化学选择性必修1化学能与电能的转化精练

这是一份化学选择性必修1化学能与电能的转化精练，共9页。

夯实基础
1 下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化为电能的一种装置；②原电池的正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应；③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现；④石墨棒不能用来作原电池的正极；⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2+，能以原电池的形式来实现
A. ①⑤ B. ①④⑤ C. ②③④ D. ②⑤
2 [泰州中学月度检测]某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是( )
注：盐桥中装有含饱和KCl溶液的琼脂
A. 电池工作中，盐桥中的Cl－向负极移动
B. 负极反应式：2H＋＋2e－===H2↑
C. 工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D. Fe作正极，发生氧化反应
3 如图是某同学设计的原电池装置，下列说法正确的是( )
A. 电极Ⅰ上发生氧化反应
B. 电子的移动方向：电极Ⅰ→FeCl3溶液→盐桥→CuCl2溶液→电极Ⅱ
C. 该原电池的总反应式为Fe3+＋Cu===Cu2+＋Fe2+
D. 盐桥中K＋向左侧移动，Cl－向右侧移动
4 某原电池的总反应的离子方程式是Fe＋2Ag＋===Fe2+＋2Ag，该原电池的组成正确的是( )
5 铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。下列有关两种原电池的说法中，错误的是( )
A. 原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu
B. 原电池 Ⅱ 工作时，电子流向为Zn eq \(―――→,\s\up7(导线))Cu
C. 正极反应均为Zn－2e－===Zn2+，发生还原反应
D. 原电池 Ⅱ 工作时，盐桥中的K＋向右侧烧杯移动，Cl－向左侧烧杯移动
6 采用铝-空气电池的新能源汽车一次性加注铝电极可行驶1 600 km，铝-空气电池是由铝合金电极、空气电极、中性或碱性水溶液构成的。下列有关说法正确的是( )
A. 空气电极是负极
B. 电子由铝合金电极经电解质溶液流向空气电极
C. 负极的反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D. 电池工作时铝合金电极不断被消耗
7 [苏州一中检测]Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图所示，该电池工作时，下列说法不正确的是( )
A. Mg电极是该电池的负极
B. 溶液中Cl－向正极移动
C. 石墨电极附近溶液的pH增大
D. 若在石墨电极区加入一定量盐酸，则发生的电极反应式为2H＋＋H2O2＋2e－===2H2O
8 (1) 利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示的原电池，回答下列问题。
①正极反应式：_______________________________；
负极反应式：__________________________________。
②图中X溶液的溶质是________(填化学式，下同)，Y溶液的溶质是________。
③原电池工作时，盐桥中的________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2) 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。回答下列问题。
①反应开始时，乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为____________________________。甲中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为__________________________________。
②电流计读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_________
______________________________________________。
(3) 利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为__________________________。
提升素养
9 某学生设计下列装置，在制取某些物质A的同时，还能提供电能，可行的是( )
10 [无锡匡园双语期中]利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化，现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图所示装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。下列说法正确的是( )
A. a极发生还原反应
B. 为了实现海水的淡化，隔膜1为阳离子交换膜
C. 电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比约为2∶1
D. 该装置内工作温度越高，海水淡化效果越好
