化学第一节 原电池精品当堂达标检测题

这是一份化学第一节 原电池精品当堂达标检测题，共12页。试卷主要包含了下列有关原电池的说法正确的是，下列表述正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中石墨电极
【答案】B
【解析】略
2．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A．甲：溶液中Zn2+向Cu电极方向移动，电子由锌经导线流向铜电极
B．乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
C．丙：锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄
D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
【答案】C
【解析】A．Zn是负极失电子，电子由锌经导线流向铜电极，Cu电极表面有大量电子，溶液中Zn2+向Cu电极方向移动，故A正确；
B．Ag2O是正极，电解液是KOH，正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故B正确；
C．锌筒作负极，发生失电子的氧化反应，不是还原反应，故C错误；
D．铅蓄电池放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，使用一段时间后，电解质溶液硫酸的浓度减小，酸性减弱导电能力下降，故D正确；
故选C。
3．下列有关原电池的说法正确的是
A．活泼的金属不一定作负极B．电池工作时，正极失去电子
C．电池工作时，负极发生还原反应D．电解质溶液一定不能为浓硝酸
【答案】A
【解析】A．原电池中，相对活泼的发生氧化反应的作负极，不一定是活泼金属，如Mg-NaOH-Al原电池中，铝与氢氧化钠溶液发生自发的氧化还原反应，铝作负极，A正确；
B．原电池工作中，正极得电子，发生还原反应，B错误；
C．原电池工作中，正极得电子，发生还原反应，负极失去电子，发生氧化反应，C错误；
D．电解质溶液主要是起离子导体，传递电流的作用，可以是浓硝酸，D错误；
故选A。
4．如图所示的装置中，能形成原电池的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】A．该装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，A不符合题意；
B．乙醇属于非电解质，乙醇溶液不是电解质溶液，不能形成原电池，B不符合题意；
C．该装置有自发的氧化还原反应，活泼性不同的两个电极，电解质溶液，且形成闭合回路，能形成原电池，C符合题意；
D．铜和银均不与氢氧化钠溶液反应，该装置不存在自发的氧化还原反应，不能形成原电池，D不符合题意；
故选C。
5．下列表述正确的是
A．A装置中盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液B．B装置用于测定中和热
C．C装置用于测定的生成速率D．D装置用于比较温度对反应速率的影响
【答案】A
【解析】A．Zn比Cu活泼，Zn为负极，Zn极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，Cu极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，盐桥中的阴离子Cl-移向ZnSO4溶液，A项正确；
B．测定中和热的装置中缺少了玻璃搅拌器，B项错误；
C．C装置中使用长颈漏斗，生成的O2会从长颈漏斗中逸出，注射器中不能准确测量生成的O2的体积，C项错误；
D．NO2球中存在化学平衡2NO2(g)⇌N2O4(g) ∆H＜0，升高温度平衡逆向移动，颜色加深，降低温度平衡正向移动，颜色变浅，用于探究温度对化学平衡的影响，不能探究温度对反应速率的影响，D项错误；
答案选A。
6．下图为某装置的示意图，下列说法中不正确的是
A．Cu做正极反应物B．电子从Zn上经导线运动到Cu上
C．盐桥中的阳离子向右侧烧杯中移动D．该装置实现了氧化反应和还原反应分开进行
【答案】A
【解析】A．铜为正极材料，不是正极反应物，A错误；
B．由以上分析知，Zn作负极，Cu作正极，电子从负极(锌片)流向正极(铜片)， B正确；
C．原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中K+向正极右侧烧杯中移动， C正确；
D．该装置中，负极Zn失电子发生氧化反应，正极Cu2+得电子发生还原反应，实现了氧化反应和还原反应分开进行，D正确；
故选A。
7．氨不仅应用于化肥生产，也可以应用于能源领域，与氢氧燃料电池比，氨氧燃料电池有其独特优势，某研究小组设计的氨氧燃料电池装置如图，下列有关说法不正确的是
A．电极2为正极，发生还原反应
B．电极1的电极反应式为：2NH3-6e-=N2↑+6H+
