4.1原电池 （含解析）同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

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4.1原电池同步练习题
一、选择题
1．科学家近年发明了一种新型水介质电池，该电池可将转化为HCOOH。下列说法正确的是
A．Zn为正极 B．发生还原反应
C．电子由正极流向负极 D．电能转化为化学能
2．“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。如图为镍氢电池构造示意图(氢化物电极为储氢金属，可看做H2直接参加反应)。下列说法正确的是
A．充电时阴极区电解质溶液pH降低
B．充电时阳极反应为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O
C．放电时NiOOH在电极上发生氧化反应
D．在使用过程中此电池要不断补充水
3．有、、、四种金属，当、组成原电池时，电子流动方向为；将、分别投入等浓度的盐酸中，比反应剧烈；用惰性电极电解含有相同浓度的、的溶液时，先被还原。则、、、金属活动性由强到弱的顺序为
A．
B．
C．
D．
4．下列电池工作时，O2在正极放电的是
A．锌锰电池 B．氢燃料电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池
A．A B．B C．C D．D
5．下列说法正确的是
A．煤的干馏和石油的裂解均能得到乙烯
B．锌锰干电池是一次电池，其产生的电能属于一次能源
C．化学平衡常数值越大，反应物的平衡转化率越大，其反应速率也越快
D．硅可作半导体材料，可用于测定一些文物的年代，自然界中两种元素都以游离态存在
6．如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是
A．电极I上发生还原反应，作原电池的负极
B．电极II的电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu
C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子
7．某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．该燃料电池不宜在高温下使用
B．电极b为阳极，发生氧化反应
C．HS-化菌作用下发生反应：HS- -8e-+9OH-=+5H2O
D．若该电池外电路有0.4 mol电子转移，则质子交换膜在标准状况下电极b消耗氧气1.12L
8．对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是（ ）
A．发生氧化反应的为负极 B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极 D．电流的方向由正极到负极
二、非选择题
9．电极反应为：Zn＋2 OH－－2e-=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e-=2Ag＋2OH-
根据上述反应式，做下列题目：
(1)判断下列叙述中正确的是___________。
A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式___________。
(3)使用时，负极区的pH___________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH___________，电解质溶液的pH___________。
10．燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是
x极：O2(气)+2H2O(液)+4e-=4OH-
y极：H2(气)+2OH--2e-=2H2O(液)
回答下列问题：
(1)x是___极，发生___(填“氧化”或“还原”，下同)反应。
(2)y是___极，发生___反应。
(3)总反应方程式为___。
【参考答案】
一、选择题
1．B
【分析】新型水介质电池，该电池可将转化为HCOOH，二氧化碳发生还原反应，为正极，则锌为负极；
解析：A．由分析可知，锌为负极，A错误；
B．发生还原反应为原电池的正极，B正确；
C．原电池中电子由负极流向正极，C错误；
D．原电池是化学能转化为电能的装置，D错误；
故选B。
2．B
解析：A．充电时阴极是水得到电子，生成OH-和氢气，所以溶液的pH增大，故A错误；
B．阳极是得到电子的，所以充电时阳极反应为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，故B正确；
C．放电氢气在负极失去电子，发生氧化反应，NiOOH在正极得到电子，发生还原反应，故C错误；
D．在反应中水是循环利用的，所以不需要补充水，故D错误；
故选B。
3．D
【分析】原电池中，负极发生失电子的氧化反应，正极发得电子的还原反应，所以电子从负极流出，正极流入，电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，结合电化学的工作原理及氧化还原理论分析。
解析：有、、、四种金属，当、组成原电池时，电子流动方向为，则A作负极，即金属活动性：；将、分别投入等浓度的盐酸中，比反应剧烈，则证明金属活动性：；用惰性电极电解含有相同浓度的、的溶液时，先被还原，则说明氧化性：，即还原性：，综上所述，金属活动性由强到弱的顺序是：，D项符合题意。
答案选D。
4．B
