高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学能转化为电能——电池习题

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第2节化学能转化为电能——电池【练概念】1.某化学小组设计了如图所示的原电池装置，盐桥中盛装的是含有的琼脂凝胶。下列说法错误的是(   )A.正极的电极反应为             B.盐桥可以用导线代替C.盐桥中的进入甲池                         D.电池总反应属于置换反应2.某化学学习小组在学完原电池后，以离子方程式为电池总反应设计电池，下列所设计的电池正确的是(   )3.碱性锌锰干电池是一种使用广泛的便携式电源。电池总反应为。下列说法错误的是(   )A.MnOOH中Mn的化合价为+3B.参与正极反应的物质为和C.负极的电极反应为D.电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极4.X、Y、Z、W四块金属板分别作电极用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池。X、Y作电极时，X为负极；Z、W作电极时，电流方向是W→Z；X、Z作电极时，Z极上产生大量气泡；W、Y作电极时，W极发生氧化反应。据此判断这四种金属的活动性顺序为(   )A.X>Z>W>Y      B.Z>X>Y>W    C.X>Y>Z>W      D.Y>W>Z>X5.据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池总反应为，原料为锌粒、KOH溶液和空气，则下列叙述正确的是(   )A.锌为正极，空气进入负极反应    B.负极的电极反应式为C.正极发生氧化反应              D.放电时电子在溶液中从正极向负极移动【练能力】6.下列关于图中所示原电池的说法正确的是(   )A.当a为Cu，b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时，b极上不能观察到气体产生B.当a为石墨，b为Fe，c为稀硫酸时，外电路中有电流C.当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知Al的活泼性强于Mg的活泼性D.当a为石墨，b为Cu，c为溶液时，外电路中没有电流7.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其电极反应式为，。有关此电池的推断正确的是(   )A.电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小B.正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2:7C.通入乙烷的电极为正极D.电解质溶液中的向正极移动8.电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，示意图如下所示。电池总反应为。下列判断正确的是（表示阿伏加德罗常数的值）(   )A.锌为负极，被还原B.纽扣电池工作时，移向C.每6.5g锌发生反应时，转移电子0.1D.纽扣电池工作时，正极区电解质溶液的碱性增强9.铅蓄电池的工作原理为，由图分析，下列判断正确的是(   )A.K闭合时，c电极的电极反应式为B.当电路中转移0.2mol电子时，Ⅱ中消耗的为0.2molC.K闭合时，Ⅱ中向c电极迁移D.K闭合一段时间，电流计的指针读数逐渐变小直至为零后不再偏转10.某种锂电池用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝酸锂溶解在亚硫酰氯（）中形成的，电池总反应为，下列叙述正确的是（已知：亚硫酰氯遇水会分解）(   )A.电解质溶液中混入水，对电池反应无影响B.金属锂被还原作电池的负极C.电池工作过程中，向石墨电极移动D.电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4:111.回答下列问题：（1）1780年，意大利解剖学家伽伐尼在用银质手术刀触碰放在铁盘上的青蛙时，无意间发现青蛙腿部肌肉抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激。伽伐尼认为出现这种现象的原因是动物体内存在“生物电”。结合所学知识，判断下列材质的手术刀触碰铁盘上的青蛙腿不会产生抽搐的有__________（填字母）。a.铝                   b.玻璃                  c.银                          d.铁（2）1799年，伏打仔细研究了伽伐尼的发现，将含食盐水的湿抹布夹在银和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池——伏打电池。将洁净的金属片A、B、D、E分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧（如图1所示）。在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数，结果如表所示：金属电子流动方向电压（V）AA→Cu+0.78BCu→B-0.15CD→Cu+1.35DE→Cu+0.30已知：构成两电极的金属的活泼性相差越大，电压表的读数越大。请依据表中数据判断：金属__________可能是最强的还原剂；金属__________不能从硫酸铜溶液中置换出铜。（3）1836年，英国科学家丹尼尔对伏打电池进行改进，获得了世界上第一个具有稳定电流的电池，图2是丹尼尔电池的简易装置：该电池正极的电极反应式是__________，负极的电极反应式是__________。（4）随着社会的发展和科技的进步，越来越多的电池被制造出来。请选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，使它正极的电极反应式为，在下面方框内画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，并标出原电池的正负极。12.我国科学家最近发明了一种电池，电解质为和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：回答下列问题：（1）电池中，Zn为_______极，B区域的电解质为_______（填“”“”或“KOH”）。（2）电池反应的离子方程式为_______。（3）阳离子交换膜为图中的_______（填“a”或“b”）膜。


