【鲁科版】化学选修1 第1章_第3节_化学能转化为电能——电池 练习 (解析版)

1.选用下列试剂和电极：稀、溶液、、、，组成如图所示的原电池装置（只有两个电极），观察到电流计的指针均明显偏转，则其可能的组合共有（ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【答案】D
【解析】电极的组合有三种：、、，三种组合都能与两种电解质溶液发生自发的氧化还原反应，选D．
2.电池可用于驱动无人驾驶的潜航器．该电池以海水为电解质溶液，示意图如图所示．该电池工作时，下列说法正确的是（ ）
A．电极是该电他的正极
B．在石墨电极上发生氧化反应
C．石墨电极附近溶液的pH增大
D．溶液中向正极移动
【答案】C
【解析】A项中组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，而非正极，错．B、C两项，双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为水，溶液pH增大，B错，C对．D项向负极方向移动，D错．
3.如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在谅胶内可以移动）．下列叙述正确的是（ ）
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生
【答案】B
【解析】a、b均能形成原电池，a中作负极，电极反应式为，发生氧化反应；作正极，电极反应式为，发生还原反应，铜丝附近呈现红色．b中作负极，电极反应式为，发生氧化反应；作正极，电极反应式为，发生还原反应．
4.电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为．有关该电池的说法正确的是（ ）
A．为电池的正极
B．负极反应为
C．不能被溶液激活
D．可用于海上应急照明供电
【答案】D
【解析】根据氧化还原反应判断，为还原剂是负极、失电子，所以A、B都错，电解质溶液可用溶液代替，C错．
【题干】下列事实不能用电化学理论解释的是（ ）
A．轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B．铝片不用特殊方法保护
C．纯锌与稀硫酸反应的时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快
D．镀锌铁比镀锡铁耐用
【答案】B
【解析】选项A是通过在船壳上加锌块构成原电池，锌作原电池的负极，从而保护正极铁不被腐蚀．选项B中铝在空气中形成氧化膜，可保护铝．选项C中由于发生反应，生成的铜附在锌表面构成了原电池，从而加快了反应的速率．选项D中当金属镇层受损后，分别形成了原电池和原电池，前者被腐蚀从而保护了铁，而后者&首先被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁耐用．
【题干】现有A、B、C、D四种金属，若将A和B用导线相连，浸入稀硫酸中，A上有气泡产生；若将D放入B的硝酸盐溶液中，D表面有B析出；若电解含有A和C两种离子的盐溶液，阴极上有C析出．若四种金属之一是铜，则铜可能是哪种金属？不可能是哪种金属？
【答案】AC
【解析】由将A和B用导线相连，浸入稀硫酸中上有气 泡产生，可知B为负极A为正极，金属性B＞A．由将D放入B 的硝酸盐溶液中，D表面有B析出，可知D比B活泼，金属性D＞B．由电解含有A和C两种离子的盐溶液，阴极上有C析出，可知C离子的氧化性＞A离子的氧化性，即金属性A＞C．综上所述得金属性D＞B＞＞A＞C，铜可能是A或C，不可能是D、B．
【题干】下列关于实验现象的描述不正确的是（ ）
A．把铜片和铁皮紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解饱和氯化锌水溶液，铁片表面出现一层锌
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
【答案】C
【解析】把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀琉酸中，即可构成原电池，由于铁比铜金属性强，所以铁失去电子是负极，铜片是正极，氢离子在铜片上得电子，发生还原反应，放出氢气，所以铜片表面出现气泡，A正确．B项是一个电解池，阳极发生氧化反应：，阴极发生还原反应：，因此实际上就 是电镀，阴极的铁片为镀件，其表面镀上一层锌，B正确．由于的氧化性较强，可将氧化，而自身被还原为，即，但不能生成单质铁，C错误．纯锌与盐酸的反应速率较慢，当滴入几滴溶液后，可发生的反应，这时在锌的表面会附着铜，这样就可以构成原电池，锌是原电池的负极：，铜是原电池的正极：，由于构成无数个微电池，大大加快了反应速率，D正确．
【题干】下列电池工作时，在正极放电的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】锌锰电池中，锌在负极放电，在正极放电，A项错误；氢燃料电池中，氢气在负极放电，氧气在正极放电，B项正确；铅蓄电池中，在负极放电，在正极放电，C项错误；镍镉电池中，镉（）在负极放电，在正极放电，D 项错误．
【题干】“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔．下列关于电池的叙述错误的是（ ）
A．电池反应中有生成
B．电池的总反应是金属钠还原三价铝例子
C．正极反应为
D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【答案】B
【解析】原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应．电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应．据此可知负极是液体金属，电极反应式为，正极是，电极反应式为，总反应是，所以B错误．
【题干】某原电池装置如图所示，电池总反应为．下列说法正确的是（ ）
A．正极反应为
