鲁科版 (2019)第2节 化学能转化为电能——电池第1课时随堂练习题

这是一份鲁科版 (2019)第2节 化学能转化为电能——电池第1课时随堂练习题，共16页。试卷主要包含了M、N、P、E四种金属，如图为两种铜锌原电池的示意图等内容，欢迎下载使用。

第2节　化学能转化为电能——电池
第1课时　原电池
基础过关练
题组一　原电池的形成条件
1.(2020北京北大附中实验学校高二上月考)如图所示,检流计G发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的 (　　)

A.A是Zn、B是Cu、C为稀硫酸
B.A是Cu、B是Zn、C为稀硫酸
C.A是Fe、B是Ag、C为AgNO3溶液
D.A是Ag、B是Fe、C为AgNO3溶液
2.(2020山东德州高二月考)下列装置中,电流表指针不能发生偏转的是 (　　)

3.(2021广东广州六区高三上质检)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U形管)构成一个双液原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 (　　)
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为Ag++e- Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍能继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①④　　B.②④　　C.②③　　D.③④
题组二　原电池的工作原理
4.(2021北京怀柔一中高二上月考)关于由Cu、Zn和稀硫酸组成的原电池装置,下列说法正确的是 (　　)
A.锌片作正极
B.可将电能转化为化学能
C.反应时,溶液中c(H+)逐渐减小
D.反应时,铜片的质量逐渐增大
5.(2021北京首都师大高二上入学考试)将锌片、铜片用导线连接后,置于稀硫酸中,构成原电池,如图所示,负极是　　　;负极反应为　　　　　　　　　;铜片质量　　　(填“增加”“不变”或“减少”);其正极反应为　　　　　　　　　;在导线中e-流动方向是　　　→　　　。 


题组三　原电池原理的应用
6.(2021四川成都双流棠湖中学高二上第一次月考)M、N、P、E四种金属:
①M+N2+ N+M2+;
②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M上有大量气泡;
③N、E用导线连接放入E的硫酸溶液中,电极反应为E2++2e- E,N-2e- N2+。
四种金属的还原性由强到弱的顺序是 (　　)
A.PMNE　　B.ENMP　　C.PNME　　D.EPMN
7.(2021湖北部分重点中学高二上联考)由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。
装置



现象
二价金属A
不断溶解
C的质量增加
A上有气泡产生
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应是　　　　　　　　　　。 
(2)装置丙中溶液中的SO42-移向　　　　极(填“D”或“A”)。 
(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是　　　　　　　　。 
(4)若C质量增加32 g,则当丙中通过和乙等量电量时,丙中将析出标准状况下的气体体积为　　　　L。 



能力提升练
题组一　有关原电池的形成条件的判断
1.(2021福建三明一中高二上第一次月考,)某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+,能实现该反应的原电池是 (　　)
A.电极材料为铁和锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
B.电极材料都是铁,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为FeCl3溶液
D.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为FeCl2溶液
2.(2021河北唐山高二上质检,)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,在常温下,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Al、Mg
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、C(石墨)
稀盐酸
偏向石墨
4
Al、Mg
NaOH溶液
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
试根据表中的实验现象回答下列问题:
(1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同　　　(填“是”或“否”)。 
(2)由实验3完成下列填空:
铝为　　　极,电极反应为　 , 电池总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)实验4中铝作　　　极,判断依据除了镁不与NaOH溶液反应外,还可以根据其他组实验得出的结论:电流计指针偏向的电极为　　　(填“正”或“负”)极。 
(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素:①另一电极材料的性质;②　。 
题组二　原电池的工作原理
3.(2020辽宁大连高二上期末,)下列关于图中装置的说法,正确的是 (　　)

A.装置①中,盐桥中的K+移向CuSO4溶液
B.装置①中,Zn为负极,发生还原反应
C.装置②中,Fe得电子
D.装置②中,电子由Fe流向石墨,然后再经溶液流向Fe
4.(2021湖北部分重点中学高二上联考,)银锌纽扣电池的工作原理如图所示,其电池的总反应为Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag。下列说法不正确的是 (　　)