11 依据Cd(Hg)＋Hg2SO4===3Hg＋Cd2+＋SO eq \\al(2-,4)反应原理，设计出韦斯顿标准电池，其简易装置如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A. 电池工作时Cd2+向电极B移动
B. 反应中每生成a ml Hg转移2a ml电子
C. 电极B上发生的反应：Cd(Hg)－4e－===Hg2+＋Cd2+
D. 电极A上发生的反应：Hg2SO4＋2e－===2Hg＋SO eq \\al(2-,4)
12 [苏州一中检测]十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法正确的是( )
A. 盐桥中Cl－向Y极移动
B. 电路中流过7.5 ml电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8 L
C. 电流由X极沿导线流向Y极
D. Y极发生的反应为2NO eq \\al(－,3)＋10e－＋6H2O===N2↑＋12OH－，周围pH增大
13 已知：向FeCl2溶液中滴加稀硝酸，溶液颜色由浅绿色变为棕黄色。某同学用此反应设计了如图所示原电池。
(1) 写出FeCl2与稀硝酸反应的离子方程式_____________________________
______________________________________________________________________。
(2) 图中电子流动方向为________(填“a”或“b”，下同)极到________极。
(3) 在乙烧杯中会观察到的现象为__________________________________，写出乙烧杯中的电极反应式____________________________________________。
(4) H＋流向________(填“甲”或“乙”)烧杯，若一段时间内流向该烧杯的H＋有0.05 ml，则消耗Fe2+________g。
(5) 该装置存在的缺点是____________________________________(写一点)。
14 [无锡锡山中学期中]人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中信息，回答下列问题。
(1) 直接提供电能的反应是放热反应，下列反应能设计成原电池的是________(填字母，下同)。
A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B. NaOH与稀盐酸反应
C. 灼热的炭与CO2反应
D. H2与Cl2燃烧反应
(2) 将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100 mL 相同浓度的稀硫酸中一段时间。下列说法正确的是________。
a. 甲、乙均为化学能转变为电能的装置
b. 乙中铜片上没有明显变化
c. 甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少
d. 甲、乙两烧杯中c(H＋)均减小
(3) 下图为甲烷-氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH。通O2的一极为______(填“正”或“负”)极，该电极反应式为___________________
______________________________________________________________________。
课时小练3 原电池的工作原理
1. A
2. A 根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl－向负极移动，A正确；铁作负极，电极反应式：Fe－2e－===Fe2+，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H＋，c(H＋)减小，pH增大，C错误；总电极反应式为Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，铁作负极，发生氧化反应，D错误。
3. D 电极Ⅰ为原电池正极，其上发生还原反应，A错误；电子的移动方向：电极Ⅱ→导线→电极Ⅰ，B错误；该原电池的总反应式为2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+，C错误；盐桥中K＋向正极移动，即向左侧移动，Cl－向负极移动，即向右侧移动，D正确。
原电池的工作原理
把化学能转化为电能的装置，其本质是发生了氧化还原反应。
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Ⅰ Ⅱ
4. C
5. C 原电池Ⅰ和Ⅱ中，Zn为负极，Cu为正极，CuSO4为电解质溶液，工作原理都是Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，A正确；在原电池中，负极锌失去电子，经外电路流向正极铜，B正确；正极反应为Cu2+＋2e－===Cu，发生还原反应，C错误；在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，装置Ⅱ中，右侧烧杯中的铜为正极，左侧烧杯中的锌为负极，所以盐桥中的K＋向右侧烧杯移动，Cl－向左侧烧杯移动，D正确。
6. D 空气电极是原电池正极，A错误；电子不经过电解质溶液，电子由铝合金电极经导线流向空气电极，B错误；负极发生失去电子的氧化反应，电极反应为Al＋4OH－－3e－===[Al(OH)4]－，C错误；电池工作时，铝不断失去电子，导致铝合金电极不断被消耗，D正确。
