4.1原电池习题2023-2024学年上学期高二化学人教版选择性必修1

4.1原电池同步习题20232024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1一、单选题1．原电池是装置A．化学能转化为电能 B．电能转化为化学能C．热能转化为化学能 D．化学能转化为热能2．化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列说法不正确的是A．奋斗者潜水器主体采用的钛合金材料具有耐低温、耐高压和抗腐蚀性好的特性B．微生物降解高分子(如聚乳酸)可用作手术缝合线、药物缓释材料等C．能消杀病毒的过氧乙酸，具有强氧化性、弱酸性等性质，是强电解质D．在海轮外壳上镶入活泼金属，可减缓船体的腐蚀速率3．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是

A．石墨电极上发生氧化反应B．电子由锌片通过导线流向石墨棒C．该装置将电能转化为化学能D．将稀硫酸换成乙醇，灯泡亮度不变4．2020年9月20日，中国向全世界宣布，努力争取2060年前实现碳中和。下列不利于大气中CO2减少的是A．图甲光伏发电 B．图乙CO酸性燃料电池 C．图丙风力发电 D．图丁核发电5．下列装置可以构成原电池的是A． B．C．D．6．锌银纽扣电池总反应为，下列说法正确的是A．是负极，发生还原反应 B．电极发生氧化反应C．电子流入极 D．每消耗，负极失去7．化学在实际生活中有着广泛的应用。下列说法错误的是A．食品添加剂可以改善食物的色、香、味并防止变质，但要按标准使用B．铅蓄电池工作时两极的质量均增加C．用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸盐漂白纸浆的原理相同D．用明矾作净水剂除去水中的悬浮物8．“神舟7号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCPC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾，已知该电池的总反应为2H2+O2===2H2O，负极反应为H2+2e===CO2↑+H2O，则下列推断中，正确的是A．电池工作时，向负极移动B．电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极C．正极的电极反应：4OH4e===O2↑+2H2OD．通氧气的电极为正极，发生氧化反应9．根据甲醇在酸性电解质溶液中与氧气作用生成二氧化碳和水的反应，设计一种燃料电池。该燃料电池工作时，正极上发生的反应为A． B．C． D．10．下列说法中正确的是（

）A．原电池是把化学能转变为电能的装置B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C．原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应D．形成原电池后，原电池中的阳离子向负极方向移动11．下列说法正确的是A．检验某溶液中是否含有：取试样少许于试管中，加入足量NaOH溶液加热，用湿润蓝色石蕊试纸检验，若变红色，证明原溶液中有B．在萃取操作中往往因为振摇而使得分液漏斗中出现大量气体，可以通过打开上口瓶塞的方式来放气C．在“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定”实验中，将镀锌铁皮放入稀硫酸中，待产生气泡的速率显著减小时，可以判断锌镀层已反应完全D．探究影响与稀反应速率的因素时，可通过观察产生气泡快慢判断反应速率12．下列生产、生活和科学中的化学叙述错误的是A．我国是全球最大的锂电池生产国，锂电池的比能量高、电压高、工作温度宽、可储存时间长B．制作宇航服所使用的聚酯纤维属于合成纤维C．漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，也可用作游泳池和环境的消毒剂D．熔融烧碱时，不能使用普通玻璃坩埚、石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚，可使用镍坩埚13．氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%—40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为H2+2OH2e2H2O和O2+H2O+2e2OH，则下列叙述正确的是A．通入H2的一极是正极，通入O2的一极是负极B．通入O2的一极是正极，通入H2的一极是负极C．工作一段时间后电解质溶液的pH增大D．工作时负极区附近pH增大14．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是选项ABCD装置目的证明的溶解度小于测定锌与稀硫酸的反应速率蒸干溶液制备无水验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移A．A B．B C．C D．D15．化学家正在研究尿素燃料电池，尿素燃料电池结构如图所示，用这种电池直接去除城市废水中的尿素，下列有关描述正确的是A．甲电极为电池的正极B．乙电极的电极反应式为：C．电池工作时氢离子向甲电极移动D．电池工作时，理论上净化消耗标准状况下16．微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用如图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。下列说法正确的是

