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．如图为铜锌原电池装置，下列叙述错误的是
A．Zn片为负极，Cu片为正极 B．Zn片上发生氧化反应
C．Cu片上发生氧化反应 D．Cu 片上有气泡产生
2．下列说法正确的是
A．太阳能、风能、石油、核能为一次能源
B．pH<7的雨水为酸雨
C．用淀粉溶液检验食盐中是否含有碘元素
D．碱性锌锰电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池为二次电池
3．电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。下列说法不正确的是
A．多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应
B．电极反应式为：
C．a为，b为
D．当外电路通过时，双极膜中离解水的物质的量为
4．理论上不能设计为原电池的化学反应是
A．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0
B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq) ΔH＜0
C．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) ΔH＜0
D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)=3FeCl2(aq) ΔH＜0
5．下列工作过程中，涉及将化学能直接转化为电能过程的是
A．熔融NaCl导电 B．硅太阳能电池发电 C．热电厂火力发电 D．电动汽车行驶
A．A B．B C．C D．D
6．下列装置能形成原电池的是
A． B．
C． D．
7．为了消除氨氧化合物的污染，减轻环境污染，同时又能利用充分化学能。某科研小组利用反应成功设计出如图所示电池装置，下列说法错误的是
A．电极A为负极，发生氧化反应
B．当电极A上有(标准状况)生成时，外电路共转移电子
C．电极B的电极反应式为
D．电池工作时，从右向左移动
8．在实验或生活中为了控制反应速率，下列做法不正确的是（ ）
A．用氯酸钾制取氧气时可加入少量的高锰酸钾以加快反应速率
B．为加快制取氢气的速率用粗锌粒代替纯锌粒
C．为了延长食品的保质期在食品包装袋中加入硅胶、硫酸亚铁
D．为降低硫酸与Cu反应制备SO2的速率可以采用稀硫酸代替浓硫酸
二、非选择题
9．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重要贡献。
(1)现有如下两个反应：
A．NaOH+HCl=NaCl+H2O
B．Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
上述反应能设计成原电池的___是(填字母)，应选用的负极材料是___。
(2)将纯锌片和纯铜片按如图甲、乙所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是___(填字母)。
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，乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲___(填“＞”“＜”或“=”)乙
③请写出图中构成原电池的装置负极的电极反应式：___。
(3)若将甲装置中稀硫酸分别换成下列试剂，则电流表会偏转的是___(填字母)。
A．醋酸溶液B．无水乙醇C．苯D．CuSO4溶液
10．甲烷燃料电池
甲烷电池 H2SO4作电解质 KOH作电解质
负极反应式 ____ ____
正极反应式 ____ ____
总反应式 ____ ____
【参考答案】
一、选择题
1．C
【分析】如图为以稀硫酸做电解质溶液的铜锌原电池装置，其中Zn比Cu活泼，作电池负极，Cu作正极。
解析：A．装置中Zn能与稀硫酸反应，而Cu不能，所以Zn片作负极，Cu片作正极，故A正确；
B．Zn片作负极，失电子，被氧化，发生氧化反应，故B正确；
C．Cu片作正极，H+在Cu片上得电子，被还原，发生还原反应，故C错误；
D．正极的电极反应式为，Cu片上有气泡产生，故D正确；
故选C。
2．A
解析：A．直接从自然界获得的能源为一次能源，太阳能、风能、石油、核能是常见的一次能源，故A正确；
B．酸雨是指pH < 5.6的雨水，故B错误；
C．碘单质遇淀粉变蓝色，食盐中含有的是碘酸钾不是碘单质，不能用淀粉溶液检验食盐中是否含有碘元素，故C错误；
D．碱性锌锰电池、氢氧燃料电池使用后不能充电，属于一次电池，铅蓄电池放电后可充电，属于二次电池，故D错误；
答案选A。
3．C
【分析】由图可知，锌发生氧化反应为负极，则多孔纳米片为正极；
解析：A．由分析可知，多孔纳米片为正极，电极上发生还原反应，A正确；
B．电极锌失去电子生成，反应式为：，B正确；
C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为，a为，C错误；
D．当外电路通过时，由电荷守恒可知，双极膜中离解水的物质的量为，产生1mol氢离子、1mol氢氧根离子，D正确；