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C．若用溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D．当电路中转移0.01mol时，交换膜左侧溶液中约减 少0.02mo离子
【答案】D
【解析】在原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故由总反应式可知，负极反应为，正极反应为，A项错误；由于电解质溶液中含有大量，故放电时，在交换膜左侧即与反应生成沉淀，B项错误；用溶液代替盐酸，电池总反应不变，C项错误；电路中转移0.01mol时，交换膜左侧溶液有0.01 mol参与反应生成沉淀，还有0.01 mol通过阳离子交换膜进入右侧溶液，故D项正确．
【题干】将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（ ）
A．电极上发生还原反应 B．电子沿路径流动
C．片刻后甲池中增大 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
【答案】A
【解析】A选项正确，K闭合时，作原电池的负极，作原电池的正极，电极上发生还原反应．B选项中电子流向是负极到正极，但a→b这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动，错误．C选项中硫酸根离子浓度基本保持不变，错误．D选项中滤纸a点是阴极，氢离子放电，溶液 显碱性使滤纸变红色，错误．
【题干】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．b中，开关由M改置于N时，合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时腐蚀速率增大，上放出气体的速率也增大
D．图d中，干电池自放电腐蚀主要是由的氧化作用引起的
【答案】B
【解析】图a中，铁棒发生化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中开关由M置于N时，合金作正极，腐蚀速率减小，B对；图c中接通开关时作负极，腐蚀速率增大，但氢气在上放出，C项错误；图d中干电池自放电腐蚀主要是由的还原作用引起的．
【题干】下列有关电池的说法不正确的是（ ）
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
【答案】B
【解析】手机上用的锂离子电池可以反复充放电，属于二次电池，A 选项正确．锌比铜活泼，因此构成原电池时，锌失电子作负极，电子 从负极经外电路流向正极铜，所以B选项错误．
【题干】如图为一种原电池，下列有关说法中正确的是（ ）
A．甲中盛硫酸锌溶液，乙中盛硫酸铜溶液，锌为阴极
B．乙中盛硫酸铜溶液，铜离子在铜电极上被氧化
C．电池工作时，盐桥中的阳离子移向甲，阴离子移向乙，溶液仍保持电中性
D．取出盐桥，电流表指针即回到零点
【答案】D
【解析】锌为负极，不是阴极，A错误；在乙中得电子，被还原成，B错误；甲中阳离子增多，故盐桥中明离子进入甲，同理，盐桥中阳离子进入乙，C错误；取出盐桥后，不能构成闭合回路，故电路中无电流通过，即电流表指针回到零点，D正确．
【题干】某原电池反应的离子方程式为，则下列说法正确的是（ ）
A．1溶液为电解质溶液 B．锌为原电池正极
C．铁极质量不变 D．铜为原电池正极
【答案】D
【解析】由电池反应的离子方程式知，电池的负极为铁，则正极应是不如铁活泼的金属或非金属导体（B被否定）．在反应中负极不断被消耗（C被否定）．由于反应中放出了氢气，并生成了，故可知电解质溶液不能是溶液．由上分析可知正确选项为D．
【题干】下列叙述错误是（ ）
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
【答案】C
【解析】生铁中含有碳，构成原电池，加快了铁的腐蚀速率，故A选项正确；用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈，是因为构成的原电池中化是负极，加快了其腐蚀速率，故8B选项正确；在铁制品上镀铜时，镀件应为明极，故C选项错；铁管上镶嵌锌块，构成的原电池中作正极，受到保护，故D选项正确．
【题干】氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应为负极：，正极：，当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为（ ）
A．1.8 mol B．3.6 mol C．100 mol D．200mol
【答案】D
【解析】1.8L水的质量为，物质的量为100mol，每生成1 mol转移2 mol，则生成100 mol，转移200 mol．
【题干】如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间．下列有关描述错误的是（ ）
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的破面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式为
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【解析】a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错．
【题干】热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源．一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能．该电池总反应为．下列有关说法正确的是（ ）
A．正极反应式：
B．放电过程中，向负极移动
C．每转移1 0mol电子，理论上生成20.7g
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