A．电极a的电势高于电极b的B．隔膜1、2分别为阳、阴离子交换膜C．负极反应为D．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上减少117g17．下列化学知识在生产生活中的应用，描述合理的是A．CO2和CH4催化重整可制备合成气，该反应为放热反应，生成物总能量大于反应物总能量。B．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，原电池反应均是自发的氧化还原反应。C．工业制硫酸中一步重要反应是SO2在下催化氧化：，使用催化剂是为了加快反应速率，提高原料转化率。D．化学反应速率是化工生产研究的主要问题之一，决定化学反应速率的主要因素是光照、超声波、压强和催化剂等。18．2021年我国科研人员以二硫化钼()作为电极催化剂，研发出一种ZnNO电池系统，该电池同时具备合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示(双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过)。下列说法错误的是A．使用电极能加快合成氨的速率B．Zn/ZnO电极反应式为C．电池工作一段时间后，正极区溶液的pH增大D．当电路通过10mol时，理论上可以转化NO的质量为30g19．火星大气中富含CO2，一种有CO2参加反应的全固态电池有望为火星探测器供电。它以金属钠为负极，碳纳米管为正极，Na3Zr2Si2PO12为无机固态电解质。该电池工作时A．将电能转化为化学能B．负极上发生还原反应C．CO2在正极上得电子D．电子通过Na3Zr2Si2PO12移向负极20．交通警察进行酒精抽查时，会利用一种以酸性燃料电池为电源的酒精检测仪进行现场检测。该仪器的工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．H＋从图中Pt(左)的极室穿过质子交换膜进入Pt(右)的极室中B．该电池的负极反应式为CH3CH2OH＋H2O4e=CH3COOH＋4H＋C．电子由Pt(左)电极经过电解质溶液流向Pt(右)极D．不同大小的电流通过微处理器时，液晶显示屏会显示不同的变化21．下图为两种途径制备硫酸的过程，反应条件略。下列说法不正确的是A．若，则为放热反应B．若将途径①设计为原电池反应，负极区溶液会变小C．途径②增大浓度可提高转化率D．含的浓溶液与足量反应，放出的热量即为中和热22．下表中，对陈述I、I的正确性及二者间有无因果关系的判断都正确的是选项陈述I陈述II判断A二氯甲烷只有一种结构甲烷为正四面体I对、II对、无B用MgAlNaOH构成原电池Mg更活泼，作负极I对、II对、无CNH4NO3是共价化合物NH4NO3熔融状态不导电I对、II对、无D石墨常用作原电池的电极石墨的化学性质稳定且导电性好I对、II对、有A．A B．B C．C D．D23．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，其电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。其电池总反应为：MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O；下列说法不正确的是A．该有机高聚物的实验式为C3H5NOB．充电时，SO向阴极移动C．有机高聚物中氢键的缔合作用，增强了高聚物的稳定性D．放电时，电极的正极反应为：MnO2+e—+H2O=MnOOH+OH—24．一种电池工作原理装置图如图所示，下列说法正确的是A．电池工作一段时间后浓度增大B．b极区的反应为C．电池工作时通过阳离子交换膜向a极区移动D．放电过程中电极a区溶液的pH增大25．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：，下列叙述错误的是A．高铁电池的负极材料是ZnB．放电时正极附近溶液的碱性减弱C．电池工作时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原D．放电时正极和充电时阴极均发生还原反应二、填空题26．以锌片，铜片为电极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池。(1)该原电池的负极为，电极反应式为；(2)该原电池的正极为，电极反应式为。27．化学反应不仅可以转变为热能，也可转变为电能。已知电极材料：锌、铜、石墨：电解质溶液：溶液、稀硫酸。某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图所示实验。(1)断开开关，观察到的现象是：。