高中化学第一节 原电池课时作业

这是一份高中化学第一节 原电池课时作业，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第四章第一节原电池同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．我国科学家开发了FeCo-NSC催化剂，设计一种新型锌-空气电池，装置如图所示。

放电时，下列说法错误的是
A．“FeCo-NSC”能降低正极反应的活化能
B．正极反应式为
C．向Zn极附近迁移
D．右侧电极电势比左侧电极高
2．锂空气电池因其比能量非常高，具有广阔应用前景。下图是一种锂空气电池的工作示意图，下列分析正确的是

A．放电时，a电极的反应式为
B．有机电解液可换成水溶液
C．转移4mol电子，b电极消耗22.4L的氧气
D．放电时，电流从a电极经外电路流回b电极
3．我国科研工作者发明了一种高性能的水系锰基锌电池[]，电池工作示意图如图，该电池工作一段时间后，的浓度增大。下列说法正确的是

A．电极X的材料为Zn
B．膜a、b分别为阳、阴离于交换膜
C．正极反应式为
D．当的物质的量增大0.1mol时，电路中转移0.4mol电子
4．下列原电池装置图示中电子或离子流向、正极或负极等标注不正确的是
A
B
C
D




铅蓄电池
锌银纽扣电池
燃料电池
锌铜原电池
A．A B．B C．C D．D
5．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图所示。下列说法不正确的是

A．该装置将化学能转化为电能
B．电极b上发生的反应式：O2+4e-+4H+=2H2O
C．电极a上发生的反应式：2H2S-4e-=S2↓+4H+
D．电路中每通过4mol电子，理论上在电极a消耗44.8LH2S
6．铜—锌原电池装置如图所示，电解质溶液为硫酸铜溶液，电池工作一段时间后，下列说法错误的是

A．锌电极上的反应为Zn-2e-=Zn2＋
B．溶液中的SO向锌电极移动
C．电子从锌电极经过硫酸铜溶液流向铜电极
D．铜电极质量增加
7．某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法不正确的是

A．工作时电极b作正极，O2-由电极b流向电极a
B．负极的电极反应式为：
C．当传感器中通过2×10-3mol电子时，通过的尾气中含有2.24mLCO
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
8．用选项中的电极、溶液和如图所示装置可组成原电池。下列现象或结论的叙述正确的是

选项
电极a
电极b
A溶液
B溶液
现象或结论
A
Cu
Zn
CuSO4
ZnSO4
一段时间后，a增加的质量与b减少的质量相等
B
Cu
Zn
稀H2SO4
ZnSO4
盐桥中阳离子向b极移动
C
Fe
C
NaCl
FeCl3
外电路电子转移方向：b→a
D
C
C
FeCl3
KI、淀粉混合液
若开始时只增大FeCl3溶液浓度，b极附近溶液变蓝的速度加快
A．A B．B C．C D．D
9．下列装置可以形成原电池的是
A． B． C． D．
10．银锌纽扣电池的电池反应式为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列说法不正确的是

A．锌作负极，失去电子
B．正极为Ag2O，发生还原反应
C．电池工作时，电子从Ag2O经导线流向Zn
D．正极的电极方程式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
11．结合图示判断，下列叙述中，正确的是

A．(a)和(b)中正极均被保护
B．(a)和(b)中负极反应均是
C．(a)和(b)中正极反应均是
D．(a)和(b)中均向铁电极方向移动
12．abcd四个金属电极，反应装置及反应现象见表，由此可判断四种金属的活动性顺序
实验装置




部分实验现象
a极质量减小，b极质量增加
b有气体产生，c无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流计指示，导线中电流从a极流向d极
A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c
13．关于如图所示的原电池甲和乙，下列说法正确的是

A．甲、乙中铜片上均发生还原反应 B．两池中铁片均发生反应：Fe-2e-=Fe2+
C．装置甲中电子由Cu→灯泡→Fe D．两池所得Fe、Cu金属活泼性相反
14．新型锂空气电池具有使用寿命长、可在自然空气环境下工作的优点。其原理如图所示(电解质为离子液体和二甲基亚砜)，电池总反应为，下列说法不正确的是