C．放电过程中溶液中的OH-朝负极移动
D．氨相比于氢气的重要的优势是氨易液化，运输储存方便
【答案】B
【解析】A．电极2通入的氧气，根据氧元素的化合价只能降低判断，电极2做正极，发生还原反应，故A正确；
B．电极1根据通入的氨气和出来的氮气与水利用电子、电荷、原子守恒及碱性溶液的环境书写电极反应为：2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O，故B不正确；
C．原电池中阴离子向负极移动，C正确；
D．氨气易液化，氢气不易液化，因此氨相比于氢气的重要的优势是氨易液化，运输储存方便，D正确；
答案为B。
8．常见的锌锰干电池构造如图，下列说法正确的是
A．Zn作正极
B．石墨棒作负极
C．电流由锌筒流向石墨棒
D．这种电池放电后不能充电，属于一次电池
【答案】D
【解析】A．放电时，Zn元素化合价由0价变为+2价，Zn电极上失电子发生氧化反应，做负极，故A错误；
B．放电时，H元素化合价由+1价变为0价，所以石墨棒作正极，故B错误；
C．电流从电源的正极流向负极，即由石墨棒流向锌筒，故C错误；
D．常见锌锰干电池不能充电，所以属于一次电池，故D正确；
故选：D。
9．微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，反应过程中忽略溶液体积变化，示意图如下：
(1)该电池外电路电子的流动方向为 。（填写“从A到B”或“从B到A”）
(2)工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将 （填写“增大”、“减小”或“不变”），结合化学用语说明原因 。
(3)A电极附近甲醇发生的电极反应式为 。
【答案】(1)从A到B
(2) 不变 B电极反应是O2+4e-+4H+=2H2O 当B电极消耗4ml氢离子同时，4ml氢离子通过离子交换膜从A到B补充了消耗的氢离子，溶液总体积变化忽略不计，因此溶液pH不变
(3)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
【解析】（1）该微生物的甲醇燃料电池中，通入甲醇（电极A）一极为负极，通入氧气（电极B）一极为正极，该电池外电路电子的流动方向为负极到正极，即从A到B；
（2）电解质溶液为酸性，该电池的总反应式为：2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，总反应中并未消耗氢离子，正极（电极B）反应式为：4H＋＋O2＋4e－=2H2O，当B电极消耗4ml氢离子同时，4ml氢离子通过离子交换膜从A到B补充了消耗的氢离子，溶液总体积变化忽略不计，因此溶液pH不变；
（3）A电极为负极，发生氧化反应，甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子，发生的电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
10．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如下图所示：
(1)原电池的负极反应式为 ，正极反应式为 。
(2)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况)气体时，H2SO4恰好消耗一半，则产生这些气体的同时，共消耗 g锌，有 ml电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是 。
(3)在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为 2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，该电池正极发生的反应的电极反应式为 。
【答案】(1) Zn－2e－=Zn2＋ 2H＋＋2e－=H2↑
(2) 4.875 0.15 0.75 ml·L－1
(3)2FeO2- 4+6e—+5H2O=Fe2O3+10OH－
【分析】由图可知，比铜金属性强的锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，铜为正极，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。
【解析】（1）由分析可知，负极的电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；
（2）由电极反应式可知，标准状况下铜片上放出1.68 L氢气时，反应转移电子和消耗氢离子的物质的量都为×2=0.15ml，则原硫酸的浓度为0.15ml×12×20.2L=0.75ml/L，由得失电子数目守恒可知，反应消耗锌的质量为×65g/ml=4.875g；