【答案】D
【解析】正极发生还原反应，故为，错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移动错误；每转移0.1mol电子，生成0.05mol，即生成的为10.35g，C错误；常温下，电解质不能熔融，不能形成原电池，故指针不偏转，D正确．
【题干】下列金属防腐的措施 中，使用外加电流的阴极保护法的是（ ）
A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块
【答案】A
【解析】钢闸门连接电源的负极，为电解池的阴极，被保护，属于外加电流的阴极保护法，故A正确；B、C是金属表面覆盖保护层，隔绝空气，故错误；镁比铁活泼，构成原电池，铁为正极，被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，故D错误．
【题干】在一容器中放入海水，几种铁制品在具中被腐蚀的速率由快到慢的顺序是（ ）
①铁 ②镀锡的铁③ 镀锌的铁 ④镀铜的铁
A．④＞②＞①＞③ B．②＞①＞③＞④
C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞①
【答案】A
【解析】②③④的装置为原电池装置．③中铁为正极，被保护；②④中铁为负极，均被腐蚀，但相对来说铁与铜的金属活动性较铁和锡的差别大，所以原电池中的铁被腐蚀得快一些，①中的 铁为化学腐蚀．
5.电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车．电池反应为，电池的正极材料是，负极材料是石墨和锂，含导电固体为电解质．下列有关电池的说法正确的是（ ）
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为
【答案】CD
【解析】加入的硫酸会与单质（固体）发生反应，所以A错．放电时，在电池内部（电解质中）向正极移动，故B错．放电时，负极，正极：；充电时，阳极：，阴极，所以C、D正确．
4.锌锰干电池是普遍使用的化学电池，其中含有、等糊状物．以锌筒为负极材料，石墨为正极材料．该干电池的工作原理是．
（1）试写出该干电池放电时的正、负电极反应式．
正极：__________；负极：__________．
（2）干电池用久了就会变软．其原因是__________．
（3）正极反应中，前后经历反应：、，如果没有参与，干电池将难于持续稳定工作，试说明理由：__________．
（4）许多国家都规定要对废旧的锌锰干电池进行回收，从保护环境和节约材料的方面解释为什么要回收这种废旧电池？
【答案】（1）
（2）电池放电过程中有水产生，锌筒变薄，造成干电池变软
（3）正极反应的中间产物见、附着于石墨棒上，增加了电池内阻
（4）一方面，废电池中的物质有的会导致地下水和土壤污 染，威胁人类的健康．另一方面，废电池中的有色金属是宝贵的自然资源．将废旧电池回收再利用，可以减少对环境的破坏，也是对资源的节约．
【解析】（1）写出负极反应，用总反应式减去负极反应式即得正极反应式．（2）锌筒为负极材料，放电过程中参与反应会不断减少，同时生成的水不断增多，造成干电池变软．（3）正极反应中，如果没有参与，则只有反应，因为能 导电的物质是离子和自由电子，而气体分子是不能导电的，所以正极反应的中间产物、会附着于石墨棒上，增加电阻，使干电池难于持续稳定工作．
6.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于__________腐蚀．
（2）若试管内液面上升，则原溶液呈__________性，发生__________腐蚀，电极反应式：负极__________，正极__________．
（3）若试管内液面下降，则原溶液呈__________性，发生__________腐蚀，电极反应式：负极__________，正极__________．
【答案】（1）电化学（2）弱酸性或中 吸氧 （3）较强的酸 析氢
【解析】根据原电池的构成条件：有两种不同的电极材料 为负极，碳为正极）、有电解质溶液、形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀．根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知，试管内液面上升，说明是试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管 内液面下降，说明是试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式．
【题干】下列关于金属的防护方法的说法不正确的是（ ）
A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接
C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法
D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层沥青，这是钢铁 的涂层保护法
【答案】A
【解析】根据常见的金属防护方法判断各选项所用方法的特点及实质．A项中涂层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护；B项中利用的是外加电流的阴极保护法，从而保护铁不被腐蚀；C项是牺牲阳极的阴极保护法；D项中是用沥青作涂层的涂层保护法．
【题干】如图所示为、与X溶液组成的原电池．试按要求回答问题．
（1）X为时，原电池总反应式（离子方程式）：__________，负极反应为__________，正极反应为__________．
（2）当X为时，原电池总反应的离子方程式：__________，__________为负极，__________为正极．
【答案】（1）
（2）
【解析】（1）电解质为时，比更容易与电解质溶液发生反应，故为负极，发生氧化反应，为正极，在正极发生还原反应．