A．放电时电子由电极经外电路流入Li电极
B．放电时正极反应式为
C．充电时Li电极与电源的负极相连
D．碳酸锂涂层既能阻止锂电极的氧化又能让锂离子进入电解质
15．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是

A．图甲：锂电池放电时，电解质溶液中向锂电极迁移
B．图乙：锌筒作正极
C．图丙：负极的电极反应为：
D．图丙：电池放电过程中，溶液的pH增大

二、填空题
16．研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成，两步反应的能量变化示意图如下：

全部氧化成的热化学方程式为 。
(2)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含快速启动，其装置示意图如下：

①质子的流动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
②负极的电极反应式为 。
17．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供的信息，回答下列问题。
(1)铅蓄电池在放电时发生的总反应为，负极电极反应式为 。工作后，铅蓄电池里电解质溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路板，发生反应，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 。当转移0.2mol电子时，被腐蚀的铜的质量为 g。
(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 。
A铝片、铜片    B．铜片、铝片    C．铝片、铝片
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置。
①如图是电解质溶液为稀硫酸的氢氧燃料电池原理示意图：

氢氧燃料电池的总反应方程式是 。
②将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的一极是原电池的 极，该极的电极反应式是 。

三、实验题
18．为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，小睿同学通过改变浓度研究：“”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下：

(1)待实验①溶液颜色不再改变时，再进行实验②③④，目的是使实验①的反应达到 。
(2)实验④是实验③的 试验，目的是 。
(3)实验②的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2+向Fe3+转化。根据氧化还原反应的规律，该同学推测实验②中Fe2+向Fe3+转化的原因：外加Ag+使c(I-)降低，导致的还原性弱于Fe2+，用如图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。

①K闭合时，指针向右偏转，b作 极。
②当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管左管滴加0.01 mol/LAgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是 。
(4)按照(3)的原理，该同学用上图装置再进行实验，证实了实验③中Fe2+向Fe3+转化的原因。
①转化原因是 。
②与(3)实验对比，不同的操作是 。
(5)实验①中，还原性：I-＞Fe2+，而实验②③中，还原性：Fe2+＞I-，将(3)和(4)作对比，得出的结论是 。
19．示意氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为该电池的工作原理示意图，该电池的电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：

（1）氢氧燃料电池放电时能量转化形式主要是 ，在导线中电子流动方向为 （用a、b表示）。
（2）负极的电极反应式为 。
（3）电极表面镀铂粉的原因是 。
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
I.
Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑
①反应I中的还原剂是 ，反应Ⅱ中的氧化剂是 。
②已知LiH固体的密度为0.82g•cm-3。用锂吸收224L（标准状况下）H2，生成的LiH的物质的量为 mol。
③将由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为 mol。

