4.1原电池 同步练习题（含解析）2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.1原电池 同步练习题（含解析）2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 616.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-11 08:30:19 | ||
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文档简介
4.1原电池同步练习题
一、选择题
1．液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是
A．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 B．放电时向右侧电极移动
C．充电时阳极的电极反应式： D．充电时电极a为外接电源的负极
2．某同学设计的原电池如图所示。下列有关说法正确的是
A．铝电极一定为正极
B．该电池电解质溶液可以是蔗糖溶液
C．若烧杯中溶液为稀硫酸，铝电极表面有气泡生成
D．若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，负极电极反应式为
3．下列实验操作、对应的现象及结论均正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变澄清 酸性：苯酚>碳酸
B 溶液中加入少量溶液，有砖红色沉淀()生成
C 将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片表面产生气泡 该装置构成了原电池，铝片做负极
D 向某溶液中加入稀NaOH溶液，用湿润的红色石蕊试纸检验，无明显现象 溶液中一定无
A．A B．B C．C D．D
4．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是
A．能将电能转换成化学能
B．碳棒发生氧化反应
C．该装置中发生的反应为：Cu＋2 Fe3+＝2 Fe2+＋Cu 2+
D．电子从碳棒经外电路流向铜棒
5．下列装置可以构成原电池的是
A． B． C． D．
6．下列叙述正确的是
A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热()
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池仍有电流产生
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能
D．硅太阳能电池工作时，光能转化成化学能
7．某可循环式锂—空气电池的结构如下。下列说法错误的是
A．放电时，正极的电极反应为
B．A室与B室之间应该采用阳离子交换膜
C．放电时，Li电极与多孔空气催化电极上反应物的物质的量之比为3：4
D．LiOH回收制Li可以缓解Li资源紧缺的难题
8．某同学根据化学反应Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是
选项 A B C D
正极 石墨棒 石墨棒 铁棒 铜棒
负极 铁棒 铜棒 铜棒 铁棒
电解质溶液 CuCl2溶液 CuCl2溶液 FeSO4溶液 FeSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
9．某同学将铁丝及铜丝插入柠檬中，制成了如图所示的水果电池。下列说法不正确的是
A．Fe做负极，放电时质量不断减小
B．电流从铜丝经导线流向铁丝
C．Fe电极反应：
D．该装置能量转化存在：化学能→电能→光能
10．如图所示原电池的反应原理为。下列说法正确的是
A．石墨为电池的负极
B．电池工作时Zn逐渐被消耗
C．电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
D．反应在负极上发生
11．某原电池总反应为，该原电池的组成物质中正确的是
选项 A B C D
正极
负极
电解质溶液
A．A B．B C．C D．D
12．根据原电池形成的条件分析图所示的各装置，能构成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．按要求回答下列问题：
(1)已知H2和O2反应时放热，且断裂1molH-H键、1molO=O键、1molO-H键需要吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。下列关系一定正确的是_________。
A．Q1+Q2>Q3 B．2Q1+Q2>2Q3 C．2Q1+Q2＜4Q3 D．2Q1+Q2>4Q3
(2)下列变化中满足如图图示的是_________(填选项字母)。
A镁和稀盐酸的反应 B．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应 C．氯化铵固体加入水中 D．氢气燃烧 E.H-O-H→2H+O
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为_________(填选项字母)。
A铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(4)2020年上海进博会展览中，诸多氢能源汽车纷纷亮相。氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢燃料电池的内部结构如图所示，a 处通入气体的是_________，左侧的电极为电池的_________(填“正极”或“负极”)， 右侧电极发生的反应为：_________。
