高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时测试题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时测试题，共11页。试卷主要包含了关于原电池的叙述中正确的是，下列电池不属于二次电池，下列反应不可用于设计原电池的是，下列各变化中属于原电池反应的等内容，欢迎下载使用。

一．选择题（共12小题）


1．关于原电池的叙述中正确的是（ ）


A．原电池是把化学能转变为电能的装置


B．构成原电池正极和负极的必须是两种不同金属


C．原电池电解质溶液中阳离子向负极移动


D．理论上，所有的氧化还原反应都能设计成原电池


2．下列关于如图所示原电池装置的叙述中，正确的是（ ）





A．铜片是负极


B．电流从锌片经导线流向铜片


C．硫酸根离子在溶液中向正极移动


D．锌电极上发生氧化反应


3．下列电池不属于二次电池（可充电电池）的是（ ）


A．锌锰电池B．锂离子电池


C．铅蓄电池D．镍镉电池


4．下列反应不可用于设计原电池的是（ ）


A．2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O


B．Ba2++SO42﹣═BaSO4↓


C．Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑


D．4Al+3O2+6H2O═4Al（OH）3


5．下列各变化中属于原电池反应的（ ）


A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层


B．锌与稀硫酸反应时，用锌粉代替锌块可使反应加快


C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层


D．镀锌铁表面有划损时，仍然能阻止铁被氧化


6．化学能与电能等能相互转化，根据如图所示装置，下列说法正确的是（ ）


A．图1、图2都能将化学能转化为电能


B．图1中锌、铜都溶解


C．图2中铁失去电子，石墨得到电子


D．图2中铁作负极，电极反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+


7．中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可充电锂空气电池如图1，电池的工作原理如图2．下列有关说法错误的是（ ）（已知F＝96500C/ml）





A．放电时，纸张中的纤维素作为电池的正极导电材料


B．充电时，若阳极放出1ml O2，则有4ml e﹣从X电极流出


C．放电时，理论上1g负极材料能释放的电量约为13786C


D．充电时，若用铅蓄电池做直流电源，则Y电极材料为PbO2


8．分别按图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中A为电流表，以下叙述中，不正确的是（ ）





A．两烧杯中铜片表面均有气泡产生


B．两烧杯中溶液pH均增大


C．产生气泡的速度甲中比乙中慢


D．乙实验中，把硫酸换成硫酸铁溶液，铜电极的电极反应式为Fe3++e﹣═Fe2+


9．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这个特点，科学家发明了测水泥初凝时间的某种方法。此法的原理如图所示，反应的总方程式为2Cu+Ag2O═Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是（ ）





A．正极电极反应式为Ag2O+2e﹣+2H+═2Ag+H2O


B．测定原理示意图中，Ag2O为负极


C．负极的电极反应式为2Cu+2OH﹣﹣2e﹣═Cu2O+H2O


D．电池工作时，OH﹣向正极移动


10．最近科学家利用下列装置图成功地实现了CO2和H2O合成CH4．下列叙述错误的是（ ）





A．电池工作时，实现了将太阳能转化为电能


B．电池内H+透过质子交换膜从左向右移动


C．铜电极为正极，电极反应式为CO2+8H+﹣8e﹣═CH4+2H2O


D．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸


11．近日，我国科学家实现了CO2的捕获与转化，装置如图所示，利用其能吸收二氧化碳，并产生有价值的物质，该设计在国际期刊《JurnalfEnergyChemistry》中发表。下列有关说法正确的是（ ）





A．电源在使用过程中，b极发生还原反应


B．该装置实现了CO2的化学能转化为电能


C．利用该装置的原理，理论上也可用于捕获与转化硫氧化物、氮氧化物


D．若电源中有4ml电子转移，则最多可捕获CO222.4L


12．用如图所示装置进行实验（a、b电极均为Ag单质），观察到了灵敏电流计指针发生偏转。下列说法正确的是（ ）


A．b极发生氧化反应


B．离子交换膜为阴离子交换膜


C．去掉离子交换膜，电流表仍然有电流通过


D．电流计指针不再偏转时，右边硝酸银溶液的物质的量浓度依然大于左边


二．填空题（共3小题）


13．由铜片、锌片和300mL稀硫酸组成的原电池中，当铜片上放出3.36L气体（标准状况）时，硫酸恰好用完，产生这些气休消耗锌 g，有 个电子通过导线，原硫酸的物质的量浓度为 ml•L﹣1。


14．将锌片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，如图所示．负极是 ；负极反应式： ；铜片质量 （选填：“增加”、“不变”、“减少”）；其正极反应式： ；在导线中e﹣流动方向是 → ．