7. B 镁、过氧化氢和海水形成原电池，镁失去电子，作负极发生氧化反应，过氧化氢作氧化剂在正极上发生还原反应，被还原，据此分析。Mg电极为负极，A正确；溶液中的阴离子向负极移动，B错误；过氧化氢作为氧化剂，在石墨上被还原变为OH－，电极反应为H2O2＋2e－===2OH－，故溶液pH增大，C正确；加入的盐酸将正极生成的OH－中和生成水，D正确。
8. (1) ①Fe3+＋e－===Fe2+ Cu－2e－===Cu2+ ②FeCl3 CuCl2 ③ 阳 (2) ①氧化 2I－－2e－===I2 还原 Fe3+＋e－===Fe2+ ②正 I2＋2e－===2I－ (3) O2＋4e－＋4H＋===2H2O
9. A 甲为原电池的负极，乙为原电池的正极。H2和Cl2发生原电池反应生成HCl，H2通入负极，Cl2通入正极，A正确；H2和N2发生原电池反应生成NH3，N2通入正极，H2通入负极，B错误；CO2、NH3、NaCl饱和溶液反应生成NaHCO3，这是侯氏制碱法原理，是非氧化还原反应，不能提供电能，C错误；PbSO4是沉淀，生成的PbSO4附着在电极上，不容易分离和循环使用，D错误。
10. C a极上CH3COO－转化为CO2和H＋，C元素被氧化，所以a极为原电池的负极，A错误；模拟海水中的Cl－需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，B错误；a为负极，CH3COO－失电子被氧化成CO2和H＋，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，b极为正极，水溶液为酸性，所以H＋得电子产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，所以当转移8 ml 电子时，正极产生4 ml气体，负极产生2 ml气体，正、负极产生气体的物质的量之比为4∶2＝2∶1，C正确；工作温度越高，微生物的催化效果反而会降低，海水淡化效果不一定越好，D错误。
11. D 原电池中阳离子向正极移动，A为正极，则Cd2+向电极A移动，A错误；每生成3 ml Hg，转移2 ml电子，则每生成a ml Hg转移 eq \f(2,3)a ml电子，B错误；Cd(Hg)中Hg的化合价没有变化，仍为0价，则电极反应式为 Cd(Hg)－2e－===Cd2+＋Hg，C错误；在A极上，Hg2SO4得到电子生成Hg单质，电极反应式为Hg2SO4＋2e－===2Hg＋SO eq \\al(2-,4)，D正确。
12. D 由图示可知，X极氨气失电子发生氧化反应生成氮气，则X是负极，处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置，溶液中的阴离子移向负极，盐桥中Cl－向X极移动，A错误；电池总反应为5NH3＋3NO eq \\al(－,3)===4N2＋6H2O＋3OH－，转移15 ml电子时生成4 ml N2，故电路中流过7.5 ml电子时产生2 ml N2，标准状况下的体积为44.8 L，B错误；电流由正极流向负极，即电流由Y极沿导线流向X极，C错误；Y是正极，NO eq \\al(－,3)得电子发生还原反应生成N2和OH－，故正极周围溶液的pH 增大，D正确。
13. (1) 3Fe2+＋4H＋＋NO eq \\al(－,3)===3Fe3+＋NO↑＋2H2O (2) a b (3) 生成无色气体，遇到空气变红棕色 4H＋＋NO eq \\al(－,3)＋3e－===NO↑＋2H2O (4) 乙 2.8 (5) 正极生成的NO会污染空气
解析：(1) Fe2+与稀硝酸反应生成Fe3+、NO和水。(2) Fe2+在负极上失电子，则a为负极，b为正极，原电池中电子从负极流向正极，即电子从a极经导线流向b极。(3) b为正极，正极上NO eq \\al(－,3)得电子生成NO，则正极反应式为4H＋＋NO eq \\al(－,3)＋3e－===NO↑＋2H2O；乙烧杯中NO eq \\al(－,3)得电子生成NO，NO遇到空气生成NO2，所以生成的无色气体会变为红棕色。(4) 原电池中，溶液中阳离子向正极移动，则H＋流向乙烧杯，若一段时间内流向该烧杯的H＋有0.05 ml，则外电路中转移电子为0.05 ml，负极反应式为Fe2+－e－===Fe3+，则消耗Fe2+为0.05 ml，其质量为0.05 ml×56 g/ml＝2.8 g。(5) 正极反应式为4H＋＋NO eq \\al(－,3)＋3e－===NO↑＋2H2O，正极产物NO为有毒气体，会污染空气。
14. (1) D (2) bd (3) 正 O2＋2H2O＋4e－===4OH－选项
A
B
C
D
正极
Fe
Pt
Ag
Ag
负极
Ag
Cu
Fe
Fe
电解质溶液
AgNO3
H2SO4
AgNO3
FeCl2
选项
甲
乙
电解质溶液
物质A
A
H2
Cl2
稀盐酸
HCl
B
N2
H2
某可行溶液
NH3·H2O
C
CO2
NH3
NaCl饱和溶液
NaHCO3
D
Pb
PbO2
H2SO4溶液
PbSO4
电极名称
负极
正极
电极材料
锌片
铜片
电极反应
Zn－2e－===Zn2+
Cu2+＋2e－===Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由Zn片沿导线流向Cu片
盐桥中离子移向
盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极
盐桥作用
①连接内电路，形成闭合回路；
②平衡电荷，使原电池不断产生电流