14．I．图为铜锌原电池的装置请回答：
(1)铜是_________极，铜片上现象是_____________________
(2)锌为________ 极，电极反应式为_____________________
(3)电池反应式(离子反应)为____________________________________
II．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
(4)在导线中电子流动方向为_________(用a、b表示)。
(5)负极反应式为___________。正极反应式为___________。
(6)电极表面镀铂粉的原因为_____________________________________。
15．已知D、M、H是常见得非金属单质，其中M是无色气体，H是有色气体。J是一种金属单质（其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素），A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC。K只知含有CO或CO2中的一种或两种。它们关系如下图所示：
（1）写出A物质中所含金属元素在周期表中的位置：_________________。
（2）写出化合物L的电子式：______________ 反应②的化学方程式为_________________。
（3）向图中的红褐色透明液体中逐滴滴入HI溶液，可以观察到先产生红褐色沉淀，后红褐色沉淀溶解，红褐色沉淀溶解的离子方程式为_______________。
（4）由金属氧化物A和C得到其相应的金属，在冶金工业上一般可用_______________（填序号）方法
①热还原法 ②电解法 ③热分解法
其中从A得到其相应金属也可用铝热法，若反应中1molA参加反应，转移电子的物质的量为________mol。
（5）用C、J作电极，与硫酸构成如图所示原电池，负极的电极反应为__________，当反应转移2mol电子时，负极质量增加______克。
16．某学习小组进行Zn与反应的实验，探究温度、氯化钠浓度对反应速率的影响。
实验用品：相同规格的锌片，稀硫酸(忽略固体对溶液体积的影响)。
实验序号 1 2 3 4 5
温度/℃ 25 25 25 35 35
NaCl质量/g 0 0.5 1.0 0.5 0
收集所需时间 63 32 20 21 59
产生速率
回答下列问题：
(1)_______(结果保留小数点后2位)。
(2)由实验_______与_______或_______与_______(填实验序号)得出升高温度，化学反应速率加快。
(3)欲探究升高温度时氯化钠对反应速率的影响，某同学分析数据发现，，说明_______。
(4)锌粒与足量硫酸反应的速率较慢。为了加快该反应的速率且不改变的产量，可以使用下列方法中的_______。
A．加少量固体 B．滴加几滴溶液
C．将稀硫酸改为浓硫酸 D．适当升高温度
(5)为验证氯化钠对反应速率的影响为氯离子，可采用等物质的量的_______(写化学式)重复上述实验。
【参考答案】
一、选择题
1．A
【分析】具有较强氧化性，具有较强还原性，放电时，作负极，失去电子，发生氧化反应，在正极得到电子被还原生成，通过阳离子交换膜由右侧电极向左侧电极移动。充电时为放电的逆过程，题目据此解答。
解析：A．根据分析知，放电时在左侧电极获得电子反应生成，从右侧电极移向左侧电极，因此左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，A正确；
B．阳离子交换膜只能通过阳离子 ，不能在左、右侧电极之间移动，B错误；
C．充电时，电极a为外接电源的正极，阳极的电极反应式是：，C错误；
D．充电时，电极a为外接电源的正极，D错误；
故选A。
2．C
【分析】酸性条件下，Mg为负极；碱性条件下，Al为负极。
解析：A．若电解质溶液为NaOH溶液，铝电极为负极，A项错误；
B．蔗糖是非电解质，B项错误；
C．电解质溶液为稀硫酸，铝电极作正极，有气泡冒出，C项正确；
D．碱性条件下，应该生成，D项错误。
故选C。
3．C
解析：A．苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，生成苯酚钠、碳酸氢钠，可知苯酚的酸性大于碳酸氢根离子的酸性，A错误；
B．加入少量AgNO3溶液，有砖红色沉淀Ag2CrO4生成，但初始pH及离子浓度不知，无法判断Ksp大小，B错误；
C．铝、镁和氢氧化钠溶液构成原电池，铝失去电子作负极，镁作正极，C正确；
D．加入稀氢氧化钠溶液，可能合成一水合氨，由实验及现象可知，溶液中可能含有铵根离子，D错误；
故答案选C。
4．C
解析：A．该装置为原电池，能将化学能转换成电能，错误；
B．碳棒是正极，发生还原反应：Fe3＋＋e-=Fe2＋，错误；
C．该反应总反应为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，正确；
D．电子从铜棒经外电路流向碳棒，错误。
5．B
【分析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应。
解析：A．蔗糖溶液不导电，无法形成闭合回路，故A错误；
B．该装置有活泼性不同的两个电极，能形成闭合回路，且有自发的氧化还原反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，故B正确；
C．该装置两个电极相同，不能形成原电池，故C错误；
D．该装置没有形成闭合回路，故D错误；
故选B。
6．C
解析：A．催化剂能降低反应的活化能从而改变反应速率，但不能改变化学平衡，不改变化学反应的反应热，A项错误；
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池没有电流产生，B项错误；