A.负极的电极反应为Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2
B.正极发生还原反应
C.电池工作时,电流从Ag2O经导线流向Zn
D.电池工作时,溶液中的OH-向正极移动
5.(2020吉林松原油田高中月考,)下图所示原电池工作时,右烧杯中Y2O72-转化为Y3+,下列叙述正确的是(　　)

A.左烧杯中电极反应式:X4++2e- X2+
B.每消耗1 mol Y2O72-,转移3 mol电子
C.左烧杯中阴离子数目增加
D.左、右两烧杯中的阴、阳离子能通过盐桥转移
题组三　原电池原理的应用
6.(2021北京首师大附中高二上入学考试,)由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是 (　　)
装置



现象
金属W不断溶解
Y的质量增加
W上有气体产生
A.四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>Y>X
B.装置乙中Y电极上的反应为Cu2++2e- Cu
C.装置甲中X作原电池正极
D.装置丙中溶液中的c(H+)减小
7.(双选)(2021山东新泰中学高二上第一次阶段性考试,)控制合适的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是 (　　)

A.反应开始时,乙中石墨电极上发生还原反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中加入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
8.(2021安徽六校教育研究会高三上第一次素质测试,)如图为两种铜锌原电池的示意图。

(1)它们工作时正极的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)电池B工作时盐桥中的K+向　　　(填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液方向移动;假如Zn的消耗速率为2×10-3 mol·s-1,计算K+的迁移速率　。 
(3)电池A与电池B比较,电池B的工作效率大大提高,说明原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)利用电池A进行实验,发现铜片、锌片表面均有红色物质析出。实验结束时测得锌片减少了1.97 g,铜片增重了1.92 g,计算该原电池的工作效率(指参加原电池反应的锌占锌反应总量的百分率)　　　。 
9.(2020山东淄博一中高二月考,)Ⅰ.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且在高铁电池的研制中也有应用。如图1是高铁电池的模拟实验装置:

图1
(1)该电池放电时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　;若电池工作过程中通过电子的物质的量为0.01 mol,理论上消耗Zn的质量为　　　g(计算结果保留一位小数)。 
(2)盐桥中含有KCl,此盐桥中氯离子向　　　(填“左”或“右”,下同)侧烧杯移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向　　　侧烧杯移动。 
(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有 　　　　　　　　　　　　。 

图2
Ⅱ.第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(4)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,在25 ℃、101 kPa条件下,汽油[以辛烷C8H18(l)计]和氧气充分反应,生成1 mol水蒸气放热550 kJ,若1 g水蒸气转化为液态水放热2.5 kJ,则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　。
(5)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱(主要为KOH)液为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意图如下,其总反应式为H2+2NiOOH 2Ni(OH)2。

根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH　　　(填“增大”“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为　 。 