（3）由电池反应可知，高铁酸钾为原电池的正极，水分子作用下高铁酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氧化铁和氢氧根离子，电极反应式为2FeO2- 4+6e—+5H2O=Fe2O3+10OH－。
11．氨气是一种重要的化工原料，工业合成氨反应为：，将上述合成氨反应设计成燃料电池，工作原理如图所示，其中溶有HCl的稀的A溶液为电解质溶液，下列说法错误的是
A．a电极为正极，发生还原反应
B．A溶液中所含溶质为NH4Cl，可用蒸发结晶的方法分离出A
C．a电极发生的反应为：N2+8H++6e-=2NH+ 4
D．导线中电流方向为a→b
【答案】B
【分析】由图可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，酸性条件下氮气在正极得到电子发生还原反应生成铵根离子，通入氢气的b电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，放电得到的A溶液为氯化铵溶液，浓溶液经冷却结晶、过滤得到氯化铵和可以循环使用的氯化铵的稀溶液。
【解析】A．由分析可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，酸性条件下氮气在正极得到电子发生还原反应生成铵根离子，故A正确；
B．氯化铵受热易分解，不能用蒸发结晶的方法分离得到，应用冷却结晶、过滤的方法得到氯化铵，故B错误；
C．由分析可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，酸性条件下氮气在正极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为N2+8H++6e-=2NH+ 4，故C正确；
D．由分析可知，通入氮气的a电极为燃料电池的正极，通入氢气的b电极为负极，则导线中电流方向为a→b，故D正确；
故选B。
12．如图是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图，结合已学知识分析，下列说法正确的是(每次用相同体积的硫酸，忽略反应前后溶液体积变化)
A．用一根导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通，操作更容易，结果更准确
B．铁屑中混入少量活性炭，对反应速率无影响
C．若第一次测得，第二次测得则第一次快
D．每次测得反应速率均先加快，后逐渐减慢，说明硫酸的浓度先增大，后减小
【答案】A
【解析】A．用导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通，可起到平衡气压和减小误差的作用，稀硫酸更容易滴下，也能避免将加入硫酸的体积当做生成的氢气体积，选项A正确；
B．铁屑中混入少量活性炭，铁、C及稀硫酸构成原电池，能加快铁与稀硫酸的反应速率，选项B错误；
C．反应速率要用同一物质比较才能直接比较大小，若第二次v(Fe2+)=0.08ml/(L·min)，则v(H+)=2v(Fe2+)=2×0.08ml/(L·min)>0.15ml/(L·min)，比第一次速率大，选项C错误；
D．反应速率先加快是因为该反应放热，温度升高，后减慢是因为硫酸浓度减小，选项D错误；
答案选A。
13．直接H2O2-H2O2电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是
A．电极Ⅰ电势低
B．电极Ⅱ的反应为H2O2-2e- +2H+=2H2O
C．内电路电流方向：电极Ⅰ→电极Ⅱ
D．该电池的设计利用了H2O2在酸碱性不同条件下氧化性、还原性的差异
【答案】B
【分析】原电池中，电解质溶液中的阳离子向正极移动。外电路中电子由负极流向正极；所以电极Ⅰ为负极，失去电子，电极反应式为H2O2-2e- +2OH-=2H2O+O2；电极Ⅱ为正极，得电子，电极反应式为H2O2+2e- +2H+=2H2O；据此分析解题。
【解析】A．电极Ⅰ为负极，电势低，故A正确；
B．电极Ⅱ为正极，得电子，电极反应式为H2O2-2e- +2H+=2H2O，故B错误；
C．电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，内电路电流方向为电极Ⅰ→电极Ⅱ，故C正确；
D．H2O2在不同的酸碱性条件下的氧化性、还原性不同，利用此可构建原电池，故D正确；
故答案选B。
14．锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是
（含KCl饱和溶液的琼胶）
A．锌电极上发生氧化反应B．盐桥中的移向溶液
C．电子从锌片经电流计流向铜片D．铜电极上发生反应：
【答案】B
【分析】由图可知，该装置为原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn−2e−=Zn2+，Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e−=Cu，据此作答。