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能，C项正确；
D．硅电池工作时光能转化为电能，不发生化学反应，与氧化还原反应无关，D项错误；
答案选C。
7．C
【分析】根据装置图中电子的流向可判断出，金属锂电极失电子，发生氧化反应，作负极，电极反应式为：；多孔空气催化电极上O2得电子发生还原反应，作正极，电极反应式为：；
解析：A．由分析可知，正极的电极反应为，A正确；
B．A室中有LiOH生成并进入产物回收单元，则A室与B室之间应该采用阳离子交换膜，让Li+进入A室，参与循环，B正确；
C．放电过程中，负极上1 molLi失去1 mol电子，正极上1 molO2得到4 mol电子，同时正极上还有2 molH2O参与反应，外电路中通过的电子数相等，则Li电极与多孔空气催化电极上反应物的物质的量之比为4：3，C错误；
D．LiOH回收制Li，使Li循环使用，可以缓解Li资源紧缺的难题，D正确；
故选C。
8．A
【分析】根据反应Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu，可知该原电池中Fe为负极，正极选用比铁不活泼的金属或碳棒，电解液为含Cu2+的溶液。
解析：A．由分析可知Fe为负极，碳棒为正极，Cu2+的溶液为电解液，A正确；
B．Fe为负极，不能为铜棒，B错误；
C．铁和铜作原电池电极，铁更活泼应为负极，C错误；
D．由分析可知电解液为含Cu2+的溶液，D错误；
故选A。
9．C
解析：A．Fe较为活泼，发生氧化反应生成亚铁离子，做负极，放电时质量不断减小，A正确；
B．铜为正极，电流从铜丝经导线流向铁丝，B正确；
C．Fe发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应：，C错误；
D．该装置中电使灯泡发光，则能量转化存在：化学能→电能→光能，D正确；
故选C。
10．B
【分析】在原电池反应中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，在外电路中电子由负极流向正极，在溶液中阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。
解析：A．由于电极活动性：Zn＞C(石墨)，所以Zn为负极，石墨电极为正极，A错误；
B．电池工作时Zn作为负极，失去电子被氧化产生Zn2+进入溶液，因此Zn逐渐被消耗，B正确；
C．电池工作时电子由负极Zn电极经外电路流向正极石墨电极，C错误；
D．电池工作时，负极Zn失去电子被氧化产生Zn2+，负极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，正极的电极反应式为：2+2e-=2NH3↑+H2↑ ，总反应方程式为：Zn+2=Zn2++2NH3↑+H2↑，故该反应总方程式为两个电极反应式的和，D错误；
故合理选项是B。
11．B
解析：原电池总反应是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故负极为活泼性较强的Zn，失去电子生成Zn2+，正极反应为溶液中的铜离子在正极发生还原反应，生成铜单质，附在正极表面。
故选B。
12．C
【分析】能够形成原电池的，就有电流产生，原电池的形成条件有：①自发的氧化还原反应；②活性不同的两电极；③有电解质溶液；④形成闭合回路，据此分析。
解析：A. 乙醇是非电解质，所以A不能形成原电池，故A错误；
B. 两电极活性相同，不能形成原电池，故B错误；
C. 可以形成锌氧气原电池，故C正确；
D. Pt是惰性电极，不能与稀硫酸反应，不能形成原电池，故D错误；
故选C。
二、填空题
13．(1)C
(2)BE
(3)B
(4) H2(或氢气) 负极 O2+4e-+ 4H+= 2H2O
解析：（1）破坏1molH-H消耗的能量为Q1kJ，则H-H键能为Q1kJ/mol，破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，则O = O键键能为Q2kJ/mol，形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ，则H-O键能为Q3kJ/mol，对于2H2(g)+O2(g)=2H2O，反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，故：反应热△H=2Q1kJ/mol+Q2kJ/mol-4Q3kJ/mol=(2Q1+Q2-4Q3)KJ/mol，由于氢气在氧气中燃烧，反应热△H<0，即(2Q1+Q2-4Q3)<0，所以2Q1+Q2<4Q3，故答案为：C；
（2）如图图示反应是吸热变化，A镁和稀盐酸的反应是放热反应，故A错误； B.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，故B正确；
C.氯化铵固体加入水中是吸热过程，不是化学反应，故C错误；
D.氢气燃烧是放热反应，故D错误；
E.H-O-H→2H+O化学键的断裂需要吸收能量，故E正确；
故答案为BE；
（3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，常温铝遇浓硝酸发生钝化，故Cu为负极；一组插入烧碱溶液中，Al与烧碱反应，Cu不反应，Al做负极，在这两个原电池中，负极分别为Cu、Al，故答案为B；
（4）原电池中电子从负极流向正极，根据电子流向可知左侧为负极，右侧为正极，氢氧燃料电池，氢气为燃料从负极通入，即a处铜氢气；氧气为氧化剂从正极通入，即b通入氧气；根据氢燃料电池的内部结构如图所示可知负极电极反应为，正极电极反应为O2+4e-+ 4H+= 2H2O；故答案为：H2(或氢气)； 负极；O2+4e-+ 4H+= 2H2O；
