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    专题6-§3-2化学电源 同步练习-高一化学苏教版(2019)必修第二册

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    高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化课后测评

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    这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 化学能与电能的转化课后测评,共6页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
    一、选择题(每小题只有一个正确答案)
    1.利用离子反应“Fe+2Fe3+=3Fe2+”设计原电池,下列设计不合理的是( )
    ①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
    ②石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
    ③铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
    ④银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
    A.①② B.②③ C.③④ D.②④
    2.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是( )
    A.锌外壳是负极,石墨棒是正极材料 B.在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳
    C.电流从锌外壳流到石墨棒上 D.电池内部阳离子从石墨棒向锌外壳移动
    3.(2020·湖北四地七校期中联考)如图是某化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列有关该装置的说法正确的是( )
    A.铜为负极,其附近的溶液变蓝,溶液中有Cu2+产生
    B.其能量转化的形式主要是化学能→电能→光能
    C.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向将发生改变
    D.如果将稀硫酸换成柠檬汁,LED灯将不会发光
    4.(2020·河北保定一中高一期中)某兴趣小组设计的简易原电池
    装置如图所示。该电池工作时,下列说法正确的是( )
    A.锌片作正极
    B.碳棒上有气泡产生
    C.可将电能转化为化学能
    D.电子由碳棒经导线流向锌片
    5.(2019·吉林第三中学阶段测试)原电池总反应离子方程式为Mg+2H+=Mg2++H2↑,能实现该反应的原电池是( )
    A.正极为铜,负极为镁,电解质溶液为稀盐酸
    B.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为稀硫酸
    C.正极为石墨,负极为镁,电解质溶液为CuSO4溶液
    D.正极为银,负极为镁,电解质溶液为NaCl溶液
    6.(2019·商丘高一检测)有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是( )
    A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是作催化剂
    B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
    C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
    D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag
    7.(2019·山东邹平一中高一)某普通锌锰干电池的结构如图所示。
    下列说法正确的是( )
    A.锌筒是原电池的正极
    B.石墨电极上发生氧化反应
    C.铵根离子流向石墨电极
    D.电子经石墨电极沿电解质溶液流向锌筒
    8.(2020·成都外国语学校高一期中)银锌纽扣电池,其电池反应式为:
    Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag。下列说法不正确的是( )
    A.锌作负极,发生氧化反应 B.负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
    C.正极为Ag2O,发生还原反应 D.电池工作时,电流从Ag2O经导线流向Zn
    9.某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”(如图)。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后,变成一张可任意裁剪大小的“电纸”,厚度仅为0.5毫米,可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液,电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是( )
    A.该电池的正极材料为锌
    B.该电池反应中二氧化锰发生氧化反应
    C.电池的正极反应式为MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
    D.当有0.1 ml锌溶解时,流经电解液的电子数为1.204×1023
    10.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示,a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )
    A.外电路中电子由a流向b
    B.b极反应式是O2+4OH--4e-=4H2O
    C.总反应式为2H2+O2=2H2O
    D.使用过程中电解质溶液的浓度逐渐减小
    11.(2020·江西南昌中学高一期中)燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,若电解质溶液是强碱溶液,下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
    A.负极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
    B.负极反应式:CH4+8OH--8e-=CO2+6H2O
    C.随着放电的进行,溶液的氢氧根离子浓度不变
    D.放电时溶液中的阴离子向负极移动
    12.(2019·湖北襄阳高一质检)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述不正确的是( )
    A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+
    B.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
    C.正极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-
    D.电池放电时Cl-由负极向正极迁移