             答案以及解析1.答案：B解析：在正极得电子，被还原为Cu，A项正确；盐桥中的离子能够定向移动，将原本相互隔离的电解质溶液连接起来，不能用导线代替，B项错误；盐桥中的进入乙池，进入甲池，C项正确；电池总反应是，属于置换反应，D项正确。2.答案：C解析：A项，电池总反应为，错误；B项，电池总反应为，错误；C项，电池总反应为，正确；D项，不能形成原电池，错误。3.答案：C解析：MnOOH中O为-2价，H为+1价，故Mn的化合价为+3，A项正确；正极的电极反应为，故参与正极反应的物质为和，B项正确；负极的电极反应为，C项错误；原电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，D项正确。4.答案：A解析：X、Y作电极时，若X为负极，则活动性X>Y；Z、W作电极时，电流方向是W→Z，即电子流向为Z→W，则活动性Z>W；X、Z作电极时，Z极上产生大量气泡，即在Z极上得电子，则活动性X>Z；W、Y作电极时，W极发生氧化反应，即W极失电子，则活动性W>Y。综上所述，这四种金属的活动性顺序为X>Z>W>Y，A项符合题意。5.答案：B解析：Zn发生失电子的氧化反应，Zn为负极，在正极发生还原反应，即空气进入正极反应，A项错误；Zn为负极，KOH溶液为电解质溶液，负极的电极反应式为，B项正确；正极发生得电子的还原反应，C项错误；放电时电子从负极经导线流向正极，D项错误。6.答案：B解析：因b为含有碳杂质的Al，C、Al、稀硫酸可以构成原电池，溶液中的在b极上得到电子而产生，所以在b极上可观察到有气体产生，A项错误；Fe能与稀硫酸发生氧化还原反应，故石墨、Fe、稀硫酸能形成原电池，外电路中有电流，B项正确；Al可与NaOH溶液反应，Al作原电池的负极，但实际上Mg的活泼性强于Al的活泼性，C项错误；Cu能与溶液发生氧化还原反应，故石墨、Cu、溶液能形成原电池而产生电流，D项错误。7.答案：A解析：电池总反应为，故电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小，A项正确；正、负极上参加反应的气体的物质的量之比为7:2，B项错误；通入乙烷的电极为负极，C项错误；电解质溶液中的向负极移动，D项错误。8.答案：D解析：根据化合价变化可知Zn失电子被氧化，为原电池的负极，则正极为，A项错误；原电池工作时，电解质中的阴离子移向负极，即向锌电极移动，B项错误；每6.5g锌发生反应时，转移电子0.2，C项错误；原电池工作时，正极的电极反应为，故正极区溶液碱性增强，D项正确。9.答案：D解析：解答本题的关键是要结合图象分析出Ⅰ为原电池装置，Ⅱ为电解池装置。K闭合时，Ⅰ中发生放电过程消耗硫酸，Ⅱ中发生充电过程有硫酸生成，a电极作原电池的正极发生还原反应，b电极作原电池的负极发生氧化反应，c电极作电解池的阴极发生还原反应，d电极作电解池的阳极发生氧化反应。K闭合时，c电极的电极反应式为，A项错误；当电路中转移0.2mol电子时，Ⅱ中生成的为0.2mol，B项错误；电解池中的阴离子向阳极移动，C项错误；一段时间后，Ⅰ、Ⅱ两池的电压相等时，放电过程和充电过程结束，电路中电流为零，D项正确。10.答案：D解析：A项，Li可与水反应，且遇水分解，A项错误；B项，金属锂为原电池的负极，被氧化，B项错误；C项，金属锂为负极，石墨为正极，阴离子向负极区移动，C项错误；D项，由反应方程式可知，金属锂失去4mol电子，反应生成1molS，D项正确。11.答案：（1）b、d（2）D；B（3）；（4）（合理即可）解析：（1）形成原电池的电极材料必须是活泼性不同的金属或导电的非金属，铁电极和铁盘材料相同、玻璃不导电，均不能形成原电池，铝或银作电极材料，可以构成原电池，答案为bd。（2）A-Cu连接时，电子从A→Cu，所以A的活泼性强于铜；B-Cu连接时，电子从Cu→B，所以铜的活泼性强于B；D-Cu连接时，电子从D→Cu，所以D的活泼性强于铜；E-Cu连接时，电子从E→Cu，所以E的活泼性强于铜；根据题中信息和原电池原理，电子流出的一极是原电池的负极，是相对活泼的金属，所以A、D、E都比Cu活泼，金属活动性相差越大，电压表的示数越大，所以D最活泼，而活泼性比Cu差的是B，即B不能从硫酸铜溶液中置换出铜。（3）该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为。（4）正极的电极反应式为，说明电解质溶液是可溶性的铁盐，负极为能将还原为的金属，正极为不如负极活泼的金属或导电的非金属材料，所以负极可以用铜或铁，正极为碳。12.答案：（1）负；（2）（3）a解析：（1）根据图示可知，Zn失去电子变成，与溶液中的结合形成，所以Zn电极为负极；A区域的电解质为KOH，B区域的电解质为，C区域的电解质为。（2）负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，总反应的离子方程式为。（3）A区域中，发生反应变为，为了维持溶液呈电中性，多余的通过离子交换膜进入B区域，因此a膜为阳离子交换膜。