14．(1) 正 Cu2+ + 2e=Cu
(2) 负 Zn - 2e=Zn2+
(3)Zn + Cu2+=Zn2++Cu
(4)由a到b
(5) 2H2+4OH－-4e-=4H2O O2+4e－+2H2O=4OH－
(6)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率
【分析】铜锌原电池，活泼的金属作负极，故锌作负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn - 2e=Zn2+；铜作正极，电极反应式为：Cu2+ + 2e=Cu；电池的总反应为：Zn + Cu2+=Zn2++Cu，据此分析。
氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，电子从负极沿导线流向正极，所以通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电子流动方向为a到b，据此分析。
解析：（1）铜作正极，电极反应式为：Cu2+ + 2e=Cu，故答案为：正；Cu2+ + 2e=Cu；
（2）锌作负极，发生氧化反应，答案为：负；Zn-2e=Zn2+；
（3）根据电极反应可知电池反应式为：Zn + Cu2+=Zn2++Cu；答案为：Zn + Cu2+=Zn2++Cu；
（4）由上述分析可知，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电子流动方向为a到b，故答案为：a到b；
（5）碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为：2H2+4OH－-4e-=4H2O；通入氧气的电极是正极，氧气得到电子结合水，生成氢氧根，电极反应式为：O2+4e－+2H2O=4OH－，故答案为： 2H2+4OH－-4e-=4H2O；O2+4e－+2H2O=4OH－；
（6）反应物与电极接触越充分，反应速率越快，电极表面镀铂粉能增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，所以能增大反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率。
15． 第四周期第Ⅷ族 PbO2+4HCl（浓）PbCl2+Cl2↑+2H2O 2Fe（OH）3+2I +6H+=I2+2Fe2++6H2O ① 8mol Pb 2e +SO42－=PbSO4 96
解析：H是元素气体非金属单质，则H为Cl2，J是一种金属单质，其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素，推断J为Pb，由J+H=I，可判断I为PbCl2，A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，则C为PbO2。结合C+D=J+CO2，应是碳和PbO2的反应，故D为C；由F+G煮沸得到红褐色液体，证明生成的是氢氧化铁胶体，而E+H=F，A+B=E+F+G，可推断E为FeCl2，F为FeCl3，G为H2O，B为HCl，A为Fe3O4；根据G+H=B+L，可知L为HClO，则M为O2；B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC，发生反应：PbO2+4HCl=2H2O+Cl2↑+PbCl2。
（1）A物质的化学式为：Fe3O4，金属元素铁在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族；
（2）次氯酸的电子式为；反应②是HCl与PbO2反应时，每生成1molCl2同时消耗4molHCl和1molPbO2，化学方程式为：PbO2+4HCl（浓）PbCl2+Cl2↑+2H2O；
（3）向氢氧化铁胶体中逐滴滴入HI溶液，开始电解质中和胶体胶粒所带电荷，发生胶体聚沉，得到氢氧化铁沉淀，而后HI与氢氧化铁发生酸碱中和反应、铁离子氧化碘离子生成碘，红褐色沉淀溶解的离子方程式为：2Fe（OH）3+2I +6H+=I2+2Fe2++6H2O；
（4）由金属氧化物A为Fe3O4和C为PbO2得到其相应的金属为Fe、Pb，依据金属活动顺序，在冶金工业上一般可用热还原法，其中从A得到其相应金属也可用铝热法，发生的反应为：3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3，若反应中1molA参加反应，转移电子的物质的量为8mol；
（5）用PbO2、Pb作电极，与硫酸构成如图所示电池是铅蓄电池，正极为PbO2，负极为铅，电极反应式为Pb 2e +SO42－=PbSO4。当反应转移2mol电子时，负极反应1molPb，其质量=1mol×207.2g/mol=207.2g，生成1molPbSO4，其质量=1mol×303.2g/mol=303.2g，故负极质量增加=303.2g－207.2g=96g。
16．(1)0.24
(2) 1 5 2 4
(3)升高温度，氯化钠对速率的影响增强
(4)AD
(5)KCl(含氯离子的可溶性一价盐如：LiCl等均可)
解析：（1）由表格数据可知，收集所需时间为63s，则；
（2）按照控制单一变量的原则，除了温度不同，其他条件相同，则由实验1和5或2和4可得出升高温度，收集所需时间缩短，化学反应速率加快的结论；
（3），说明升高温度，加入氯化钠速率增大幅度大于没加氯化钠速率增大幅度，说明氯化钠对速率的影响增强；
（4）A．由（3）分析知，加少量固体能加快反应速率，由于未参与反应，则的产量不变，A符合题意；
B．滴加几滴溶液，Zn和反应生成Cu，则Zn、Cu和电解质溶液构成原电池，反应速率加快，由于消耗了Zn，则的产量减少，B不符合题意；