15．（1）如图1是某化学兴趣小组探究化学能转变为电能的装置。若依据氧化还原反应：Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+设计原电池，电极a为石墨、则电极b为电池的 极，发生的电极反应式为： ，电极a上发生的电极反应为 （填“氧化”或“还原”）反应。


（2）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图2为某种甲烷燃料电池示意图，工作时电子流向如图所示。写出电极A的电极方程式 ，电极A附近pH如何变化？ 。（填“变大”或“变小”）


（3）Li﹣SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4﹣SOCl2．电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2．已知SOCl2会与水反应有刺激性气味的气体生成：SOCl2+H2O═2HCl↑+SO2↑．请回答下列问题：电池的负极材料为 ； 电池正极发生的电极反应式为 ；组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。








参考答案


一．选择题（共12小题）


1．【分析】原电池是把化学能转化为电能的装置，负极上发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，原电池放电时，电子由负极经过导线流向正极，电解质溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极，据此分析解答。


【解答】解：A、原电池是将化学能转变为电能的装置，故A正确；


B、构成原电池正极和负极的可以是两种不同金属，也可以是相同金属，如燃料电池的Pt电极，故B错误；


C、原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极，故C错误；


D、一般而言，自发进行的、放热的氧化还原反应可设计成原电池，歧化反应或吸热的氧化还原反应一般不能设计成原电池，故D错误；


故选：A。


2．【分析】Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn﹣2e﹣═Zn2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e﹣＝H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu，阴离子移向负极Zn，据此分析解答。


【解答】解：A、该原电池中，锌为负极，铜为正极，故A错误；


B、电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，电流从铜片经导线流向锌片，故B错误；


C、电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极Cu，硫酸根离子移向负极Zn，故C错误；


D、该原电池中，锌为负极，Zn失去电子、发生氧化反应，故D正确；


故选：D。


3．【分析】铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等属于可充电电池，是二次电池，锌锰电池不能充电，是一次电池，据次分析。


【解答】解：铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等可以反复充电放电属于可充电电池，是二次电池；锌锰电池不能充电，完全放电后不能再使用，是一次电池，故A选，


故选：A。


4．【分析】构成原电池的条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应；所以设计原电池必须符合构成原电池的条件，且该反应必须是放热反应。


【解答】解：A．甲醇的燃烧属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，故A不选；


B．可溶性钡盐和硫酸或可溶性硫酸盐反应生成硫酸钡的反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故B选；


C．锌和盐酸的反应属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，故C不选；


D．铝和氧气的反应属于自发的氧化还原反应且该反应放热，所以能设计成原电池，故D不选。


故选：B。


5．【分析】属于原电池反应，说明符合原电池的构成条件，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，以此解答。


【解答】解：A、金属铝是比较活泼的金属，在空气中放置的时候能与氧气反应，表面迅速被氧化形成致密的保护膜，与原电池无关，故A错误；


B、用锌粉代替锌块可加大接触面积使反应加快，与原电池无关，故B错误；


C、红热的铁丝和水直接反应生成黑色的四氧化三铁和氢气，不符合原电池构成条件，属于化学腐蚀，故C错误；


D、镀锌铁表面有划损时，构成锌铁原电池，仍然能阻止铁被氧化，属于牺牲阳极保护法，故D正确；


故选：D。


6．【分析】A．图I所示的装置没形成闭合回路，不能形成原电池；


B．铜排在氢之后；


C．石墨是惰性电极，不参与反应；


D．铁做负极发生氧化反应。


【解答】解：A．图I所示的装置没形成闭合回路，不能形成原电池，没有电流通过，所以不能把化学能转变为电能，故A错误；


B．图1中锌可以溶解，铜排在氢元素之后，不发生反应，故B错误；


C．石墨是惰性电极，不参与反应，溶液中的氢离子发生还原反应，故C错误；


D．铁做负极发生氧化反应，电极反应为Fe﹣2e﹣═Fe2+，故D正确；


故选：D。


7．【分析】可充电锂空气电池放电时，纸张中的石墨作锂电池的正极，活泼的锂是负极，电解质里的阳离子从负极经过有机电解质溶液移向正极；开关K闭合给锂电池充电，电池负极接电源的负极，充电时阳极上发生失电子的氧化反应，据此回答。


