4.1原电池 同步练习题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.1原电池 同步练习题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 137.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-22 15:17:13 | ||
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文档简介
4.1原电池同步练习题
一、选择题
1．由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验，下列叙述中正确的是
实验装置 甲 乙 丙
现象 A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
A．装置甲中的B金属是原电池的负极 B．装置乙中电流的流向为B→C
C．装置丙中溶液里的移向A D．四种金属的活泼性顺序是D>A>B>C
2．下列对科技成果的化学解读错误的是
科技成果 化学解读
A 《科学》公布的2021年十大科学突破之一是实现历史性核聚变突破 的核聚变释放的能量属于清洁能源
B 科学家以铜基单原子催化剂电还原制甲酸 铜基单原子能降低反应的活化能
C 科学家发现火星大峡谷存在大量水 水汽化过程是吸热反应
D 科学家成功开发直接乙醇燃料电池 乙醇燃料电池将化学能高效转化成电能
A．A B．B C．C D．D
3．X、Y、Z、M、N代表五种金属．有以下化学反应：
①水溶液中：M+N2+═M2++N
②Z+2H2O（冷）═Z（OH）2+H2↑
③X、Y为电极与Y盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：X﹣2e﹣═X2+
④N可以溶于稀H2SO4中，X不被稀H2SO4氧化． 则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是（ ）
A．Y＜X＜N＜M＜Z B．N＜M＜Y＜X＜Z
C．X＜Y＜N＜M＜Z D．X＜Z＜N＜M＜Y
4．电化学NH3检验器的工作原理如图所示。该检验器在NH3浓度较高时会亮灯。在此过程中NH3被无害化氧化处理。下列说法中不正确的是
A．当通过电路的电子达到0.3mol时，有1.7gNH3被氧化
B．当反应中消耗0.1molNH3时，消耗16.8LO2
C．电解质KOH溶液的pH值在亮灯时会变小
D．负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
5．为保护环境、利用资源，垃圾需分类回收处理。下列垃圾的分类及处理方式正确的是（ ）
A．残余饭菜属于厨余垃圾，堆肥处理
B．废报纸属于可回收垃圾，填埋处理
C．废塑料属于有害垃圾，直接焚烧处理
D．旧电池属于其他垃圾，随意丢弃处理
6．如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是
A．其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能
B．导线中电子的流动方向是：铜片→导线→锌片
C．铜片上发生氧化反应，锌片上发生还原反应
D．电池工作一段时间后，溶液的PH会减小
7．燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是
A．乙醇 B．天然气 C．氢气 D．液化石油气
8．2019年诺贝尔化学奖是关于锂电池研究的。我国科学家研制出的新型铝锂石墨烯电池具有耐热、抗冻等优良特性，有广泛的应用前景。电池反应原理为AlLi+C6(PF6) Al+C6+Li++PF 6，下列说法正确的是
A．放电时外电路中电子向铝锂电极移动
B．放电时负极反应为AlLi-e =Al+Li+
C．充电时，应将石墨烯电极与电源负极相连
D．充电时，若电路中转移1 mol电子，则阴极质量增加9g
二、非选择题
9．回答下列问题。
(1)结合钠与水的反应观象，从能量变化的角度看，钠与水的反应属于___________反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中。银片上观察到的现象是___________；锌电极的反应式为___________，溶液中向___________极移动。
(3)将一定量的A气体和B气体在2L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应；，反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L。