参考答案：
1．D
【分析】由新型锌-空气电池装置可知，该反应的负极反应式为2Zn+4OH--4e-=2ZnO+2H2O；正极反应式为，总反应为2Zn+O2=2ZnO。
【详解】A．“FeCo-NSC”催化剂能降低正极反应的活化能，加快反应速率，A正确；
B．正极反应式为，B正确；
C．向负极Zn附近迁移，C正确；
D．原电池中，正极电势高于负极电势即左侧电极电势比右侧电极高，D错误；
故选D。
2．A
【分析】结合图示装置，Li失去电子为负极，则a为负极，b为正极，据此判断。
【详解】A．放电时，图中负极为Li，根据电解液传导离子为锂离子，故电极反应为：Li-e-=Li+，A正确；
B．Li和水反应，不能把有机电解液换成水溶液，B错误；
C．气体未说明存在状态，无法计算，C错误；
D．a为负极，b为正极，放电时，电流从b电极经外电路流回a电极，D错误；
故选A。
3．C
【详解】A．由图中电子流动方向可知电极Y为负极，材料为Zn，电极X为正极，材料为，故A错误；
B．一段时间后，的浓度增大说明程a、b分别为阴、阳离子交换膜，故B错误；
C．根据总反应，锰化合价降低，则正极反应式为，故C正确；
D．的物质的量增大0.1m时，电路中转移0.2ml电子，故D错误。
综上所述，答案为C。
4．C
【详解】A．铅蓄电池中二氧化铅作正极，铅作负极，标注正确，故A不符合题意;
B．锌银纽扣电池中锌作负极，氧化银作正极，标注正确，故B不符合题意；
C．氢氧燃料电池中氢气作负极，是电子流出极，溶液中氢离子通过质子交换膜从左向右移动，标注错误，故C符合题意；
D．锌铜原电池中锌作负极，铜作正极，钾离子向正极即向左移动，标注正确，故D不符合题意；
故答案选C。
5．D
【详解】A．该装置是质子膜H2S燃料电池，将化学能转化为电能，A正确；
B．正极O2得电子发生还原反应，酸性条件下，氧气得电子生成水，则电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，故B正确；
C．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，电极反应式为：2H2S-4e-= S2+4H+，C正确；
D．没有说明是否为标况状态，不能计算消耗H2S的体积，D错误；
故选D。
6．C
【详解】A．锌的活动性强于铜，锌作负极，则锌电极上的反应为Zn-2e-=Zn2＋，A正确；
B．原电池工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，故SO向锌电极移动，B正确；
C．电子从锌电极经过导线流向铜电极，溶液不能传导电子，C错误；
D．铜电极是正极，溶液中的铜离子在正极放电析出铜，因此铜电极质量增加，D正确；
故选C。
7．C
【分析】该电池为燃料电池，燃料为负极，空气为正极。
【详解】A．b为正极，阴离子向负极移动，正确；
B．负极发生氧化反应，正确；
C．通过2×10-3mol电子时，反应的CO为0.001mol，在标准状况下，体积为2.24mL，错误；
D．CO含量高，转移电子多，电流大，正确。
故选C。
8．D
【分析】原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。
【详解】A．电极b的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋，电极a的电极反应为Cu2＋＋2e-=Cu，所以一段时间后，a增加的质量小于b减少的质量，A错误；
B．由于b极上锌失电子为负极，盐桥中阴离子向b极移动，B错误；
C．Fe做负极，C做正极，外电路电子转移方向：a→b，C错误；
D．I-失去电子生成I2，淀粉溶液遇碘变蓝色，则b极附近溶液变蓝，若开始时增大FeCl3溶液浓度，反应速率加快，则b极附近溶液变蓝的速度加快，D正确；
故选D。
9．A
【详解】A．该装置中，两个电极材料Zn、Cu的金属活动性不同，用导线相连接，与电解质溶液稀硫酸相接触，能形成原电池，A符合题意；
B．两个电极材料都为Ag，活动性相同，不能产生电势差，不能形成电流，B不符合题意；
C．虽然具有两个活动性不同的电极，但植物油为非电解质，不能传导电流，C不符合题意；
D．具有两个活动性不同的电极，且稀硫酸为电解质溶液，但不能形成闭合回路，D不符合题意；
故选A。
10．C
【分析】该原电池Zn+Ag2O+H2O= Zn(OH)2+2Ag中，负极反应为Zn+2OH--2e-= Zn(OH)2、正极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，电子由负极流向正极，以此来解答。
【详解】A．Zn失电子发生氧化反应而作负极，故A正确；
B．正极上Ag2O得电子发生还原反应，故B正确；