【解答】解：A．纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨作电池正极导电材料，故A错误；


B．充电时为电解池，若阳极放出1mlO2，则失去4mle﹣，而X电极为负极，故从X电极流出4mle﹣到阴极，故B正确；


C．由题目信息知，1gLi的物质的量为：＝ml，电量为：＝ml×96500C/ml≈13786C，故C正确；


D．Y电极为直流电源的正极，铅蓄电池的正极材料为PbO2，故C正确；


故选：A。


8．【分析】锌比铜活泼，能与稀硫酸反应，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲没有形成闭合回路，不能形成原电池，乙形成闭合回路，形成原电池，根据原电池的组成条件和工作原理解答。


【解答】解：A．甲池不能构成原电池，所以甲池中铜电极上没有气泡产生，故A错误；


B．两烧杯中都是氢离子得电子生成氢气，铁失电子发生氧化反应，所以溶液的pH均增大，故B正确；


C．形成原电池时，可以加快反应速率，所以产生气泡的速度甲中比乙中慢，故C正确；


D．乙实验中，把硫酸换成硫酸铁溶液，总反应是：2Fe3++Fe＝3Fe2+，所以铜电极是正极，电极方程式为Fe3++e﹣＝Fe2+，故D正确；


故选：A。


9．【分析】由电池总反应方程式2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag可知，金属铜的化合价升高、发生失电子的氧化反应，则铜作负极，较不活泼的金属银作正极，负极反应式为2Cu+2OH﹣﹣2e﹣＝Cu2O+H2O，正极反应式为Ag2O+2e﹣+H2O═2Ag+2OH﹣，原电池放电时，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此分析解答。


【解答】解：A．由电池反应方程式2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag知，较不活泼的金属银作正极，碱性条件下正极反应式为Ag2O+2e﹣+H2O═2Ag+2OH﹣，故A错误；


B．测量原理示意图中，较不活泼的金属银作正极，较活泼的金属铜作负极，即Ag2O/Ag为正极，故B错误；


C．电池总反应为2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，其中金属铜的化合价升高、发生失电子的氧化反应，则铜作负极，极反应式为2Cu+2OH﹣﹣2e﹣＝Cu2O+H2O，故C正确；


D．由电池反应方程式2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag知，电池工作时，OH﹣向负极Cu移动，故D错误；


故选：C。


10．【分析】A、由电池装置图可知电池工作时，实现了将太阳能转化为电能；


B、电池内 H+透过质子交换膜向正极移动；


C、正极上发生得电子的还原反应；


D、向装置中加入少量强电解质溶液稀硫酸可以增强导电能力，提高该人工光合系统的工作效率。


【解答】解：A、由电池装置图可知电池工作时，实现了将太阳能转化为电能，故A正确；


B、电池内 H+透过质子交换膜向正极移动，电子流入的极是正极，所以Cu是正极，即电池内 H+透过质子交换膜从左向右移动，故B正确；


C、电子流入的极是正极，所以Cu是正极，Cu上二氧化碳得电子生成甲烷，即CO2+8e﹣+8H+＝CH4+2H2O，故C错误；


D、向装置中加入少量强电解质溶液稀硫酸可以增强导电能力，提高该人工光合系统的工作效率，故D正确。


故选：C。


11．【分析】根据图片可知c极C2O52﹣→O2↑，发生氧化反应生成单质O2，所以c为阳极，d为阴极，阳极与电源正极相接、阴极与电源负极相接，即a极为电源正极、b极为电源负极，阳极反应式为2C2O52﹣﹣4e﹣═4CO2↑+O2↑，阴极电极反应式为：CO32﹣+4e﹣═C+3O2﹣，以此解答该题。


【解答】解：A．由以上分析可知b极为电源负极，负极上发生失电子的氧化反应，故A错误；


B．该装置为电解池，该装置把电能转化为化学能，故B错误；


C．该装置是利用O2﹣与氧化物结合生成酸根离子来吸收氧化物，所以利用该装置的原理，理论上也可用于捕获与转化硫氧化物、氮氧化物，故C正确；


D．由CO2+O2﹣＝CO32﹣，CO32﹣+4e﹣═C+3O2﹣可知，若电源中有4ml电子转移，可以吸收二氧化碳1ml，由于气体二氧化碳存在的条件未知，不能确定体积，故D错误。


故选：C。


12．【分析】由于AgNO3溶液浓度不同形成浓差电池，左池为稀的AgNO3溶液，右池为浓的AgNO3溶液，Ag+浓度越大氧化性越强，所以b为正极，发生还原反应，电极反应式为Ag++e﹣＝Ag，a为负极，发生氧化反应，电极反应式为Ag﹣e﹣═Ag+，右侧离子浓度大，则右侧离子向左侧移动，左侧为负极，阴离子向负极移动，所以溶液中NO3﹣穿过交换膜向负极移动，据此解答。