    13.锂离子电池是新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂离子电池,某种锂离子电池的总反应式为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法中正确的是( )
    A.Li是正极,电极反应式为Li-e-=Li+
    B.Li是负极,电极反应式为Li-e-=Li+
    C.MnO2是负极,电极反应式为MnO2+e-=MnO2-
    D.Li是负极,电极反应式为Li-2e-=Li2+
    14.(2020·湖南省武冈市第一中学高一期中)下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( )
    A.下述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
    B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏
    C.铅蓄电池在工作中,负极每消耗1 ml铅,则硫酸溶液中就转移2 ml电子
    D.氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
    15.(2019·柯桥区期末)最近,科学家研发了“全氢电池”,
    其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
    A.右边吸附层中发生了氧化反应
    B.负极的电极反应是H2-2e-+2OH-=2H2O
    C.当右边吸附层中产生标准状况下氢气2.24 L时,
    电子在溶液中通过了0.2 ml
    D.电解质溶液中Na+向左移动,ClO4-向右移动
    16.(2020·天水一中期末)固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许O2-在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )
    ①多孔电极a为负极
    ②a极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
    ③b极的电极反应式为H2-2e-+O2-=H2O
    ④该电池的总反应式为2H2+O22H2O
    A.①② B.②④ C.②③ D.③④
    二、填空题
    17.选择适宜的材料和试剂,请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池。
    请回答下列问题:
    (1)负极材料:______;正极材料:__________;电解质溶液:______________。
    (2)写出电极反应式:
    正极:________________________;负极:_____________________________。
    (3)原电池中电子从_________极流出,电解质溶液中阴离子流向_____极(填“正”或“负”)。
    18.有一种微型电池,其电极分别为Zn和Ag2O,电解质溶液是KOH溶液,试回答下列问题:
    (1)原电池是把___________能转化成____________能的装置。
    (2)该电池中Zn极为_________极。
    (3)当金属Zn消耗了16.25 g时,转移电子的物质的量为_______________。
    19.(2019·湖北孝感期中)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式都为2H2+O2=2H2O。
    (1)工作时,电解质溶液中的阴离子移向_________(填“正”或“负”)极。
    (2)酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸,其负极反应式为2H2-4e-=4H+,则其正极反应式为____________________________________________。
    (3)碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液,如右图,则其负极反应式为______________________________________。若该电池工作时溶液中增加1 ml H2O,则理论上电路中通过电子的物质的量为___________ ml。
    20.(2020·河北鸡泽一中高一期中)(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向可知,氧气从_____口通入(填“a”或“b”),X极为电池的_______(填“正”或“负”)极。
    (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为A极:2H2+2O2--4e-=2H2O;B极:O2+4e-=2O2-。则A极是电池的_______极;电子从该极____________(填“流入”或“流出”)。
    (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷—空气燃料电池,该电池工作时,负极反应式为______________________,电池总反应式为__________________________________。
    21.有甲、乙两位同学,他们一起做了水果电池的实验,测得数据如下:
    试根据上表中的实验数据回答下列问题:
    (1)实验2中负极是________,电极反应式为______________________________。
    (2)实验1和5电流方向相反的原因是____________________________________
    _______________________________________________________________________。
    (3)由实验1~实验4可知影响水果电池的电压的因素有________________________。
    (4)根据实验2、6和实验1、5的比较可发现水果电池的电压还与___________有关。
    专题6-§3-2化学电源(同步练习)
    参考答案
    一、选择题(每小题只有一个正确答案)
    1.C 解析:Cu不如铁活泼,则Fe作负极、Cu作正极,故①正确;活泼金属铁作负极,电解质溶液是含有Fe3+的溶液,故②正确;Fe不如Zn活泼,则Fe作正极、Zn作负极,故③错误;电解质溶液应是铁盐溶液,而不是亚铁盐溶液,故④错误。
    2.A 解析:A项,在锌锰干电池中,锌外壳是负极,石墨棒是正极,故正确;B项,在外电路中电子从锌外壳流向石墨棒,故错误;C项,电流的方向与电子的流向相反,应从石墨棒流向锌外壳,故错误;D项,电池内部,阳离子向正极石墨棒移动,故错误。
    3.B 解析:锌片作负极,发生氧化反应,铜片作正极,发生还原反应,A错误;该装置的能量转化形式是“化学能→电能→光能”,B正确;如把锌片换为铁片,铜片依然为正极,电路中的电流方向不会发生改变,C错误;如将稀H2SO4换为柠檬汁,由于柠檬汁中含有柠檬酸,溶液呈酸性,LED灯也会发光,D错误。
    4.B 解析:电池工作时,Zn失去电子,作负极,故A错误;碳棒为正极,氢离子在正极上得到电子生成氢气,有气泡产生,故B正确;原电池是将化学能转化为电能的装置,故C错误;Zn为负极,电子由锌片经导线流向碳棒,故D错误。
    5.A 解析:由原电池总反应式Mg+2H+=Mg2++H2↑可知,镁发生氧化反应作负极,不如镁活泼的金属或导电的非金属作正极,电解质溶液是酸溶液。镁的活泼性大于铜,镁作负极,铜作正极,电解质溶液是稀盐酸,符合条件,A正确;原电池负极应是镁,不是铁,B错误;电解质溶液应是酸溶液,但硫酸铜溶液是盐溶液,C错误;电解质溶液应是酸溶液,但氯化钠溶液是盐溶液,D错误。
