高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能电池（第1课时）原电池的工作原理测试题2 鲁科版选修4.doc

第1章第3节 化学能转化为电能-电池第1课时原电池的工作原理一、选择题1. 下列示意图中能构成原电池的是( )a. a b. b c. c d. d2锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）a. 铜电极上发生氧化反应b. 电池工作一段时间后，甲池的c（so42）减小c. 电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加d. 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡3关于下列装置说法正确的是（ ）a. 装置中，一段时间后左边烧杯so42-浓度增大b. 装置中滴入酚酞，a极附近变红c. 用装置炼铜时，c极为粗铜d. 装置中发生吸氧腐蚀4某电池总反应为 2fe3+cu=2fe2+cu2+，不能实现该反应的原电池是（ ）a. 电极材料 fe、cu，电解质溶液 fecl3 溶液b. 电极材料石墨、cu，电解质溶液 fe2(so4)3 溶液c. 电极材料 pt、cu，电解质溶液 fecl3 溶液d. 电极材料 ag、cu，电解质溶液 fe2(so4)3 溶液5锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）a. 铜电极上发生氧化反应b. 电池工作一段时间后，甲池的c(so42-)减小c. 电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加d. 阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡6下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是（ ）a. znag2oh2o=zn(oh)22ag b. pbpbo22h2so4=2pbso42h2oc. zncuso4=cuznso4 d. caosio2casio37用铜片、银片、cu (no3)2溶液、agno3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-kno3的u型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：ag+e-=ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同a. b. c. d. 8某原电池的电池反应为：fe+2fe3+ = 3fe2+，与此电池反应不符的原电池是（ ）a. 铜片、铁片、fecl3溶液组成的原电池b. 石墨、铁片、fe(no3)3溶液组成的原电池c. 铁片、锌片、fe2(so4)3溶液组成的原电池d. 银片、铁片、fe(no3)3溶液组成的原电池9铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（ ）a. 正极反应为：zn-2e-=zn2+b. 盐桥中的k+移向znso4溶液c. 电池反应为：zn+cu2+=zn2+cud. 在外电路中，电子从负极流向正极；在电池内部，电子从正极流向负极10根据下列事实：a+b2+a2+b；e+2h2oe（oh）2+h2；以b、d为电极与d的盐溶液组成原电池，电极反应为：d2+2ed，b2eb2+由此可知a2+、b2+、d2+、e2+的氧化性强弱关系是（ ）a. d2+b2+a2+e2+ b. b2+a2+d2+e2+c. d2+e2+a2+b2+ d. e2+b2+a2+d2+11某同学按如图所示的装置做实验，并把实验情况记录于框内。你认为框内叙述合理的是()a. b. c. d. 12如图所示，将锌棒和铜棒插入苹果中，电流表指针发生偏转。该苹果电池中()a. 锌棒是负极 b. 铜棒是负极c. 锌棒质量增加 d. 铜棒质量减小13关于原电池和电解池的叙述正确的是（ ）a. 原电池中失去电子的电极为阴极b. 原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应c. 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成d. 电解时电解池的阴极一定是阴离子放电14四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（ ）a. b. c. d. 二、非选择题15. 能源是人类生存和发展的重要支柱，化学在能源的开发与利用方面起着十分重要的作用。某学习小组按如下图所示装置探究化学能与电能的相互转化：(1) 甲池是_装置，通入ch4气体的电极上的反应式为_。乙池中so42 移向_电极（填“石墨”或“ag”）；(2) 当甲池消耗标况下33.6lo2时，电解质koh的物质的量变化_mol,乙池若要恢复电解前的状态则需要加入_g _（填物质名称）；(3) 丙池中发生的电解反应的离子方程式为_。16. 将a、b两个电极，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上，与电流表连结，插入盛有溶液c的小烧杯中。