①用物质B表示的平均反应速率为___________。
②其他条件不变时，再通入2molA气体，该反应的正反应速率将___________(填“增大”“不变”或“减小”)。
10．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
(1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y是_______；
(2)银电极为电池的_______极，发生的电极反应式为_______；X电极上发生的电极反应为_______反应；(填“氧化”或“还原”)
(3)外电路中的电子_______(填“流出”或“流向”)Ag电极。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．装置甲中，A金属不断溶解，所以A极为负极，发生氧化反应，故A错误；
B．装置乙中，活泼金属与硫酸铜发生置换反应，置换出铜单质，吸附在正极上，C的质量增加，故C电极为正极，电流的流向为C→B，故B错误；
C．丙装置中，氢离子得电子，发生还原反应，所以产生氢气的一极为正极，A为正极，溶液中阴离子移向负极，故C错误；
D．在甲装置中，A电极为负极，B电极为正极，A的活动性强于B，在乙装置中，C电极为正极，B电极为负极，所以B的金属活动性强于C，在丙装置中，A电极为正极，D电极为负极，所以D的金属活动性强于A，故得出四者的金属活泼性顺序为D>A>B>C，故D正确；
故选D。
2．C
解析：A．核聚变释放的能量属于清洁能源，A正确；
B．催化剂可降低反应活化能，提高反应速率，则铜基单原子做催化剂，能降低反应的活化能，B正确；
C．液态水汽化是吸热过程，没有化学反应，所以不属于吸热反应，C错误；
D．乙醇燃料电池是原电池，能将化学能高效转化成电能，D正确；
故选：C。
3．A
【分析】利用金属与酸或水反应置换出氢气难易程度、金属最高价氧化物的水化物碱性强弱、金属之间的置换反应等可以判断金属性强弱，注意不能根据失电子的数目来判断。
解析：①水溶液中M+N2+=M2++N，金属M置换出金N，说明活动性M＞N；②Z能与冷水反应生成H2，说明Z金属性活动性很强；③X、Y为电极与Y盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：X﹣2e﹣=X2+，X失电子，则X是负极、Y是正极，活动性X＞Y；④N可以溶于H2SO4中，X不被稀H2SO4氧化，说明活动性N＞X。通过以上分析知，金属活动性顺序Y＜X＜N＜M＜Z。
故选A。
4．B
【分析】由图可知，b极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，为正极，则a为负极；在此过程中NH3被无害化氧化处理，则氨气发生氧化反应生成氮气；
解析：A．氨气在负极发生氧化反应，反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，当通过电路的电子达到0.3mol时，有0.1molNH3被氧化，质量为1.7g，故A正确；
B．不确定是否为标况，不能计算消耗氧气的体积，故B错误；
C．总反应为3O2+4NH3=2N2+6H2O，反应中生成水，氢氧化钾浓度减小，碱性变弱，故电解质KOH溶液的pH值在亮灯时会变小，故C正确；
D．由A分析可知，负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故D正确；
故选B。
5．A
解析：A．残余饭菜属于厨余垃圾，可以堆肥处理，故A正确；
B．废报纸属于可回收垃圾，不能填埋处理，可以采用脱墨工艺，脱掉废旧报纸上的墨迹，处理成纸浆，再加入一定比例木浆，可以生产出高质量的新纸品，故B错误；
C．废塑料属于可回收垃圾，有的塑料制品里含有氯等元素，焚烧会产生有害物质，可通过再生，制成建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器械的包装材料等，故C错误；
D．废旧电池属于有害垃圾。纽扣电池、蓄电池等含有大量的重金属、酸、碱、电解质溶液等污染物质，对环境和人体有较大危害，不能随意丢弃，故D错误；
故选A。
6．A
【分析】根据装置所示为铜锌原电池，锌比铜活泼，锌做负极，电极上发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，铜做正极，电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，原电池中电子由负极流向正极，
解析：A．该装置为原电池，原电池原理为化学能转化为电能，外电路中LED灯发光，原电池产生的电能转化为光能，则其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能，故A正确；