（2） 虽然比活泼，但与溶液不反应，所以 、、溶液构成的原电池中，作负极，失去电子被氧化成，作正极，在正极产生．
【题干】在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ）
A．正极附近的浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有逸出
D．铜片上有逸出
【答案】D
【解析】负极锌失去电子，电子经导线转移到正极铜片上，根据正、负电荷互相吸引的原理，氢离子向正极移动，即正极附近氢离子浓度增大，负极附近的浓度增大，A项错误；电子经导线从锌片 流向铜片，B项错误；正极上有氢气逸出，而不是氧气，C项错误．
【题干】某学生为研究金属腐蚀的条件，用金属丝将三根，小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，放置一星期后观察现象，下列描述错误的是（ ）
A．装置Ⅰ的U形管铁钉一侧的液面一定会上升
B．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
C．比较U形管铁钉一侧的液面：装置Ⅰ比装置Ⅱ
的低
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀
【答案】C
【解析】装置Ⅰ中发生的是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，装置Ⅱ中发生的是电化学腐蚀中的析氢腐蚀，装置Ⅲ中由于浓硫酸具有吸水性，使得铁丝处于干燥的环境中，所以装置Ⅲ中的铁丝几乎没有被腐蚀．由于装置Ⅱ中铁被腐蚀的同时产生氢气，使得装置内的气体压强增大，从而使U形管铁钉一侧的液面下降，而装置Ⅰ中由于铁钉的腐蚀，吸收了装置中的氧气，使得U形管铁钉一侧的液面上升．故比较U形管铁钉一侧的液面应是装置Ⅰ比装置Ⅱ的高．
【题干】一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为．下列有关说法正确的是（ ）
A．检测时，电解质溶液中的向负极移动
B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L[氧气
C．电池反应的化学方程式为
D．正极上发生的反应为
【答案】C
【解析】电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为，D项错误；结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗 0.1mol，其在标准状况下的体积为2.24L，B项错误；C项符合題目要求，正确．
【题干】电池功率大，可作为许多机械的动力电池，其结构如图所示．下列说法不正确的是（ ）
A．铝作负极，电池工作时将不断溶解
B．该电池不是二次电池，不可充电
C．碳纤维电极的电极反应式为
D．电池工作时从碳纤维电极透过离子交换膜移向电极
【答案】C
【解析】A项，铝失去电子，作负极；B项，该电池原理为铝与碱液反应，不可逆，所以为一次电池；C项，碱性电解质溶液中不能有参加反应，电极反应式为，只得到电子，产生，向负极移动．
【题干】手机中常用标记为的锂离子电池，它的负 极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导的高分子材料．电池总反应为．下列说法不正确的是（ ）
A．放电时，负极的电极反应式为
B．该电池反应是可逆的
C．该电池不能用水溶液作为电解质溶液
D．充电时，既发生氧化反应又发生还原反应
【答案】B
【解析】电池充电与放电条件不同，故电池充电与放电不是可逆 反应，B错误；是碱金属单质，能够与水反应，故该电池不能用水溶液作为电解质溶液，C正确；充电时既是氧化剂又是还原剂，故D正确．
【题干】银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了了的缘故．根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色褪去．下列说法正确的是（ ）
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，被还原生成单质银
C．该过程中总反应为
D．黑色褪去的原因是黑色转化为白色
【答案】B
【解析】A错，银器放在铝制容器中，由于铝的活泼性大于银，故铝为负极，失电子，银为正极，银表面的得电子，析出单质银附着在银器的表面，故银器质量增加；C错，在水溶液中不能 存在，会发生双水解反应生成和；D错，黑色褪去是因为转化为知而不是．
【题干】如图所示，E为浸有溶液的滤纸，并加入几滴酚酞．A、B分别为片，压在滤纸两端，R，S为电源的电极．M、N是用多微孔的制成的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极．G为电流计，K为开 关．C、D和电解池中都充满浓溶液．若在滤纸中央点上一滴紫色的溶液，K打开，接通电源一段时间后C、D中有气体产生．
（1）R为外电源的极__________．
（2）A附近溶液的现象是，B附近发生的电极反应式为__________．
（3）滤纸上的紫色点向__________移动．
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体遂渐减少，主要因为__________，有关的反应式为__________．
【答案】（1）负（2）变为红色 （3）B端（4）构成了氢氧燃料电池 负极为正极为
【解析】（1）C、D产生气体的体积是不相同的，由此可以判断C端产生的气体是氢气，D端产生的气体是氧气，所以可确定R端为负极而S端是正极．（2）S端放出氧气，N端为阳极，则可知A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电发生反应：，电解破坏了水的电离平衡，所以，A附近溶液的浓度增大，溶液显红色．而在B端发生放电，其反应为．（3）因为B端为阳极，所以向B端移动．（4）氢气和氧气在碱性环境下发生的是原电池反应（类似燃料电池），消耗了氢气和氧气．