试回答下列问题：若a、b分别为铜和铝，c为稀硫酸，原电池的负极为_（填“铝”或“铜”）极，铝片上的电极反应式为：_；若a、b分别为铜和铝，c为浓hno3，原电池的负极为_（填“铝”或“铜”）极，铝片上的电极反应式为：_；若a、b分别为镁和铝，c为稀硫酸，原电池的负极为_（填“铝”或“镁”）极，铝片上的电极反应式为：_；若a、b分别为镁和铝，c为氢氧化钠溶液，原电池的负极为_（填“铝”或“镁”）极，铝片上的电极反应式为：_；若a、b分别为碳和铝，c为氯化钠溶液，原电池正极上的电极反应式为：_。总结可作为原电池正负极判断依据的是：_。17. 某学生进行下图所示的锌铜原电池的实验：(1)从理论上讲，预期看到的现象是_；(2)实验过程中，观察到锌极上有少量气泡逸出，铜极上有大量气泡逸出。试解释：_。18. 任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成一个原电池。请根据: fe+cuso4= cu+feso4设计成一个原电池。（1）该电池的负极材料为_，其电极反应为_；（2）正极材料为_，电解质溶液为_，其电极反应为_；（3）画出装置的简图，并注明正负极和电解质_。参考答案1. 【答案】b【解析】acu和碳均不与稀硫酸反应，无自发的氧化还原反应，无法成为原电池，故a错误；bal与naoh溶液反应发生自发的氧化还原反应，可设计成原电池，故b正确；c不能形成闭合电路，故c错误；d不能形成闭合电路，故d错误；答案为b。2【答案】c【解析】试题分析：由图象可知，该原电池反应式为：zn+cu2+=zn2+cu，zn发生氧化反应，为负极，cu电极上发生还原反应，为正极，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，两池溶液中硫酸根浓度不变，随反应进行，甲池中的zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，以保持溶液呈电中性，进入乙池的zn2+与放电的cu2+的物质的量相等，而zn的摩尔质量大于cu，故乙池溶液总质量增大a由图象可知，该原电池反应式为：zn+cu2+=zn2+cu，zn为负极，发生氧化反应，cu为正极，发生还原反应，故a错误；b阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c（so42）不变，故b错误；c甲池中的zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中发生反应：cu2+2e=cu，保持溶液呈电中性，进入乙池的zn2+与放电的cu2+的物质的量相等，而zn的摩尔质量大于cu，故乙池溶液总质量增大，故c正确；d甲池中的zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，以保持溶液电荷守恒，阴离子不能通过阳离子交换膜，故d错误3【答案】b【解析】a在装置中，金属锌是负极，金属铜是正极，盐桥中的cl-移向znso4溶液，一段时间后左边烧杯so42-浓度不变，a错误；b在电解池装置中a是阴极，氢离子放电，阴极掌握氢氧根浓度增大，因此装置中滴入酚酞，a极附近变红，b正确；c电解精炼铜时，电解池的阳极是粗铜，阴极时精铜，即c极为精铜，c错误；d溶液显酸性，发生析氢腐蚀，d错误；答案选b。4【答案】a【解析】电极材料 fe、cu，电解质溶液 fecl3 溶液，铁的活泼性大于铜，总反应2fe3+ fe =3fe2+；电极材料石墨、cu，电解质溶液 fe2(so4)3 溶液，总反应为2fe3+cu=2fe2+cu2+；电极材料 pt、cu，电解质溶液 fecl3 溶液，铜活泼性大于pt，总反应为2fe3+cu=2fe2+cu2+；电极材料 ag、cu，电解质溶液 fe2(so4)3 溶液，铜活泼性大于ag，总反应2fe3+cu=2fe2+cu2+，故选a。5【答案】c【解析】试题分析：a由图像可知，该原电池反应式为：zn+cu2+=zn2+cu，zn为负极，发生氧化反应，cu为正极，发生还原反应，错误；b阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c（so42）不变，错误；c甲池中的zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中发生反应：cu2+2e-=cu，保持溶液呈电中性，进入乙池的zn2+与放电的cu2+的物质的量相等，而zn的摩尔质量大于cu，故乙池溶液总质量增大，正确；d阳离子交换膜只能使阳离子通过，而阴离子不能通过，所以甲池中的zn2+通过阳离子交换膜进入乙池，以保持溶液电荷守恒，错误。考点：考查原电池反应原理的知识。6【答案】d【解析】理论上能自发进行的、放热的氧化还原反应均可以设计为原电池，选项a、b、c均是氧化还原反应，可以设计为原电池，选项d中的反应是非氧化还原反应，不能设计为原电池，答案选d。点睛：明确原电池的原理、构成条件是解答的关键，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，因此理论上自发进行的、放热的氧化还原反应均可以设计为原电池。7【答案】c【解析】试题分析：用铜片、银片、cu (no3)2溶液、agno3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-kno3的u型管）构成一个原电池，可知cu做负极、ag作正极，反应原理：cu+2agno3=2ag+ cu(no3)2与铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同，故叙述正确；外电路中电子由cu流向ag，电流由ag流向cu，故叙述错误；正极反应：ag+e-=ag，故正确；实验过程中取出盐桥，则不再是闭合回路，原电池停止工作，故叙述错误；故本题选c。