答案全解全析
基础过关练
1.D
2.A
3.B
4.C
6.A



1.D　该原电池中,A极逐渐变粗,B极逐渐变细,所以B作负极,A作正极,B的活泼性大于A的活泼性,所以A、C错误;A极逐渐变粗,说明有金属析出,若C为稀硫酸,A极析出氢气,故B错误;若C为AgNO3溶液,A极析出金属银,所以D正确。
2.A　锌插入氯化铜溶液,锌置换出铜,电子不经过导线,没有电流产生,则电流表指针不发生偏转,故A选;可构成原电池,镁为负极,铝为正极,电流表指针发生偏转,故B不选;可构成原电池,锌为负极,铜为正极,电流表指针发生偏转,故C不选;可构成原电池,锌为负极,铜为正极,电流表指针发生偏转,故D不选。
3.B　①在外电路中,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极,故电流由银电极流向铜电极,错误;②银为正极,电极反应为Ag++e- Ag,正确;③取出盐桥,原电池不能继续工作,错误;④该原电池的总反应为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,铜片与硝酸银反应的离子方程式为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,与原电池的总反应相同,正确;故选B。
4.C　Cu、Zn和稀硫酸组成的原电池,Zn比Cu活泼,Zn作负极,Cu作正极,故A错误;原电池是将化学能转化为电能的装置,故B错误;负极反应为Zn-2e- Zn2+,正极反应为2H++2e- H2↑,反应时,溶液中c(H+)逐渐减小,铜片的质量不变,故C正确,D错误。
5.答案　Zn　Zn-2e- Zn2+　不变　2H++2e- H2↑　Zn　Cu
解析　将锌片、铜片用导线连接后,置于稀硫酸中,构成原电池,锌片是负极,锌失电子发生氧化反应,负极反应为Zn-2e- Zn2+,铜片是正极,溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,铜片的质量不变,正极反应为2H++2e- H2↑,在导线中e-流动方向是由Zn→Cu。
6.A　①M+N2+ N+M2+,说明金属活泼性M>N;②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M上有大量气泡,说明P为负极,M为正极,活泼性P>M;③N、E用导线连接放入E的硫酸溶液中,电极反应为E2++2e- E,N-2e- N2+,说明N为负极,活泼性N>E,所以四种金属的还原性由强到弱的顺序为P>M>N>E,故选A。
7.答案　(1)A-2e- A2+
(2)D
(3)D>A>B>C
(4)11.2
解析　(1)根据甲装置中的现象可知,A为负极,电极反应为A-2e- A2+。(2)丙装置中,A电极上有气泡产生,说明A为原电池的正极,D为负极,所以SO42-移向D极。(3)根据现象可知,甲中二价金属A不断溶解,所以金属性:A>B,乙中C极质量增加,说明金属性:B>C,丙中A电极上有气泡产生,说明金属性:D>A,所以四种金属活泼性由强到弱的顺序是D>A>B>C。(4)C电极的电极反应为Cu2++2e- Cu,所以C质量增加32 g时转移的电子的物质的量为1 mol,丙中A电极的电极反应为2H++2e- H2↑,当丙中通过和乙等量电量时,丙中将析出标准状况下的气体体积为12×1 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。
能力提升练
1.C
3.A
4.D
5.C
6.A
7.AD