B．原电池外电路中，电子由负极流向正极，锌做负极，铜做正极，则导线中电子的流动方向是：锌片→导线→铜片，故B错误；
C．根据分析，铜片上发生还原反应，锌片上发生氧化反应，故C错误；
D．电池工作一段时间后，铜电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，电解质溶液中的氢离子浓度减小，酸性减弱，溶液的pH会增大，故D错误；
答案选A。
7．C
解析：乙醇、天然气、液化石油气做燃料时除了生成水，还生成温室气体二氧化碳，而氢气作为燃料产物只有水，故最环保的是氢气，所以选C。
8．B
解析：A．放电时电子由负极经过外电路流向正极，所以放电时外电路中电子由负极铝锂电极流出，故A错误；
B．放电时负极发生氧化反应，所以电极反应式： AlLi -e-=Al +Li+，故B正确；
C．充电时，应将负极铝锂电极与电源负极相连，故C错误；
D．充电时，阴极锂离子发生还原反应，电极反应为：Al＋Li+ +e-=AlLi，所以若电路中转移1mol电子，阴极电极将增重7g，故D错误；
故选B。
二、非选择题
9． 放热 生成紫红色的单质铜(合理即可) 负(或锌、Zn) 0.15 增大
解析：(1)钠与水时，钠迅速熔化成小球，说明反应放热，即钠与水的反应属于放热反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中，锌是负极，失去电子，锌电极的反应式为，银片是正极，铜离子放电，银片上观察到的现象是生成紫红色的单质铜，原电池中阴离子移向负极，则溶液中向锌极移动。
(3)①反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L，根据方程式可知消耗B的浓度是0.3mol/L，用物质B表示的平均反应速率为0.3mol/L÷2min＝0.15。
②其他条件不变时，再通入2molA气体，反应物浓度增大，该反应的正反应速率将增大。
10． Cu AgNO3 正 Ag++e-=Ag 氧化反应 流向
解析：(1)由反应2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)可知，在反应中，Cu失电子被氧化，为原电池的负极，所以X电极材料是Cu，Ag+在正极上得电子被还原，银盐只有AgNO3溶于水，故电解质溶液为AgNO3；
(2)该电池负极为Cu，正极为Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e-=Ag，X电极是负极，Cu发生氧化反应生成Cu2+；
(3)外电路电子从负极Cu沿导线流向正极Ag
一、选择题
1．由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验，下列叙述中正确的是
实验装置 甲 乙 丙
现象 A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
A．装置甲中的B金属是原电池的负极 B．装置乙中电流的流向为B→C
C．装置丙中溶液里的移向A D．四种金属的活泼性顺序是D>A>B>C
2．下列对科技成果的化学解读错误的是
科技成果 化学解读
A 《科学》公布的2021年十大科学突破之一是实现历史性核聚变突破 的核聚变释放的能量属于清洁能源
B 科学家以铜基单原子催化剂电还原制甲酸 铜基单原子能降低反应的活化能
C 科学家发现火星大峡谷存在大量水 水汽化过程是吸热反应
D 科学家成功开发直接乙醇燃料电池 乙醇燃料电池将化学能高效转化成电能
A．A B．B C．C D．D
3．X、Y、Z、M、N代表五种金属．有以下化学反应：
①水溶液中：M+N2+═M2++N
②Z+2H2O（冷）═Z（OH）2+H2↑
③X、Y为电极与Y盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：X﹣2e﹣═X2+
④N可以溶于稀H2SO4中，X不被稀H2SO4氧化． 则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是（ ）
A．Y＜X＜N＜M＜Z B．N＜M＜Y＜X＜Z
C．X＜Y＜N＜M＜Z D．X＜Z＜N＜M＜Y
4．电化学NH3检验器的工作原理如图所示。该检验器在NH3浓度较高时会亮灯。在此过程中NH3被无害化氧化处理。下列说法中不正确的是
A．当通过电路的电子达到0.3mol时，有1.7gNH3被氧化
B．当反应中消耗0.1molNH3时，消耗16.8LO2
C．电解质KOH溶液的pH值在亮灯时会变小
D．负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