    6.D 解析:MnO2的作用是作氧化剂,A错误;Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,H2SO4被消耗,浓度减小,B错误;正极析出铜,Cu2+浓度减小,C错误;
    负极Zn→Zn2+,发生氧化反应,Zn作还原剂;正极:Ag2O→Ag,发生还原反应,Ag2O是氧化剂,D正确。
    7.C 解析:锌锰干电池中,锌筒作负极,石墨电极作正极,A错误;锌锰干电池中,锌筒作负极,石墨电极作正极,正极上二氧化锰得电子发生还原反应,B错误;原电池中阳离子定向移动到正极,故铵根离子流向石墨电极,C正确;电子经导线由负极锌筒流向石墨电极,D错误。
    8.B 解析:Zn失电子发生氧化反应而作负极,故A正确;碱性条件下,锌离子生成Zn(OH)2,所以负极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,故B错误;正极上Ag2O得电子发生还原反应,故C正确;原电池中电流从正极沿导线流向负极,该电池中Zn是负极、Ag2O是正极,所以放电时电流从Ag2O经导线流向Zn,故D正确;
    9.C 解析:该原电池中,锌元素化合价由0变为+2,锌失电子作负极,故A错误;该原电池中,锰元素化合价由+4变为+3,所以二氧化锰作正极,发生还原反应,故B错误;正极上二氧化锰得电子发生还原反应,电极反应为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-,故C正确;电子从负极沿导线流向正极,不经过电解质溶液,故D错误。
    10.B 解析:通入氢气的电极作负极,a为负极,b为正极,电子由a经外电路流向b,A正确;b极为正极,氧气得电子发生还原反应,反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-,B错误;总反应为氢气和氧气反应生成水,总反应式为2H2+O2=2H2O,C正确;使用过程中不断生成水,电解质溶液碱性减弱,所以电解质溶液的浓度逐渐减小,D正确。
    11.D 解析:O2+2H2O+4e-=4OH-应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出,进一步反应转化成碳酸根离子,所以负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应,所以溶液的c(OH-)将减小。
    12.D 解析:根据题意,电池总反应式为Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag。Mg-AgCl电池中Mg为负极,负极反应式为Mg-2e-=Mg2+,A项正确;Mg为负极,Mg是活泼金属,Mg会与水发生副反应;Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,B项正确;正极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-,C项正确;电池放电时阴离子Cl-由正极向负极迁移,D项错误。
    13.B 解析:根据总反应可判断出Li被氧化,应为负极材料,其失电子成Li+,正极放电的为MnO2。
    14.C 解析:干电池是一次电池,铅蓄电池是可充电电池,属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,故A正确;在干电池中,Zn作负极,被氧化,故B正确;铅蓄电池工作过程中负极每消耗1 ml铅,则线路中会转移2 ml电子,硫酸溶液中无电子转移,故C错误;氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源,故D正确。
    15.B 解析:由电子流向可知,右边吸附层为正极,发生了还原反应,故A错误;由电子流向可知,左边吸附层为负极,发生了氧化反应,电极反应式是H2-2e-+2OH-=2H2O,故B正确;电子不能通过电解质溶液,故C错误;原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以电解质溶液中Na+向右移动,ClO4-向左移动,故D错误。
    16.D 解析:图中电子由多孔电极b通过导线流向多孔电极a,多孔电极b为负极,多孔电极a为正极,①错误;a极对应的电极反应式为O2+4e-=2O2-,②错误;b极的电极反应式为H2-2e-+O2-=H2O,③正确;根据正负极得失电子数相等,将正负极电极反应式相加得,该电池的总反应式为2H2+O22H2O,④正确。
    二、填空题
    17.(1)铜 银(或石墨棒) AgNO3溶液 (2)2Ag++2e-=2Ag Cu-2e-=Cu2+
    (3)铜(或负) 负
    18.(1)化学 电 (2)负 (3)0.5 ml
    19.(1)负 (2)O2+4H++4e-=2H2O (3) H2+2OH--2e-=2H2O 2
    解析:(1)原电池放电时,电子由负极经导线流向正极;负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,电解质溶液中,阴离子移向负极,阳离子移向正极。
    原电池工作时,电解质溶液中阴离子移向负极。
    (2)酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸,其负极反应式为2H2-4e-=4H+,总反应式-负极反应式=正极反应式,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
    (3)碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液,负极是氢气失电子发生氧化反应,负极反应式为 H2+2OH--2e-=2H2O。若该电池工作时增加了1 ml H2O电路中转移电子的物质的量是2 ml。
    20.(1)b 负 (2)负 流出
    (3)CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
    解析:(1)氢氧燃料电池中,电子从负极向正极移动, X是负极,Y是正极,氧气应通入正极。
    (2)根据电极反应可知,A极发生氧化反应,应该是电池的负极,电子从该极流出。
    (3)甲烷—空气燃料电池,通甲烷的一极(X)为负极,通空气的一极(Y)为正极,电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,负极反应式为CH4-8e-+10OH-= +7H2O。
    21.(1)Zn Zn-2e-=Zn2+
    (2)水果品种(电解质溶液)相同时,实验1中锌的还原性大于铜,锌是负极,实验5中锌的还原性小于铝,锌是正极
    (3)水果品种(或电解质溶液) (4)电极材料碱性锌锰电池
    铅-硫酸蓄电池
    原电池
    银锌纽扣电池
    实验次数
    电极材料
    水果品种
    电极间距/cm
    电压/mV
    1


    菠萝
    3
    900
    2


    苹果
    3
    650
    3


    柑橘
    3
    850
    4


    西红柿
    3
    750
    5


    菠萝
    3
    650
    6


    苹果
    3
    450

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