C．将稀硫酸改为浓硫酸，Zn和浓硫酸反应不产生H2，C不符合题意；
D．适当升高温度，反应速率加快，的产量不变，D符合题意；
故选AD。
（5）若要验证氯化钠对反应速率的影响为氯离子，与阳离子无关，则可选择加入等物质的量的含氯离子的可溶性一价盐如：KCl 、LiCl等，重复上述实验即可
一、选择题
1．液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是
A．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 B．放电时向右侧电极移动
C．充电时阳极的电极反应式： D．充电时电极a为外接电源的负极
2．某同学设计的原电池如图所示。下列有关说法正确的是
A．铝电极一定为正极
B．该电池电解质溶液可以是蔗糖溶液
C．若烧杯中溶液为稀硫酸，铝电极表面有气泡生成
D．若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，负极电极反应式为
3．下列实验操作、对应的现象及结论均正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变澄清 酸性：苯酚>碳酸
B 溶液中加入少量溶液，有砖红色沉淀()生成
C 将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片表面产生气泡 该装置构成了原电池，铝片做负极
D 向某溶液中加入稀NaOH溶液，用湿润的红色石蕊试纸检验，无明显现象 溶液中一定无
A．A B．B C．C D．D
4．某原电池结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是
A．能将电能转换成化学能
B．碳棒发生氧化反应
C．该装置中发生的反应为：Cu＋2 Fe3+＝2 Fe2+＋Cu 2+
D．电子从碳棒经外电路流向铜棒
5．下列装置可以构成原电池的是
A． B． C． D．
6．下列叙述正确的是
A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热()
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池仍有电流产生
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能
D．硅太阳能电池工作时，光能转化成化学能
7．某可循环式锂—空气电池的结构如下。下列说法错误的是
A．放电时，正极的电极反应为
B．A室与B室之间应该采用阳离子交换膜
C．放电时，Li电极与多孔空气催化电极上反应物的物质的量之比为3：4
D．LiOH回收制Li可以缓解Li资源紧缺的难题
8．某同学根据化学反应Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu，并利用实验室材料制作原电池。下列关于该原电池组成的说法正确的是
选项 A B C D
正极 石墨棒 石墨棒 铁棒 铜棒
负极 铁棒 铜棒 铜棒 铁棒
电解质溶液 CuCl2溶液 CuCl2溶液 FeSO4溶液 FeSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
9．某同学将铁丝及铜丝插入柠檬中，制成了如图所示的水果电池。下列说法不正确的是
A．Fe做负极，放电时质量不断减小
B．电流从铜丝经导线流向铁丝
C．Fe电极反应：
D．该装置能量转化存在：化学能→电能→光能
10．如图所示原电池的反应原理为。下列说法正确的是
A．石墨为电池的负极
B．电池工作时Zn逐渐被消耗
C．电子由石墨电极经外电路流向Zn电极
D．反应在负极上发生
11．某原电池总反应为，该原电池的组成物质中正确的是
选项 A B C D
正极
负极
电解质溶液
A．A B．B C．C D．D
12．根据原电池形成的条件分析图所示的各装置，能构成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．按要求回答下列问题：
(1)已知H2和O2反应时放热，且断裂1molH-H键、1molO=O键、1molO-H键需要吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。下列关系一定正确的是_________。
A．Q1+Q2>Q3 B．2Q1+Q2>2Q3 C．2Q1+Q2＜4Q3 D．2Q1+Q2>4Q3
(2)下列变化中满足如图图示的是_________(填选项字母)。
A镁和稀盐酸的反应 B．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应 C．氯化铵固体加入水中 D．氢气燃烧 E.H-O-H→2H+O
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为_________(填选项字母)。
A铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(4)2020年上海进博会展览中，诸多氢能源汽车纷纷亮相。氢燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢燃料电池的内部结构如图所示，a 处通入气体的是_________，左侧的电极为电池的_________(填“正极”或“负极”)， 右侧电极发生的反应为：_________。
14．I．图为铜锌原电池的装置请回答：
(1)铜是_________极，铜片上现象是_____________________
(2)锌为________ 极，电极反应式为_____________________
(3)电池反应式(离子反应)为____________________________________