C．原电池中电子从负极沿导线流向正极，该原电池中Zn是负极、Ag2O是正极，所以放电时电子从Zn经导线流向Ag2O极，故C错误；
D．正极上Ag2O得电子，正极反应为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，故D正确；
故选：C。
11．A
【分析】锌比铁活泼，装置(a)中锌做负极，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，铁做正极，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；铁比铜活泼，装置 (b)中铁为负极，反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极为铜，电解质溶液呈酸性，所以正极的反应式为：2H++2e-=H2↑；原电池中阳离子定向移动到正极。
【详解】A．题给装置(a)、 (b)都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护，选项A正确；
B．(a)中的负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，而 (b)中负极是铁，反应式为：Fe-2e-=Fe2+，选项B错误；
C．(a)溶液显中性，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，而 (b)溶液显酸性，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，选项C错误；
D．原电池中阳离子定向移动到正极，(a)中向铁电极方向移动， (b)中向铜电极方向移动，选项D错误；
答案选A。
12．C
【分析】由两种金属构成的原电池中，较活泼的金属作负极、较不活泼金属作正极，负极上发生失电子的氧化反应、电极溶解而使质量减小，正极上发生得电子的还原反应、电极质量增加或有气体生成，放电时电解质溶液中阴离子向负极移动，电流从正极流向负极，据此分析解答。
【详解】a、b电极和硫酸铜溶液构成的原电池中，a极质量减小、b极质量增加，则a被氧化，金属活动性：a＞b；
b、c没有闭合回路，不能构成原电池，b极有气体产生，c极无变化，说明b较活泼，则金属活动性：b＞c；
c、d和稀硫酸构成的原电池中，d极溶解、c极有气体产生，则d发生氧化反应，金属活动性：d＞c；
a、d和稀硫酸构成的原电池中，电流从a极流向d极，则a作正极、d作负极，金属活动性d＞a；
综上，金属活动性强弱顺序是d＞a＞b＞c；
故答案选C。
【点睛】本题考查原电池工作原理，把握原电池的工作原理及金属性强弱的比较方法为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，注意原电池电极的判定方法。
13．C
【详解】A．甲池中在室温下Fe在浓硝酸中会钝化，Cu与硝酸会发生剧烈反应，所以Cu作负极，失去电子发生氧化反应；在乙池中由于Fe比Cu活泼，Fe与稀硫酸发生反应，所以铁作负极，失去电子发生氧化反应，Cu做正极，正极上发生H+得到电子的还原反应，A错误；
B．甲池中铜作负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，乙池中Fe为负极，发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+，B错误；
C．甲池中铜作负极、铁作正极，电子由负极(Cu)经过用电器(灯泡)到达正极(Fe)，C正确；
D．在原电池中一般活泼金属作负极，不活泼的作正极，但根据电极反应判断金属活泼性时，还要结合电解质溶液的酸碱性及电解质浓度对电极判断的影响，D错误；
故合理选项是C。
14．A
【分析】根据总反应可知，放电时Li电极失去电子为负极，极得到电子为正极；充电时，Li电极得到电子，极失去电子。
【详解】A．放电时为原电池，电子由负极经外电路流入正极，则由Li电极经外电路流入电极，A错误；
B．放电时，空气中的氧气在正极上得电子，反应式为，B正确；
C．充电时，Li电极得到电子，应与电源的负极相连，C正确；
D．碳酸锂涂层既能阻止锂电极的氧化又能让锂离子进入电解质，D正确；
故选A。
15．D
【详解】A．原电池放电时，阳离子从负极流向正极，该装置中多孔碳材料是正极、锂是负极，所以放电时溶液中Li+从锂电极向多孔碳材料电极迁移，故A错误；
B．该装置中Zn易失电子作负极，故B错误；
C．PbSO4为难溶于水的盐，故负极的电极反应式为Pb+SO-2e-=PbSO4，故C错误；
D．放电时，电池反应式为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)，消耗硫酸且生成水，导致反应后硫酸浓度减小，故D正确；
故选D。
16．(1)
(2) 从A到B