【解答】解：由于AgNO3溶液浓度不同形成浓差电池，左池为稀的AgNO3溶液，右池为浓的AgNO3溶液，Ag+浓度越大氧化性越强，所以b为正极，发生还原反应，电极反应式为Ag++e﹣＝Ag，a为负极，发生氧化反应，电极反应式为Ag﹣e﹣═Ag+，


A．b为正极，发生得电子的还原反应，故A错误；


B．分析可知，溶液中迁移的离子不可能是Ag+，只能是NO3﹣穿过交换膜向负极移动，为阴离子交换膜，故B正确；


C．去掉离子交换膜，硝酸银溶液浓度会区域相同，不能形成浓差电池，故C错误；


D．左、右两边硝酸银溶液的物质的量浓度相同时，无电流通过，电流计指针不再偏转，所以电流计指针不再偏转时，右边硝酸银溶液的物质的量浓度等于左边，故D错误；


故选：B。


二．填空题（共3小题）


13．【分析】该原电池中，锌电极上电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，铜电极上电极反应式为2H++2e﹣＝H2↑，则电池反应式为Zn+2H+＝H2↑+Zn2+，生成的氢气的物质的量为＝0.15ml，结合电极方程式计算。


【解答】解：由铜片、锌片和300mL稀硫酸组成的原电池中，当铜片上放出3.36L气体（标准状况）时，生成的氢气的物质的量为＝0.15ml，由电池反应式为Zn+2H+＝H2↑+Zn2+可知，消耗的锌为0.15ml，其质量为0.15ml×65g/ml＝9.75g，由电极反应式为2H++2e﹣＝H2↑可知，生成0.15ml氢气转移0.3ml电子，即有0.3NA个电子通过导线，硫酸的物质的量为0.15ml，则原硫酸的物质的量浓度为＝0.5ml/L，


故答案为：9.75；0.3NA；0.5。


14．【分析】锌比铜活泼，锌为负极，被氧化，发生的电极反应：Zn﹣2e﹣═Zn2+，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为：2H++2e﹣═H2↑，溶液中阳离子向正极移动，电子从负极流出，沿导线流向正极，不能通过电解质溶液，


【解答】解：将锌片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，锌失电子发生氧化反应做负极，负极是Zn，负极反应式：Zn﹣2e﹣═Zn2+，铜片做正极，溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极铜质量不变，其正极反应式：2H++2e﹣═H2↑，在导线中e﹣流动方向是Zn沿外导线流向Cu，


故答案为：Zn；Zn﹣2e﹣═Zn2+；不变；2H++2e﹣═H2↑；Zn；Cu．


15．【分析】（1）若依据氧化还原反应：Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+设计原电池，电极a为石墨，作正极，Cu作负极，负极上Cu失电子生成铜离子，正极上铁离子得电子生成亚铁离子；


（2）根据图片知，电解质溶液是碱性溶液，甲烷燃料电池工作时，电子是从负极流向正极，则通入甲烷的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，正极上是氧气发生得电子的还原反应，即A是负极，B是正极；


（3）根据总反应可知，SOCl2在正极得到电子被还原为S，同时生成二氧化硫，据此书写正极电极反应式；锂性质活泼，易与水、氧气反应，SOCl2也可与水反应，组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行。


【解答】解：（1）若依据氧化还原反应：Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+设计原电池，电极a为石墨，作正极，Cu作负极，所以电极b为负极，负极上Cu失电子生成铜离子，电极反应式为Cu﹣2e﹣＝Cu2+，正极a上铁离子得电子生成亚铁离子，发生还原反应，


故答案为：负；Cu﹣2e﹣＝Cu2+；还原；


（2）甲烷碱性燃料电池中，电子是从负极流向正极，则通入甲烷的电极是负极，即A是负极，B是正极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O，消耗OH﹣，则负极碱性减弱，pH减小，


故答案为：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O；减小；


（3）根据总反应4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2可知，金属Li失去电子，则 Li电极为负极，通入SOCl2的电极为正极，SOCl2在正极得到电子被还原为S，同时生成二氧化硫，电极反应式为2SOCl2+4e﹣═4Cl﹣+S+SO2↑；锂是活泼金属，能与空气中的氧气、水蒸气也能反应，SOCl2也可与水反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，


故答案为：锂；2SOCl2+4e﹣═4Cl﹣+S+SO2↑；锂是活泼金属，易与O2反应，SOCl2也可与水反应。