(2)闭合开关，电流表指针发生偏转，负极材料为，发生反应(填“氧化”或“还原”)。(3)正极的电极反应式为：。28．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：（1）外电路的电子流方向是由极流向极。（填字母a或b）（2）电池正极反应式为。（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？（填“是”或“否”）原因是。（4）MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应，生成K2MnO4，该反应的氧化产物和还原产物的物质的量比为，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，该反应的离子方程式为。参考答案：1．A【详解】分析：原电池是把化学能转化为电能的装置，据此解答。详解：原电池是把化学能转化为电能的装置，其中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应。而电能转化为化学能的装置是电解池。答案选A。2．C【详解】A．钛合金材料耐低温、耐高压、抗腐蚀，A选项正确；B．微生物降解高分子不会残留，安全有效，B选项正确；C．过氧乙酸在水溶液中不完全电离，是弱酸，属于弱电解质，C选项错误；D．构成原电池，海轮外壳做正极被保护减缓腐蚀速率，D选项正确；答案选C。3．B【详解】A．该原电池中Zn为负极，发生氧化反应，石墨为正极，发生还原反应，A错误；B．Zn失去的电子由锌片通过导线流向石墨棒，B正确；C．该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，C错误；D．乙醇为非电解质，若将稀硫酸换成乙醇，不能构成原电池，灯泡不亮，D错误；故答案选B。4．B【详解】光伏发电、风力发电和核发电不产生碳的排放物，同时可以减少化石燃料的使用，减少CO2的排放，有利于“碳达峰、碳中和”。CO酸性燃料电池负极产物是CO2，不利于大气中CO2的减少，B选项符合题意，故选B。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。【详解】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．D【详解】A．锌失电子，是负极，发生氧化反应，故A错误；B．化合价降低得电子，发生还原反应，故B错误；C．电子从负极流向正极，锌是负极，电子从锌流出，故C错误；D．是1mol，1mol锌可以失去，故D正确。故答案为D7．C【详解】A．食品添加剂要按标准使用，因为它在为人类改善食物的色、香、味的同时，可能也产生一定的毒性，故A正确；B．铅蓄电池工作时，负极Pb→PbSO4，正极PbO2→PbSO4，两极的质量均增加，故B正确；C．用活性炭为糖浆脱色是利用活性炭的吸附性，属于物理性质，用次氯酸盐漂白纸浆发生了氧化还原反应，原理不相同，故C错误；D．明矾中的Al3+可水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物并使之沉降，所以可用作净水剂，故D正确；故选C。8．A【详解】A．电池放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以向负极移动，故A项正确；B．原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极，故B项错误；C．正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+2CO2+4e==2，故C项错误；D．燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，所以该燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，故D项错误；故答案为A。9．B【详解】甲醇在酸性电解质溶液中与氧气构成的燃料中，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故选B。10．A【详解】A.原电池是向外提供电能的装置，将化学能转变为电能，故A正确；B.原电池的负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子由负极经外电路流向正极，故B错误；C.正极上得电子发生还原反应，故C错误；D.原电池工作时，阳离子向正极移动，故D错误；故选A。【点睛】本题考查原电池原理，注意将化学能转变为电能的装置是原电池，其电极材料是两种活泼性不同的金属或导电的非金属，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，电子从负极流向正极，电流方向相反。11．C【详解】A．应该用湿润红色石蕊试纸检验，故A错误；B．出现大量气体，是通过打开下面活塞的方式来放气，故B错误；C．锌的活泼性大于铁，在“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定”实验中，将镀锌铁皮放入稀硫酸中，锌作负极，铁作正极，原电池能加快锌被腐蚀的速率，只有铁时不能构成原电池，生成氢气的速率减小，所以当待产生气泡的速率显著减小时，可以判断锌镀层已反应完全，故C正确；D．