【详解】（1）根据图示可知第一步反应①为，第二步反应②为，根据盖斯定律由①+②可得
（2）由图可知总反应式为，A为负极，B为正极，质子即为H+，朝正极移动，故移动方向为从A到B；负极的电极反应式为：
17．(1) 变大
(2) Cu 6.4
(3)B
(4) 负

【解析】（1）
原电池负极发生氧化反应，根据铅蓄电池在放电时发生的总反应，Pb发生氧化反应生成PbSO4，负极电极反应式为。反应消耗硫酸，工作后，铅蓄电池里电解质溶液的pH变大。
（2）
原电池负极发生氧化反应，反应中Cu发生氧化反应，所以负极所用电极材料为Cu。当转移0.2mol电子时，消耗0.1molCu，被腐蚀的铜的质量为6.4g。
（3）
铝在浓硝酸中钝化，将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，铜是负极；铝能与氢氧化钠生成偏铝酸钠和氢气，将铝片和铜片用导线相连，插入烧碱溶液中，铝是负极，选B。
（4）
①氢气和氧气反应生成水，氢氧燃料电池的总反应方程式是。
②将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，甲烷失电子生成碳酸钾，则通入甲烷气体的一极是原电池的负极，负极的电极反应式是。
18． 化学平衡状态(反应限度) 对照实验 排除实验③的水使溶液中离子浓度改变造成的影响 正 左管产生黄色沉淀，指针向左偏转 Fe2+随浓度增大，还原性增强，使Fe2+还原性强于I- 当指针归零后，向U形管右管中滴加l mol•L-1FeSO4溶液 该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向
【详解】(1)要研究平衡移动，则反应需要先达到平衡，然后再改变条件，观察平衡的移动，所以实验①中溶液颜色不变，即表明反应已达平衡；
(2)实验③中加入1 mL FeSO4溶液，即使溶质FeSO4不影响反应，由于溶液中有水，也相当于稀释溶液，溶液的颜色会变浅，所以实验④是实验③的对照实验，即除了加水稀释外，溶液颜色还与平衡移动有关。实验④中颜色比实验③略深，说明实验③中，Fe2+消耗了I2，使得溶液颜色变浅；
(3)①U形管内发生原电池反应，a处I-失电子生成I2，b处Fe3+得电子生成Fe2+，则b处为正极；
②左管中加入AgNO3溶液，Ag+与I-反应生成AgI黄色沉淀，I-浓度减小，反应“”逆向移动，即氧化还原反应逆向进行，得失电子的物质逆向反应，所以电流计中的指针与前面相反，即指针向左偏转；
(4)①要使反应中Fe2+转化为Fe3+，除了(3)中加入AgNO3消耗反应物I-外，还可以加入Fe2+，增大生成物浓度，化学平衡逆向移动。题干要求按照(3)的原理进行实验操作，由“外加Ag+使c(I-)降低，导致I-的还原性弱于Fe2+”知，I-浓度小，还原性减弱。则增大Fe2+浓度，Fe2+还原性强于I-，使得反应Fe2+与I2发生反应。
②通过向U形管右管中滴加1 mol/L FeSO4溶液，增大Fe2+浓度，使得Fe2+还原性强于I-，则反应“”逆向移动；
(5)在实验①中，微粒的还原性：I-＞Fe2+，而在实验②③中，微粒的还原性：Fe2+＞I-，将(3)和(4)作对比，可知得出的结论是：通过改变物质的离子浓度而改变物质的氧化性、还原性的强弱，从而可以使可逆反应向不同的方向进行，因此说明离子浓度影响物质的氧化性和还原性的强弱而改变可逆的氧化还原反应方向。
19． 化学能转化为电能 由a到b 增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率 Li H2O 20 32
【分析】氢氧燃料电池总反应为，氢气所在电极为负极，氢元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，电子在导线中从a流向b，依此解答。
【详解】（1）原电池是把化学能转化成电能的装置，电池总反应为，其中H元素从0价升至+1价，失去电子，即电子在导线中从a流向b；
（2）负极为失去电子的一极， 失电子生成，由于溶液呈碱性，故负极的电极反应式为；
（3）电极表面镀铂粉可增大电极单位面积吸附、的分子数，可以加快反应速率；
（4）①反应I中元素从0价升至+1价，故作还原剂；反应Ⅱ中中的H元素从+1价降至中的0价，故作氧化剂；
②由反应I可知，当锂吸收标准状况下时，生成；
③可生成，则实际参加反应的为，
因1mol转化成1mol的过程中转移2mol电子，所以16mol在反应中转移32mol电子。