5．为保护环境、利用资源，垃圾需分类回收处理。下列垃圾的分类及处理方式正确的是（ ）
A．残余饭菜属于厨余垃圾，堆肥处理
B．废报纸属于可回收垃圾，填埋处理
C．废塑料属于有害垃圾，直接焚烧处理
D．旧电池属于其他垃圾，随意丢弃处理
6．如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是
A．其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能
B．导线中电子的流动方向是：铜片→导线→锌片
C．铜片上发生氧化反应，锌片上发生还原反应
D．电池工作一段时间后，溶液的PH会减小
7．燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是
A．乙醇 B．天然气 C．氢气 D．液化石油气
8．2019年诺贝尔化学奖是关于锂电池研究的。我国科学家研制出的新型铝锂石墨烯电池具有耐热、抗冻等优良特性，有广泛的应用前景。电池反应原理为AlLi+C6(PF6) Al+C6+Li++PF 6，下列说法正确的是
A．放电时外电路中电子向铝锂电极移动
B．放电时负极反应为AlLi-e =Al+Li+
C．充电时，应将石墨烯电极与电源负极相连
D．充电时，若电路中转移1 mol电子，则阴极质量增加9g
二、非选择题
9．回答下列问题。
(1)结合钠与水的反应观象，从能量变化的角度看，钠与水的反应属于___________反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中。银片上观察到的现象是___________；锌电极的反应式为___________，溶液中向___________极移动。
(3)将一定量的A气体和B气体在2L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应；，反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L。
①用物质B表示的平均反应速率为___________。
②其他条件不变时，再通入2molA气体，该反应的正反应速率将___________(填“增大”“不变”或“减小”)。
10．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
(1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y是_______；
(2)银电极为电池的_______极，发生的电极反应式为_______；X电极上发生的电极反应为_______反应；(填“氧化”或“还原”)
(3)外电路中的电子_______(填“流出”或“流向”)Ag电极。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．装置甲中，A金属不断溶解，所以A极为负极，发生氧化反应，故A错误；
B．装置乙中，活泼金属与硫酸铜发生置换反应，置换出铜单质，吸附在正极上，C的质量增加，故C电极为正极，电流的流向为C→B，故B错误；
C．丙装置中，氢离子得电子，发生还原反应，所以产生氢气的一极为正极，A为正极，溶液中阴离子移向负极，故C错误；
D．在甲装置中，A电极为负极，B电极为正极，A的活动性强于B，在乙装置中，C电极为正极，B电极为负极，所以B的金属活动性强于C，在丙装置中，A电极为正极，D电极为负极，所以D的金属活动性强于A，故得出四者的金属活泼性顺序为D>A>B>C，故D正确；
故选D。
2．C
解析：A．核聚变释放的能量属于清洁能源，A正确；
B．催化剂可降低反应活化能，提高反应速率，则铜基单原子做催化剂，能降低反应的活化能，B正确；
C．液态水汽化是吸热过程，没有化学反应，所以不属于吸热反应，C错误；
D．乙醇燃料电池是原电池，能将化学能高效转化成电能，D正确；
故选：C。
3．A
【分析】利用金属与酸或水反应置换出氢气难易程度、金属最高价氧化物的水化物碱性强弱、金属之间的置换反应等可以判断金属性强弱，注意不能根据失电子的数目来判断。
解析：①水溶液中M+N2+=M2++N，金属M置换出金N，说明活动性M＞N；②Z能与冷水反应生成H2，说明Z金属性活动性很强；③X、Y为电极与Y盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：X﹣2e﹣=X2+，X失电子，则X是负极、Y是正极，活动性X＞Y；④N可以溶于H2SO4中，X不被稀H2SO4氧化，说明活动性N＞X。通过以上分析知，金属活动性顺序Y＜X＜N＜M＜Z。
故选A。
4．B
【分析】由图可知，b极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，为正极，则a为负极；在此过程中NH3被无害化氧化处理，则氨气发生氧化反应生成氮气；
