动，C错误；
D．Li与水发生反应，故不能直接与水溶液接触，D正确；
故选C。
4．B
解析：A.煤气燃烧将化学能转化为热能，A不选；
B.铅蓄电池将化学能转化为电能，B选；
C.风力发电将机械能转化为电能，C不选；
D.光伏发电将太阳能转化为电能，D不选。故选B。
5．D
【分析】已知负极的电极反应式为，则说明左侧烧杯中Ag/AgCl电极为负极，右侧烧杯中Ag电极为正极，银离子发生得电子的还原反应，其电极反应式为：，据此分析解答。
解析：A．根据上述分析可知，正极银离子在右侧烧杯中发生得电子的还原反应，的电极反应式是，A正确；
B．根据原电池的正负极反应可得出电池总反应可表示为，B正确；
C．原电池中阴离子移向负极，所以上述装置中，反应时，盐桥中的移向左侧烧杯溶液中，C正确；
D．该电池中，左、右电极材料都为Ag，但左边电解质为KCl，右边电解质为AgNO3，由右边发生反应Ag++e-=Ag，则证明Ag+浓度越大，氧化性越强，D错误；
故选D。
6．D
解析：A．当甘汞电极与锌共同插入ZnCl2溶液中构成原电池时，锌失电子而作负极，电极反应式为Zn- 2e-=Zn2+，故A正确；
B．当甘汞电极与锌共同插入ZnCl2溶液中构成原电池时，正极为甘汞电极，电极反应式为Hg2Cl2 + 2e-=2Hg+2Cl-，故B正确；
C．多孔物质接触电解液，和另一电极构成闭合回路，相当于盐桥，故C正确；
D．正极为甘汞电极，电极反应式为Hg2Cl2 + 2e-=2Hg+2Cl-，所以在甘汞电极中，Cl-也是产物，故D错误；
故选D。
7．B
【分析】根据电池总反应为可知，Ag失电子作负极失电子，氯气在正极上得电子生成氯离子，以此解答。
解析：A．电池总反应为可知，放电后左侧溶液中的氯离子由右侧通过阴离子交换膜补充，所以左侧溶液中的盐酸浓度基本不变，故A正确；
B．正极上氯气得电子生成氯离子，其电极反应为：，故B错误；
C．放电时，交换膜左侧银为负极失电子形成银离子与溶液中的氯离子结合成AgCl沉淀，所以左侧溶液中有大量白色沉淀氯化银生成，故C正确；
D．放电时，当电路中转移时，交换膜右则会有0.01ml氯离子通过阴离子交换膜向负极移动，故D正确；
故选B。
8．C
【分析】由信息可知，氢气失电子变成H+，故a是负极，氧气和H+反应生成水，故b是正极。
解析：A．该电池的a极是氢气失电子，产生氢离子，发生氧化反应，A正确；
B．该电解质溶液为酸性，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，B正确；
C．在原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，质子(H+)通过质子交换膜移动到b电极，C错误；
D．该燃料电池中有些化学能转化成热能了，化学能转化为电能的转化率小于100%，D正确；
故选C。
9．B
解析：A. 普通干电池不能充电，完全放电后不能再使用，是一次电池，A不符合题意；
B. 铅蓄电池、镍镉电池、锂电池等可以反复充电放电，属于可充电电池，是二次电池，B符合题意；
C. 通常所说的二次电池是指可充电电池，而氢氧燃烧电池可以反复使用，只要源源不断地提供燃料氢气，但性质上仍属于一次电池，因为燃料氢气没了，就不能再用了，C不符合题意；
D. 太阳能电池是太阳能转化为电能的装置，太阳能电池不属于化学电池，D不符合题意；故答案为：B。
10．C
【分析】由题干信息可知，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为：-8e-+8OH-=+6H2O，正极发生还原反应，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，据此分析解题。
解析：A．负极发生氧化反应，电极反应式为：-8e-+8OH-=+6H2O，即负极上被氧化，A错误；
B．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，B错误；
C．原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na+由负极移向正极，C正确；
D．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，反应生成H2O，则正极区溶液中减小，D错误；
故答案为：C。
11．A
解析：放电时，正极发生还原反应，化合价降低，中Fe元素化合价降低，A项符合题意；故答案选A。
12．B
【分析】根据装置图所示，该装置为铜锌原电池，锌作负极，发生氧化反应，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，铜作正极，发生还原反应，正极反应为：2H++2e-=H2↑，据此分析解答。
解析：A．铜作正极，不参与电极反应，无铜离子产生，溶液不变蓝色，故A错误；
B．铜作正极，发生还原反应，电解质溶液中的氢离子在铜电极上得到电子转化为氢气，正极反应为：2H++2e-=H2↑，铜电极上有气泡产生，故B正确；
C．正极上氢离子得到电子，c(H+)降低，溶液的pH增大，故C错误；
D．Cu电极没有参与反应，既不作氧化剂也不作还原剂，故D错误；
答案选B。
13．A
【分析】葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，根据图知，负极上C6H12O6失电子，正极上O2得电子和H＋反应生成水，负极的电极反应式为C6H12O6＋6H2O−24e−＝6CO2＋24H＋，正极的电极反应式为O2＋4e−＋4H＋═2H2O；原电池中，阳离子向正极移动，所以质子通过交换膜从负极区移向正极区，以此解答该题。
解析：A．据分析可知，放电时CO2气体在负极生成，故A错误；
B．微生物所在电极区为负极，发生氧化反应，故B正确；
C．据分析可知，负极上C6H12O6失电子，正极上O2得电子，质子通过交换膜从负极区移向正极区，故C正确；
D．正极上O2得电子和H＋反应生成水，反应为：O2＋4H+＋4e=2H2O；故D正确；
故答案选A。
14．A
解析：A．该电池放电时Zn转化为ZnO，说明Zn为负极，石墨电极为正极，氧气在石墨电极上得到电子，发生还原反应，故A正确；
B．根据原电池同性相吸，因此该电池放电时OH－向Zn电极移动，故B错误；
C．该电池放电时，正极反应为O2+4e-+H2O=4OH-，故C错误；
D．电池工作时，电子从Zn电极经过导线流向石墨电极，故D错误。
综上所述，答案为A。
15．B
【分析】Mg、活性炭和KOH浓溶液构成原电池，Mg易失电子作负极、C作正极，负极上电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓、正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池反应式为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2，电子从负极沿外电路进入正极，据此分析。
解析：A．Mg作负极、活性炭作正极，电子从负极a经外电路到正极b，故A正确；
B．通入氧气的电极是正极，活性炭可以加快O2在正极上的反应速率，故B错误；
C．根据分析可知，负极反应式为：Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓，故C正确；