【解析】A．Zn作负极，失电子，发生氧化反应，故A正确；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，因而K+移向硫酸铜溶液，故B错误；
C．原电池工作时，电子从负极(Zn)经电流计流向正极(Cu)，故C正确；
D．Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e−=Cu，故D正确；
故选B。
15．“碳一化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH、HCOOH等)为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。一定温度下，在容积为2L的密闭容器中充入1ml CO2与3ml H2，发生下列反应：
(1)一定温度下，上述反应在恒容密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是___________。
A．加入催化剂，活化分子百分数不变
B．再额外通入适量H2，H2的平衡转化率减小
C．充入少量氦气，CO2的平衡浓度减小
D．升高温度，正逆反应速率与CH3OH的平衡浓度均减小
(2)若反应10min时达到平衡，H2的转化率为50%，则用CO2来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是 。
(3)CO2还可与CH4制取，其原理为。在密闭容器中通入等物质的量的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示，则压强 (填“>”或“”、“”或“=”)(逆)。
(4)根据上述信息，在恒温恒容的密闭容器中通入的混合气体，发生上述反应。下列一定能说明该反应达到平衡状态的是___________。
A．混合气体的平均相对分子质量不再变化B．
C．混合气体的密度不再变化D．物质的总质量不再变化
(5)如图所示，甲醇燃料电池以甲醇为燃料，产生二氧化碳并实现化学能到电能的转化。则该电池中，甲醇发生 反应，负极的电极反应式为 。
【答案】(1)B
(2)0.025ml•L-1•min-1
(3) ＜ ＞
(4)B
(5) 氧化 CH5OH+8OH--6e-=CO2- 3+6H2O
【解析】（1）A．加入催化剂，降低了反应的活化能，活化分子数增加，活化分子百分数增加，A错误；
B．再额外通入适量H2，平衡正向移动，但H2的平衡转化率减小，B正确；
C．充入少量氮气，恒容密闭容器，各物质的浓度不变，平衡不移动，CO2的平衡浓度不变，C错误；
D．升高温度，正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，CH3OH的平衡浓度减小，D错误，
故答案为：B；
（2）若反应10min时达到平衡，设CO2反应了xml，则建立三段式：
CO2(g) + 3H2(g) ⇌ CH3OH(g) + H2O(g)
起始量(ml) 1 3
转化量(ml) x 3ml·50%
平衡量(ml)
由上可见：1x=33×50%(和方程式计量系数成比例)故：x=0.5ml，所以用CO2来表示反应从开始到平衡过程中的平均反应速率ν(CO2)=△c△t=0.5ml2L·10min=0.025ml•L-1•min-1，故答案为：0.025ml•L-1•min-1；
（3）该反应正向为体积增大的方向，压强越大，CH4的转化率越小，已知相同温度下，P1条件下的转化率大于P2，则P1小于P2，压强为P2时，在Y点反应未达到平衡，则反应正向移动，所以ν(正)大于ν(逆)，故答案为：＜；＞；
（4）A．混合气体的平均相对分子质量为M=mn，反应过程中气体的总质量不变，气体的总物质的量也不变，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．2ν正(CO2)=ν逆(H2)，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；
C．反应过程中气体的总质量不变，容器的容积不变，则混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，C错误；
D．反应过程中气体的总质量不变，则气体的总质量不再变化不能说明反应达到平衡状态，D错误；
故答案为：B；
（5）该燃料电池中负极上甲醇失电子和NaOH反应生成碳酸钠和水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，因此甲醇发生氧化反应；放电时电解质溶液中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，负极反应式为CH5OH+8OH--6e-=CO2- 3+6H2O，故答案为：氧化；CH5OH+8OH--6e-=CO2- 3+6H2O。
A
B
C
D
A
B
C
D
将球浸泡在冷水和热水中