1.C　该原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+,铁离子得电子被还原,可溶性铁盐溶液为电解质溶液,Fe失电子发生氧化反应,作负极,不如Fe活泼的金属或可导电的非金属作正极;电极材料为铁和锌,锌比铁活泼,锌为负极,不能发生题中的反应,A错误;电极材料都是铁,不能构成原电池,B错误;Fe为负极、C为正极、氯化铁溶液为电解质溶液,C正确、D错误。
2.答案　(1)否
(2)负　Al-3e- Al3+　2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑
(3)负　正
(4)电解质溶液
解析　(1)实验1中Al为正极,实验2中Al为负极,实验1,2中Al所作的电极不相同。(2)实验3中铝为负极,电极反应为Al-3e- Al3+,电池总反应的化学方程式为2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑。(3)实验4中镁不与NaOH溶液反应,Al与NaOH溶液反应,Al失去电子,作负极,电流计指针偏向的电极为正极,则Mg作正极。(4)根据实验结果可知,影响铝在原电池中作正极或负极的因素:①另一电极材料的性质;②电解质溶液。
3.A　装置①为原电池,锌比铜活泼,锌为负极,铜为正极,盐桥中的K+移向CuSO4溶液,故A正确;装置①中,Zn为负极,发生氧化反应,故B错误;装置②中铁为负极,失去电子,故C错误;电子只能在外电路中定向移动,不能在溶液中定向移动,故D错误。
4.D　根据电池总反应Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag可知,Zn失去电子发生氧化反应,为原电池的负极,电极反应为Zn-2e-+2OH- Zn(OH)2,故A正确;Ag2O为原电池的正极,发生还原反应,故B正确;电池工作时,电流的方向从正极经导线流向负极,即电流从Ag2O经导线流向Zn,故C正确;电池工作时,溶液中的阴离子向负极移动,故D不正确。
5.C　右烧杯中Y2O72-转化为Y3+,说明右烧杯中的石墨为原电池正极,则左烧杯中发生氧化反应,阳离子所带电荷数增加,由溶液呈电中性可知,阴离子数目增加,A错误,C正确;每消耗1 mol Y2O72-,转移6 mol电子,B错误;电解质溶液中的离子不能通过盐桥转移,D错误。
6.A　装置甲中W为负极,X为正极,金属活动性:W>X,装置乙中X为负极,Y为正极,金属活动性:X>Y,装置丙中Z为负极,W为正极,金属活动性:Z>W,所以四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y,故A错误;Y电极上铜离子得电子生成Cu,电极反应为Cu2++2e- Cu,故B正确;装置甲中金属W不断溶解,所以W为原电池负极,X为正极,故C正确;装置丙中W电极上氢离子得电子生成氢气,溶液中的氢离子浓度减小,故D正确。
7.AD　根据2Fe3++2I- 2Fe2++I2可知,反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+得到电子被还原,乙中石墨电极上I-失去电子发生氧化反应,故A不正确,B正确;反应达到化学平衡状态时溶液中各组分的浓度不再变化,此时电流计读数为零,故C正确;电流计读数为零后,在甲中加入FeCl2固体,平衡逆向移动,乙中石墨电极上I2得到电子发生还原反应,因此乙中石墨电极为正极,故D不正确。
8.答案　(1)Cu2++2e- Cu　(2)CuSO4　4×10-3 mol·s-1　(3)Zn和Cu2+不直接接触发生置换反应,电子只能通过导线发生转移　(4)60%
解析　(1)由装置图可知,电池A与电池B的负极均为锌,正极均为铜,在正极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜,电极反应为Cu2++2e- Cu。(2)原电池工作时,阳离子向正极移动,所以电池B工作时,盐桥中的K+向硫酸铜溶液方向移动;由电荷守恒可知,K+的迁移速率是Zn的消耗速率的2倍,所以K+的迁移速率为2×10-3 mol·s-1×2=4×10-3 mol·s-1。(3)电池A与电池B相比,电池B中Zn和Cu2+不直接接触发生置换反应,电子只能通过导线发生转移,使电池B的工作效率大大提高。(4)铜片、锌片表面均有红色物质析出说明锌部分参加原电池反应,锌与硫酸铜溶液发生置换反应的离子方程式为Zn+Cu2+ Cu+Zn2+,由锌片减少了1.97 g,铜片增重了1.92 g可知,反应前后固体的质量差为(1.97 g-1.92 g)=0.05 g,设参加反应的锌的质量为m,由Zn+Cu2+ Cu+Zn2+可得65 g1 g=m0.05 g,解得m=3.25 g,由铜片增重了1.92 g可知,参加原电池反应的锌的质量为1.92 g64 g/mol×65 g/mol=1.95 g,所以该原电池的工作效率为1.95 g3.25 g×100%=60%。
9.答案　(1)FeO42-+4H2O+3e- Fe(OH)3+5OH-　0.3　(2)右　左
(3)使用时间长、工作电压稳定　(4)C8H18(l)+252O2(g) 8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=-5 355 kJ/mol　(5)增大　NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-
解析　(1)C为正极,正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3,正极的电极反应式为FeO42-+4H2O+3e- Fe(OH)3+5OH-;若通过电子的物质的量为0.01 mol,则理论上消耗Zn的质量为0.01 mol×12×65 g/mol≈0.3 g。
(2)盐桥中阴离子向负极移动,则放电时盐桥中氯离子向右侧烧杯移动;用阳离子交换膜代替盐桥,阳离子向正极移动,则钾离子向左侧烧杯移动。
(3)由题图可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。
(4)在25 ℃、101 kPa条件下,辛烷C8H18(l)燃烧生成1 mol水蒸气放热550 kJ,所以辛烷燃烧生成9 mol水蒸气放热4 950 kJ,1 g水蒸气转化为液态水放热2.5 kJ,9 mol水蒸气转化为液态水放热405 kJ,综上可知,辛烷的燃烧热ΔH=-5 355 kJ/mol,则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)+252O2(g) 8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=-5 355 kJ/mol。
(5)镍氢电池的总反应式为H2+2NiOOH 2Ni(OH)2,混合动力车上坡或加速时,电池处于放电状态,乙电极是正极,电极反应式为NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,故乙电极周围溶液的碱性增强,pH增大。