II．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
(4)在导线中电子流动方向为_________(用a、b表示)。
(5)负极反应式为___________。正极反应式为___________。
(6)电极表面镀铂粉的原因为_____________________________________。
15．已知D、M、H是常见得非金属单质，其中M是无色气体，H是有色气体。J是一种金属单质（其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素），A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC。K只知含有CO或CO2中的一种或两种。它们关系如下图所示：
（1）写出A物质中所含金属元素在周期表中的位置：_________________。
（2）写出化合物L的电子式：______________ 反应②的化学方程式为_________________。
（3）向图中的红褐色透明液体中逐滴滴入HI溶液，可以观察到先产生红褐色沉淀，后红褐色沉淀溶解，红褐色沉淀溶解的离子方程式为_______________。
（4）由金属氧化物A和C得到其相应的金属，在冶金工业上一般可用_______________（填序号）方法
①热还原法 ②电解法 ③热分解法
其中从A得到其相应金属也可用铝热法，若反应中1molA参加反应，转移电子的物质的量为________mol。
（5）用C、J作电极，与硫酸构成如图所示原电池，负极的电极反应为__________，当反应转移2mol电子时，负极质量增加______克。
16．某学习小组进行Zn与反应的实验，探究温度、氯化钠浓度对反应速率的影响。
实验用品：相同规格的锌片，稀硫酸(忽略固体对溶液体积的影响)。
实验序号 1 2 3 4 5
温度/℃ 25 25 25 35 35
NaCl质量/g 0 0.5 1.0 0.5 0
收集所需时间 63 32 20 21 59
产生速率
回答下列问题：
(1)_______(结果保留小数点后2位)。
(2)由实验_______与_______或_______与_______(填实验序号)得出升高温度，化学反应速率加快。
(3)欲探究升高温度时氯化钠对反应速率的影响，某同学分析数据发现，，说明_______。
(4)锌粒与足量硫酸反应的速率较慢。为了加快该反应的速率且不改变的产量，可以使用下列方法中的_______。
A．加少量固体 B．滴加几滴溶液
C．将稀硫酸改为浓硫酸 D．适当升高温度
(5)为验证氯化钠对反应速率的影响为氯离子，可采用等物质的量的_______(写化学式)重复上述实验。
【参考答案】
一、选择题
1．A
【分析】具有较强氧化性，具有较强还原性，放电时，作负极，失去电子，发生氧化反应，在正极得到电子被还原生成，通过阳离子交换膜由右侧电极向左侧电极移动。充电时为放电的逆过程，题目据此解答。
解析：A．根据分析知，放电时在左侧电极获得电子反应生成，从右侧电极移向左侧电极，因此左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，A正确；
B．阳离子交换膜只能通过阳离子 ，不能在左、右侧电极之间移动，B错误；
C．充电时，电极a为外接电源的正极，阳极的电极反应式是：，C错误；
D．充电时，电极a为外接电源的正极，D错误；
故选A。
2．C
【分析】酸性条件下，Mg为负极；碱性条件下，Al为负极。
解析：A．若电解质溶液为NaOH溶液，铝电极为负极，A项错误；
B．蔗糖是非电解质，B项错误；
C．电解质溶液为稀硫酸，铝电极作正极，有气泡冒出，C项正确；
D．碱性条件下，应该生成，D项错误。
故选C。
3．C
解析：A．苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，生成苯酚钠、碳酸氢钠，可知苯酚的酸性大于碳酸氢根离子的酸性，A错误；
B．加入少量AgNO3溶液，有砖红色沉淀Ag2CrO4生成，但初始pH及离子浓度不知，无法判断Ksp大小，B错误；
C．铝、镁和氢氧化钠溶液构成原电池，铝失去电子作负极，镁作正极，C正确；
D．加入稀氢氧化钠溶液，可能合成一水合氨，由实验及现象可知，溶液中可能含有铵根离子，D错误；
故答案选C。
4．C
解析：A．该装置为原电池，能将化学能转换成电能，错误；
B．碳棒是正极，发生还原反应：Fe3＋＋e-=Fe2＋，错误；
C．该反应总反应为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，正确；
D．电子从铜棒经外电路流向碳棒，错误。
5．B
【分析】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应。
解析：A．蔗糖溶液不导电，无法形成闭合回路，故A错误；
B．该装置有活泼性不同的两个电极，能形成闭合回路，且有自发的氧化还原反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，故B正确；
C．该装置两个电极相同，不能形成原电池，故C错误；
D．该装置没有形成闭合回路，故D错误；
故选B。
6．C
解析：A．催化剂能降低反应的活化能从而改变反应速率，但不能改变化学平衡，不改变化学反应的反应热，A项错误；
B．原电池中发生的反应达到平衡时，该电池没有电流产生，B项错误；
C．催化剂能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程和反应的活化能，C项正确；
D．硅电池工作时光能转化为电能，不发生化学反应，与氧化还原反应无关，D项错误；
答案选C。
7．C