解析：A．氨气在负极发生氧化反应，反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，当通过电路的电子达到0.3mol时，有0.1molNH3被氧化，质量为1.7g，故A正确；
B．不确定是否为标况，不能计算消耗氧气的体积，故B错误；
C．总反应为3O2+4NH3=2N2+6H2O，反应中生成水，氢氧化钾浓度减小，碱性变弱，故电解质KOH溶液的pH值在亮灯时会变小，故C正确；
D．由A分析可知，负极的电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故D正确；
故选B。
5．A
解析：A．残余饭菜属于厨余垃圾，可以堆肥处理，故A正确；
B．废报纸属于可回收垃圾，不能填埋处理，可以采用脱墨工艺，脱掉废旧报纸上的墨迹，处理成纸浆，再加入一定比例木浆，可以生产出高质量的新纸品，故B错误；
C．废塑料属于可回收垃圾，有的塑料制品里含有氯等元素，焚烧会产生有害物质，可通过再生，制成建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器械的包装材料等，故C错误；
D．废旧电池属于有害垃圾。纽扣电池、蓄电池等含有大量的重金属、酸、碱、电解质溶液等污染物质，对环境和人体有较大危害，不能随意丢弃，故D错误；
故选A。
6．A
【分析】根据装置所示为铜锌原电池，锌比铜活泼，锌做负极，电极上发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，铜做正极，电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，原电池中电子由负极流向正极，
解析：A．该装置为原电池，原电池原理为化学能转化为电能，外电路中LED灯发光，原电池产生的电能转化为光能，则其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能，故A正确；
B．原电池外电路中，电子由负极流向正极，锌做负极，铜做正极，则导线中电子的流动方向是：锌片→导线→铜片，故B错误；
C．根据分析，铜片上发生还原反应，锌片上发生氧化反应，故C错误；
D．电池工作一段时间后，铜电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，电解质溶液中的氢离子浓度减小，酸性减弱，溶液的pH会增大，故D错误；
答案选A。
7．C
解析：乙醇、天然气、液化石油气做燃料时除了生成水，还生成温室气体二氧化碳，而氢气作为燃料产物只有水，故最环保的是氢气，所以选C。
8．B
解析：A．放电时电子由负极经过外电路流向正极，所以放电时外电路中电子由负极铝锂电极流出，故A错误；
B．放电时负极发生氧化反应，所以电极反应式： AlLi -e-=Al +Li+，故B正确；
C．充电时，应将负极铝锂电极与电源负极相连，故C错误；
D．充电时，阴极锂离子发生还原反应，电极反应为：Al＋Li+ +e-=AlLi，所以若电路中转移1mol电子，阴极电极将增重7g，故D错误；
故选B。
二、非选择题
9． 放热 生成紫红色的单质铜(合理即可) 负(或锌、Zn) 0.15 增大
解析：(1)钠与水时，钠迅速熔化成小球，说明反应放热，即钠与水的反应属于放热反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中，锌是负极，失去电子，锌电极的反应式为，银片是正极，铜离子放电，银片上观察到的现象是生成紫红色的单质铜，原电池中阴离子移向负极，则溶液中向锌极移动。
(3)①反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L，根据方程式可知消耗B的浓度是0.3mol/L，用物质B表示的平均反应速率为0.3mol/L÷2min＝0.15。
②其他条件不变时，再通入2molA气体，反应物浓度增大，该反应的正反应速率将增大。
10． Cu AgNO3 正 Ag++e-=Ag 氧化反应 流向
解析：(1)由反应2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)可知，在反应中，Cu失电子被氧化，为原电池的负极，所以X电极材料是Cu，Ag+在正极上得电子被还原，银盐只有AgNO3溶于水，故电解质溶液为AgNO3；
(2)该电池负极为Cu，正极为Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e-=Ag，X电极是负极，Cu发生氧化反应生成Cu2+；
(3)外电路电子从负极Cu沿导线流向正极Ag