8【答案】c【解析】根据构成原电池的条件，以及电池反应式，fe作负极，石墨或比铁弱的金属作正极，含有fe3的电解质溶液为电解质，因为锌比铁活泼，锌作负极，故c正确。9【答案】c【解析】a、锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，正极反应式为cu22e=cu，故a错误；b、根据原电池工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故b错误；c、负极反应是为zn2e=zn2，因此电池反应式为zncu2=zn2cu，故c正确；d、根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电池内部只有阴阳离子的定向移动，故d错误。10【答案】a【解析】试题分析：同一化学反应中，氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性；a+b2+=a2+b，该反应中氧化剂是b2+，氧化产物是a2+，所以b2+的氧化性a2+的氧化性；e+2h2oe（oh）2+h2，该反应中氧化剂是h2o，氧化产物是e（oh）2，所以h2o的氧化性e2+的氧化性；以b、d为电极与d的盐溶液组成原电池，电极反应为：d2+2ed，b2eb2+，该电池的电池反应式为：d2+b=d+b2+，所以氧化剂是d2+，氧化产物是b2+，所以d2+的氧化性b2+的氧化性，所以各离子的氧化性大小为d2+b2+a2+e2+；故选a。考点：考查离子的氧化性强弱比较11【答案】b【解析】图中装置形成了原电池，zn为负极，铜为正极；电解质溶液中h+移向正极，得电子生成h2，h+浓度减小，ph增大；有电流产生，电流表指针发生偏转，因此正确，故选b。12【答案】a【解析】锌比铜活泼，根据原电池的工作原理，锌作负极，铜作正极，负极上发生zn2e=zn2，正极上发生：2h2e=h2，故选项a正确。13【答案】b【解析】试题分析：a、原电池中失去电子的电极为负极，a错误；b、原电池的负极、电解池的阳极都发生失去电子的氧化反应，b正确；c、原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成，也可以是石墨等，c错误；d、电解时电解池的阴极一定是阳离子放电，d错误，答案选b。14【答案】b【解析】在原电池反应中，负极金属较为活泼，电子从负极经外电路流向正极，一般来说，气体、金属在正极上析出，负极质量减小，则相连时，外电路电流从流向，说明为正极，为负极，金属性；相连时，为正极，金属性；相连时，有气泡逸出，是正极，金属性；相连时，的质量减少，说明为负极，为正极，金属性，则金属性，答案选b。本题考查金属活动性的比较，明确原电池的工作原理是解答的关键，注意根据反应现象和电流判断电源的正负极，负极金属较活泼。15【解析】（1）由图可看出甲图为燃料电池装置，是原电池，通入甲烷的电极为负极，反应式为ch4 8e-+ 10oh-=co32-+ 7h2o，通入氧气的电极为正极，乙图和丙图为电解池，与电池的正极相连的石墨为阳极，与电池的负极相连的ag电极为阴极，乙池中so42 移向石墨极（阳极）。（2）原电池正极反应式为：2o2+8e-+4h2o=8oh-，总反应为：ch4 +2o2+ 2oh-=co32-+ 3h2o，当甲池消耗标况下33.6l（1.5mol）o2时，消耗1.5molkoh，转移6mol电子，则乙池生成3molcu和1.5molo2，根据原子守恒，若要恢复电解前的状态则需要加入氧化铜：3mol80g/mol=240g，或碳酸铜：3mol124g/mol=372g。（3）丙池中惰性电极电解氯化镁溶液，电解反应的离子方程式为mg2+ +2cl+2h2o mg(oh)2+ h2+ cl2。本题考查电解池和原电池，注重基础知识的考查，题目难度不大，注意明确反应原理，理清反应关系，燃料电池中，通氧气的一极是正极，通燃料的一极为负极，电解池中，与正极相连得是阳极，与负极相连的是阴极，阳离子与电流方向形成闭合，阴离子与电子方向形成闭合。【答案】原电池（或化学能转化为电能） ch4 8e+ 10oh co32+ 7h2o 石墨 1.5 240 氧化铜 （或372，碳酸铜） mg2+ +2cl+2h2o mg(oh)2+ h2+ cl216【解析】将a、b两个电极，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上，与电流表连结，插入盛有溶液c的小烧杯中。若a、b分别为铜和铝，c为稀硫酸，铝比铜活泼，铝为负极，铝片上的电极反应式为al3e=al3+，故答案为：铝；al3e=al3+；若a、b分别为铜和铝，c为浓hno3，铝与浓硝酸发生钝化，铜与浓硝酸能够反应，铜为负极，铝片上的电极反应式为2no3+2e+4h + =2no2+ 2h2o，故答案为：铜；2no3+2e+4h+ =2no2+ 2h2o；若a、b分别为镁和铝，c为稀硫酸，镁比铝活泼，镁为负极，铝片上的电极反应式为2h+2e=h2，故答案为：镁；2h+2e=h2；若a、b分别为镁和铝，c为氢氧化钠溶液，镁与氢氧化钠不反应，铝为负极，铝片上的电极反应式为al3e+4oh-=alo2-+2h2o，故答案为：铝；al3e+4oh-=alo2-+2h2o；若a、b分别为碳和铝，c为氯化钠溶液，铝为负极，铝发生吸氧腐蚀，原电池正极上的电极反应式为o2+4e+2