【分析】根据装置图中电子的流向可判断出，金属锂电极失电子，发生氧化反应，作负极，电极反应式为：；多孔空气催化电极上O2得电子发生还原反应，作正极，电极反应式为：；
解析：A．由分析可知，正极的电极反应为，A正确；
B．A室中有LiOH生成并进入产物回收单元，则A室与B室之间应该采用阳离子交换膜，让Li+进入A室，参与循环，B正确；
C．放电过程中，负极上1 molLi失去1 mol电子，正极上1 molO2得到4 mol电子，同时正极上还有2 molH2O参与反应，外电路中通过的电子数相等，则Li电极与多孔空气催化电极上反应物的物质的量之比为4：3，C错误；
D．LiOH回收制Li，使Li循环使用，可以缓解Li资源紧缺的难题，D正确；
故选C。
8．A
【分析】根据反应Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu，可知该原电池中Fe为负极，正极选用比铁不活泼的金属或碳棒，电解液为含Cu2+的溶液。
解析：A．由分析可知Fe为负极，碳棒为正极，Cu2+的溶液为电解液，A正确；
B．Fe为负极，不能为铜棒，B错误；
C．铁和铜作原电池电极，铁更活泼应为负极，C错误；
D．由分析可知电解液为含Cu2+的溶液，D错误；
故选A。
9．C
解析：A．Fe较为活泼，发生氧化反应生成亚铁离子，做负极，放电时质量不断减小，A正确；
B．铜为正极，电流从铜丝经导线流向铁丝，B正确；
C．Fe发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应：，C错误；
D．该装置中电使灯泡发光，则能量转化存在：化学能→电能→光能，D正确；
故选C。
10．B
【分析】在原电池反应中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，在外电路中电子由负极流向正极，在溶液中阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。
解析：A．由于电极活动性：Zn＞C(石墨)，所以Zn为负极，石墨电极为正极，A错误；
B．电池工作时Zn作为负极，失去电子被氧化产生Zn2+进入溶液，因此Zn逐渐被消耗，B正确；
C．电池工作时电子由负极Zn电极经外电路流向正极石墨电极，C错误；
D．电池工作时，负极Zn失去电子被氧化产生Zn2+，负极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，正极的电极反应式为：2+2e-=2NH3↑+H2↑ ，总反应方程式为：Zn+2=Zn2++2NH3↑+H2↑，故该反应总方程式为两个电极反应式的和，D错误；
故合理选项是B。
11．B
解析：原电池总反应是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故负极为活泼性较强的Zn，失去电子生成Zn2+，正极反应为溶液中的铜离子在正极发生还原反应，生成铜单质，附在正极表面。
故选B。
12．C
【分析】能够形成原电池的，就有电流产生，原电池的形成条件有：①自发的氧化还原反应；②活性不同的两电极；③有电解质溶液；④形成闭合回路，据此分析。
解析：A. 乙醇是非电解质，所以A不能形成原电池，故A错误；
B. 两电极活性相同，不能形成原电池，故B错误；
C. 可以形成锌氧气原电池，故C正确；
D. Pt是惰性电极，不能与稀硫酸反应，不能形成原电池，故D错误；
故选C。
二、填空题
13．(1)C
(2)BE
(3)B
(4) H2(或氢气) 负极 O2+4e-+ 4H+= 2H2O
解析：（1）破坏1molH-H消耗的能量为Q1kJ，则H-H键能为Q1kJ/mol，破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，则O = O键键能为Q2kJ/mol，形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ，则H-O键能为Q3kJ/mol，对于2H2(g)+O2(g)=2H2O，反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能，故：反应热△H=2Q1kJ/mol+Q2kJ/mol-4Q3kJ/mol=(2Q1+Q2-4Q3)KJ/mol，由于氢气在氧气中燃烧，反应热△H<0，即(2Q1+Q2-4Q3)<0，所以2Q1+Q2<4Q3，故答案为：C；
（2）如图图示反应是吸热变化，A镁和稀盐酸的反应是放热反应，故A错误； B.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，故B正确；
C.氯化铵固体加入水中是吸热过程，不是化学反应，故C错误；
D.氢气燃烧是放热反应，故D错误；
E.H-O-H→2H+O化学键的断裂需要吸收能量，故E正确；
故答案为BE；
（3）将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，常温铝遇浓硝酸发生钝化，故Cu为负极；一组插入烧碱溶液中，Al与烧碱反应，Cu不反应，Al做负极，在这两个原电池中，负极分别为Cu、Al，故答案为B；
（4）原电池中电子从负极流向正极，根据电子流向可知左侧为负极，右侧为正极，氢氧燃料电池，氢气为燃料从负极通入，即a处铜氢气；氧气为氧化剂从正极通入，即b通入氧气；根据氢燃料电池的内部结构如图所示可知负极电极反应为，正极电极反应为O2+4e-+ 4H+= 2H2O；故答案为：H2(或氢气)； 负极；O2+4e-+ 4H+= 2H2O；
14．(1) 正 Cu2+ + 2e=Cu
(2) 负 Zn - 2e=Zn2+
(3)Zn + Cu2+=Zn2++Cu
(4)由a到b
(5) 2H2+4OH－-4e-=4H2O O2+4e－+2H2O=4OH－