D．根据分析可知，电池总反应式为：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2，故D正确；
答案选B。
二、填空题
16． ⑤ Fe 氧化 负 Fe+H2SO4＝FeSO4+ H2↑
解析：(1)①没有正、负极，不能形成原电池；②Zn与Cu没有导线连接，没有形成闭合电路，不能形成原电池；③酒精不是电解质，不导电，不能形成原电池；④电极均为Cu，不存在活性差异，无自发的氧化还原反应发生，不能形成原电池；⑤形成闭合电路，有正、负极，发生了Fe与稀硫酸的反应，形成原电池，故答案为：⑤；
(2)在选出的原电池中，铁的金属性强于铜，铁是负极，发生失去电子的氧化反应；
(3)原电池中阴离子移向负极，则在该原电池的内电路中，硫酸根离子移向负极。
(4)负极铁失去电子，正极氢离子得到电子，此原电池反应的化学方程式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑。
17． 透明导电玻璃 RuIII 镀导电玻璃
解析：根据原电池中电子由负极流向正极，可得钌基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时电池的负极为透明导电玻璃，发生失电子的氧化反应，电极反应式为2RuII*-2e-= 2RuIII，故负极对应产物为RuIII；正极为镀导电玻璃，发生得电子的还原反应，电极反应式为，正极产物为。
18．(1) 吸收 释放 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 放热
(2) CuSO4 形成铜锌硫酸原电池加快反应速率
(3) 羟基 2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2 C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O
解析：（1）从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要释放能量。化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，当反应物的总能量高于生成物时，表现为能量的释放，该反应为放热反应；
（2）纯净的锌与稀H2SO4反应制氢气，反应速率较小。为了增大反应速率，可以向稀硫酸中加入少量硫酸铜，锌与铜离子发生置换生成铜单质，形成铜锌硫酸原电池，加快反应速率；
（3）乙醇分子中含有羟基，可以与金属钠发生置换反应生成氢气：2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2；乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O；乙醇在铜作催化剂条件下与氧气发生催化氧化生成乙醛：2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O 。
19．(1) 离子键 共价键
(2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(3) 负极 O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】甲元素的一种同位素核内无中子说明甲为H，甲、乙、丙、丁是4种短周期元素，它们的原子序数依次增大，甲和丙是同主族元素，那么丙是Na，H和Na原子核中质子数之和是12，那么乙、丁两元素的原子核中质子数之和为24，由于乙和丁是同主族元素，由此推出乙是O，丁是S，结合元素对应单质和化合物的性质解答该题。
解析：（1）甲、乙、丙三种元素组成的化合物为NaOH，含有离子键和共价键，电子式为；故答案为；离子键；共价键；
（2）乙与丙按原子个数比1：1组成的化合物为Na2O2，与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；故答案为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；
（3）H2与O2在碱性条件下的燃烧电池，H2被氧化，O2被还原，所以A极为该电池的负极，B极为该电池的正极，B极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；故答案为负极；O2+2H2O+4e-=4OH-。
20． N2+3H22NH3 4NH3+5O24NO+6H2O c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出 3.4 CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+
【分析】（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气；
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水；
（2）①氢氧根离子浓度增大会结合铵根离子利于生成氨气；
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，依据氮元素守恒和电子转移守恒计算水样中氨氮（以氨气计）含量；
（3）图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，据此解答。
解析：（1）①工业合成氨是利用氮气和氢气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；
故答案为N2+3H22NH3；
②氨气的催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；故答案为4NH3+5O24NO+6H2O；
（2）①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用是c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；
故答案为c(OH-)增大，使NH4++OH-⇌NH3•H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动，利于生成氨气，被空气吹出；
②将1L水样中的氨氮完全转化为N2时，转移电子的物质的量为6×10-4ml，依据氮元素守恒可得关系式2NH3～N2～6e-，根据该关系式可列出比例式
2NH3～N2～6e-，
2 6
n 6×10-4ml
氨气物质的量为：n=2×10-4ml，浓度为2×10-4ml/L，
水样中氨氮（以氨气计）含量=2×10-4ml/L×17g/ml=3.4×10-3g/L=3.4mg/L；
故答案为3.4；
（3）由图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO3-离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO-在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质，则A极的电极反应式为：CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+；
故答案为CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+。