故选C。
4．B
【分析】自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池，吸热或非氧化还原反应不能设计成原电池，据此分析解答。
解析：A．该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故A不符合题意；
B．该反应中没有电子转移，不属于氧化还原反应，属于复分解反应，所以不能设计成原电池，故B符合题意；
C．该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故C不符合题意；
D．该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故D不符合题意；
故选B。
5．D
解析：A．导电过程需接电源。所以熔融NaCl导电是电能转化为化学能，A项不符合题意；
B．硅太阳能电池发电是太阳能转化为电能，B项不符合题意；
C．热电厂火力发电是化学能转化为内能，内能转化为电能，是间接转化，C项不符合题意；
D．电动汽车行驶使用了原电池，是化学能直接转化为电能，D项符合题意；
故答案选D。
6．D
解析：A．Cu、Ag均不能与盐酸反应，无法形成自发的氧化还原反应，A不能形成原电池；
B．酒精为非电解质，无法形成自发的氧化还原反应，B不能形成原电池；
C．没有形成闭合回路，C不能形成原电池；
D．Zn可与硫酸发生氧还原反应，且为闭合回路，D能形成原电池；
答案为D。
7．B
解析：A．在电极A处NH3失去电子生成N2，发生氧化反应，电极A为负极，A项正确；
B．电极A上生成了0.5molN2，则转移电子0.5×2×3=3mol电子，B项错误；
C．电极B上NO2得到电子生成N2，电极反应式为，C项正确；
D．电池工作时，电极A为负极，电极B为正极，OH－从正极区向负极区移动，D项正确。
答案选B。
8．D
解析：A. 由于氯酸钾和高锰酸钾混合加热后，高锰酸钾会分解成锰酸钾、二氧化锰、氧气，氯酸钾在高锰酸钾分解出的二氧化锰的催化下会分解成氯化钾和氧气，加快了反应速率，故A正确；
B. 粗锌（含碳）可与电解质溶液组成原电池，加快反应速率，故B正确；
C. 硅胶（具有吸湿性）能吸收水分，硫酸亚铁吸收氧气，减慢了食品氧化变质的速率，故C正确；
D. 铜与稀硫酸不发生反应，故D错误；
故选D。
二、非选择题
9． B Cu BD > Zn－2e－=Zn2＋ AD
【分析】根据构成原电池的条件判断是否构成原电池；根据原电池原理判断正负和书写电极反应式；根据反应方程式进行浓度的计算。
解析：(1)原电池原理必须是氧化还原反应，伴随着电子转移，则能设计成原电池的是B反应，B反应中Cu失去电子，作负极，发生氧化反应，故答案为：B；Cu；
(2)①A.由装置图可知，甲装置形成了闭合回路，具备原电池的条件，可以将化学能转变为电能；乙装置中未形成闭合回路，没有构成原电池，所以不能将化学能转变为电能，故A错误；
B.乙装置未构成原电池，铜与稀硫酸不反应，所以铜片上没有明显变化，故B正确；
C.甲装置构成了原电池，锌作负极，锌片质量减小，铜作正极，铜片上有氢气生成，铜片质量不变，乙装置中Zn片溶解，锌片质量减少，故C错误；
D.两烧杯中均发生了锌与稀硫酸的反应，溶液酸性减弱，pH均增大，故D正确，故答案选：BD；
②甲装置构成了原电池，促使反应速率加快，所以反应速率：甲＞乙，故答案为：>；
③活泼金属锌作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋，故答案为：Zn－2e－=Zn2＋；
(3)锌与醋酸溶液发生氧化还原反应，锌与硫酸铜溶液也能发生氧化还原反应，无水乙醇与苯都不是电解质溶液，不能组成闭合回路，故答案为：AD。
10． CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+ CH4+10OH--8e-=CO+7H2O 2O2+8H++8e-=4H2O 2O2+8e-+4H2O=8OH- CH4+2O2=CO2+2H2O CH4+2O2+2OH-=CO+3H2O
解析：燃料电池中，燃料作负极，氧气作正极，当硫酸作电解质时，负极甲烷失电子生成二氧化碳，负极反应式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，正极氧气得电子生成氧离子，氧离子在水溶液中不能稳定存在，结合氢离子生成水，正极反应式为：2O2+8H++8e-=4H2O，总反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O；当氢氧化钾作电解质时，负极甲烷失电子生成二氧化碳，二氧化碳结合氢氧根离子生成碳酸根离子，负极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO+7H2O，正极氧气得电子生成氧离子，氧离子在水溶液中不能稳定存在，结合水分子生成氢氧根离子，正极反应式为：2O2+8e-+4H2O=8OH-，总反应式为：CH4+2O2+2OH-=CO+3H2O

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