(6)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率
【分析】铜锌原电池，活泼的金属作负极，故锌作负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn - 2e=Zn2+；铜作正极，电极反应式为：Cu2+ + 2e=Cu；电池的总反应为：Zn + Cu2+=Zn2++Cu，据此分析。
氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，电子从负极沿导线流向正极，所以通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电子流动方向为a到b，据此分析。
解析：（1）铜作正极，电极反应式为：Cu2+ + 2e=Cu，故答案为：正；Cu2+ + 2e=Cu；
（2）锌作负极，发生氧化反应，答案为：负；Zn-2e=Zn2+；
（3）根据电极反应可知电池反应式为：Zn + Cu2+=Zn2++Cu；答案为：Zn + Cu2+=Zn2++Cu；
（4）由上述分析可知，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电子流动方向为a到b，故答案为：a到b；
（5）碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为：2H2+4OH－-4e-=4H2O；通入氧气的电极是正极，氧气得到电子结合水，生成氢氧根，电极反应式为：O2+4e－+2H2O=4OH－，故答案为： 2H2+4OH－-4e-=4H2O；O2+4e－+2H2O=4OH－；
（6）反应物与电极接触越充分，反应速率越快，电极表面镀铂粉能增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，所以能增大反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率。
15． 第四周期第Ⅷ族 PbO2+4HCl（浓）PbCl2+Cl2↑+2H2O 2Fe（OH）3+2I +6H+=I2+2Fe2++6H2O ① 8mol Pb 2e +SO42－=PbSO4 96
解析：H是元素气体非金属单质，则H为Cl2，J是一种金属单质，其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素，推断J为Pb，由J+H=I，可判断I为PbCl2，A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，则C为PbO2。结合C+D=J+CO2，应是碳和PbO2的反应，故D为C；由F+G煮沸得到红褐色液体，证明生成的是氢氧化铁胶体，而E+H=F，A+B=E+F+G，可推断E为FeCl2，F为FeCl3，G为H2O，B为HCl，A为Fe3O4；根据G+H=B+L，可知L为HClO，则M为O2；B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC，发生反应：PbO2+4HCl=2H2O+Cl2↑+PbCl2。
（1）A物质的化学式为：Fe3O4，金属元素铁在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族；
（2）次氯酸的电子式为；反应②是HCl与PbO2反应时，每生成1molCl2同时消耗4molHCl和1molPbO2，化学方程式为：PbO2+4HCl（浓）PbCl2+Cl2↑+2H2O；
（3）向氢氧化铁胶体中逐滴滴入HI溶液，开始电解质中和胶体胶粒所带电荷，发生胶体聚沉，得到氢氧化铁沉淀，而后HI与氢氧化铁发生酸碱中和反应、铁离子氧化碘离子生成碘，红褐色沉淀溶解的离子方程式为：2Fe（OH）3+2I +6H+=I2+2Fe2++6H2O；
（4）由金属氧化物A为Fe3O4和C为PbO2得到其相应的金属为Fe、Pb，依据金属活动顺序，在冶金工业上一般可用热还原法，其中从A得到其相应金属也可用铝热法，发生的反应为：3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3，若反应中1molA参加反应，转移电子的物质的量为8mol；
（5）用PbO2、Pb作电极，与硫酸构成如图所示电池是铅蓄电池，正极为PbO2，负极为铅，电极反应式为Pb 2e +SO42－=PbSO4。当反应转移2mol电子时，负极反应1molPb，其质量=1mol×207.2g/mol=207.2g，生成1molPbSO4，其质量=1mol×303.2g/mol=303.2g，故负极质量增加=303.2g－207.2g=96g。
16．(1)0.24
(2) 1 5 2 4
(3)升高温度，氯化钠对速率的影响增强
(4)AD
(5)KCl(含氯离子的可溶性一价盐如：LiCl等均可)
解析：（1）由表格数据可知，收集所需时间为63s，则；
（2）按照控制单一变量的原则，除了温度不同，其他条件相同，则由实验1和5或2和4可得出升高温度，收集所需时间缩短，化学反应速率加快的结论；
（3），说明升高温度，加入氯化钠速率增大幅度大于没加氯化钠速率增大幅度，说明氯化钠对速率的影响增强；
（4）A．由（3）分析知，加少量固体能加快反应速率，由于未参与反应，则的产量不变，A符合题意；
B．滴加几滴溶液，Zn和反应生成Cu，则Zn、Cu和电解质溶液构成原电池，反应速率加快，由于消耗了Zn，则的产量减少，B不符合题意；
C．将稀硫酸改为浓硫酸，Zn和浓硫酸反应不产生H2，C不符合题意；
D．适当升高温度，反应速率加快，的产量不变，D符合题意；
故选AD。
（5）若要验证氯化钠对反应速率的影响为氯离子，与阳离子无关，则可选择加入等物质的量的含氯离子的可溶性一价盐如：KCl 、LiCl等，重复上述实验即可