解析：A．锌锰干电池中电极反应式，负极反应为Zn-2e-═Zn2+，正极反应为2MnO2+2+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O，故A错误；
B．酸性氢氧燃料电池电极反应式为2H2-4e-=4H+、O2+4H++4e-=2H2O，碱性氢氧燃料电池电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O、O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C．铅蓄电池放电时负极电极反应为Pb-2e-+=PbSO4 ，正极电极反应为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，故C错误；
D．镍镉电池放电正极反应为2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-，负极反应为Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2，故D错误；
故答案选B。
5．A
解析：A．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，得到的焦炉气中含有氢气、甲烷、乙烯、CO等可燃性气体，可用作气体燃料或化工原料；石油裂解是将石油分馏产品在高温或催化剂作用下分解得到小分子气态烃的过程，可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的化工原料，故A正确；
B．锌锰干电池是一次电池，但其产生的电能是用一次能源加工得到的，属于二次能源，故B错误；
C．化学平衡常数 K 值越大，只能说明反应向右进行的程度越大，反应物的平衡转化率越大，反应能否发生和其反应速率均和平衡常数无关，故C错误；
D．利用硅的半导体性质可作半导体材料，利用 14C的放射性可用于测定一些文物的年代，自然界中硅元素全部以化合态存在，碳元素在自然界既有游离态，也有化合态，故D错误；
故选A。
6．C
【分析】由电池装置图可知，该电池为原电池，左侧电极I为正极，三价铁离子得到电子变成二价铁，右侧电极II为负极，铜失去电子变成二价铜离子，据此解答。
解析：A．由分析可知，电极 I为正极，发生还原反应，故A错误；
B．由分析可知，电极 II为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2＋，故B错误；
C．根据该电池的正负极反应可知，该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，故C正确；
D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，作用是传递离子而不是电子，故D错误；
故答案选C。
7．A
【分析】通入氧气的一极为正极，氧气得到电子发生还原反应，则a为负极、b为正极，据此分析解答。
解析：A．高温下微生物会失去活性，故该燃料电池不宜在高温下使用，故A正确；
B．由分析可知，电极b为正极，发生还原反应，故B错误；
C．由图可知，HS-化菌作用下失去电子生成硫酸根离子和氢离子，发生反应：HS- -8e-+ 4H2O =+9H+，故C错误；
D．氧气得到电子发生还原反应：，若该电池外电路有0.4 mol电子转移，则根据电子守恒消耗氧气0.1mol，故质子交换膜在标准状况下电极b消耗氧气2.24L，故D错误；
故选A。
8．C
解析：A．原电池中，失电子发生氧化反应的为负极，故A正确；
B．原电池中电子由负极经外电路流向正极，则正极为电子流入的一极，故B正确；
C．一般情况下，比较不活泼的金属为正极，活泼金属为负极，故C错误；
D．原电池中电子由负极经外电路流向正极，电子与电流流向相反，电流的方向由正极到负极，故D正确；
答案选C。
【点睛】
原电池中，得电子发生还原反应的电极是正极，失电子发生氧化反应的电极是负极，电流从正极沿导线流向负极，电子与电流流向相反。
二、非选择题
9．(1)C
(2)Zn＋Ag2O=ZnO＋2Ag
(3) 减小 增大 不变
解析：活泼的一极是负极，不活泼的一极是正极，电子是从负极沿导线流入正极，据此判断Zn为负极，发生氧化反应，Ag2O为正极，发生还原反应，将两极反应式相加得总反应式，由总反应式知，使用过程中KOH的量不变，据此分析解题。
(1)A．在使用过程中，电解质KOH的量不变，A错误；
B．电子是从负极沿导线流入正极，使用过程中，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，B错误；
C．由分析可知，Zn是负极，Ag2O是正极，C正确；
D．Zn电极发生氧化反应，Ag2O电极发生还原反应；
故选C。
(2)将正、负极的电极反应式合并就可得到总反应式：Zn＋Ag2O=ZnO＋2Ag。
(3)负极反应时，消耗OH-，则负极区pH减小，正极反应时，生成了OH-，故正极区pH增大，负极消耗OH-的量与正极反应生成OH-的量相等，所以电解质溶液的pH不变。
10． 正 还原 负 氧化 2H2+O2=2H2O
【分析】在燃料电池的正极上是氧气得电子的还原反应；在原电池的负极上是燃料失电子的氧化反应，两极方程式相加得到总反应式。
解析：(1)在燃料电池的正极上是氧气得电子的还原反应，所以x是正极，故答案为：正；还原；
(2)在原电池的负极上是燃料失电子的氧化反应，所以y是负极，故答案为：负；氧化；
(3)两极相加得到总反应是2H2+O2=2H2O，故答案为：2H2+O2=2H2O

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