由于二氧化硫易溶于水，不能通过观察产生气泡的快慢来判断反应速率，但通过观察出现浑浊的快慢来判断反应的速率，故D错误。综上所述，答案为C。12．D【详解】A．锂是密度最小的金属，用锂作电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，锂电池的比能量高、电压高、工作温度宽、可储存时间长，故A正确；B．聚酯纤维是合成纤维的一种，属于合成纤维，故B正确；C．漂白液、漂白粉或漂粉精的有效成分是次氯酸钙，溶于水后与空气中的二氧化碳反应会生成次氯酸，次氯酸有漂白作用，还能杀菌消毒，所以漂白液、漂白粉或漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，也可用作游泳池和环境的消毒剂，故C正确；D．熔融烧碱时，不能使用普通玻璃坩埚、石英坩埚、陶瓷坩埚，可以使用铁坩埚或镍坩埚，熔融状态下，铁或镍都不与烧碱NaOH反应，故D错误；答案选D。13．B【详解】根据电极反应式可知，H2做负极，O2作正极；发生的原电池反应是H2+O2=H2O，所以电解质溶液的pH不变；工作时负极区附近消耗OH，所以pH减小。14．D【详解】A．和过量溶液混合生成沉淀，有剩余，再滴加2滴的溶液，和反应生成沉淀，不能证明的溶解度小于，故A错误；B．测定锌与稀硫酸的反应速率，根据反应产生的气体的体积测定，需要使用的漏斗应该是分液漏斗，而长颈漏斗会导致气体逸出，故B错误；C．直接蒸干溶液生成，在氯化氢气流中加热蒸干溶液制备无水，故C错误；D．锌和铜的活泼性不同，作负极，作正极，构成原电池，可通过电流表的指针偏转来证明反应过程中有电子转移，故D正确；故选D。15．D【分析】由尿素燃料电池结构图可知，甲电极中氮元素由3价上升为0价，失电子发生氧化反应作负极，电极反应式为CO(NH2)26e+H2O=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极得电子价态降低，作正极发生还原反应，电极反应式为O2+4e+4H+═2H2O，电池总反应为2CO(NH2)2+3O2=2CO2↑+2N2↑+4H2O，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，两极转移电子数目相等；据此作答。【详解】A．由上述分析可知，甲电极为电池的负极，乙电极为电池的正极，故A错误；B．由上述分析可知，乙电极得电子价态降低，作正极发生还原反应，电极反应式为O2+4e+4H+═2H2O，故B错误；C．由上述分析可知，电池工作时，负极产生氢离子，透过质子交换膜移向正极，即氢离子向乙电极移动，故C错误；D．由上述分析可知，电池总反应为2CO(NH2)2+3O2=2CO2↑+2N2↑+4H2O，电池工作时，理论上净化，生成1molN2，转移6mole，消耗标准状况下1.5molO2，即标况下O2的体积为V(O2)=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，故D正确；答案为D。16．C【分析】由图可知，碳元素价态升高失电子，a极为负极，电极反应式为CH3COO+2H2O8e=2CO2↑+7H+，b极为正极，电极反应式为2H++2e=H2↑。【详解】A．a极为负极，电势低，A项错误；B．左侧正电荷增加，氯离子透过隔膜1进入左侧，隔膜1为阴离子交换膜，右侧正电荷减少，钠离子透过隔膜2进入右侧，隔膜2为阳离子交换膜，B项错误；C．a极为负极，电极反应式为，C项正确；D．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1mol移向负极，同时有1mol移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，D项错误；故选C。17．B【详解】A．放热反应中生成物总能量小于反应物总能量，A错误；B．原电池是自发的氧化还原反应，将化学能变成电能，B正确；C．使用催化剂能加快反应速率，但不能影响平衡，不能提高原料转化率，C错误；D．决定化学反应速率的主要因素是物质的本身的性质，光照、超声波、压强和催化剂等是次要因素，D错误；故选B。18．D【分析】由图可知，为原电池的正极，一氧化氮在电极做催化剂的作用和酸性条件下，在正极得到电子发生还原反应生成氨气和水，电极反应式为NO+5e—+5H+=NH3+H2O，Zn/ZnO电极为负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为。【详解】A．是电极反应的催化剂，催化剂能降低反应的活化能，加快合成氨的速率，故A正确；B．由分析可知，Zn/ZnO电极为负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为，故B正确；C．由分析可知，为原电池的正极，一氧化氮在电极做催化剂的作用和酸性条件下，在正极得到电子发生还原反应生成氨气和水，电极反应式为NO+5e—+5H+=NH3+H2O，放电时消耗氢离子，正极区溶液的氢离子浓度减小，溶液pH增大，故C正确；D．为原电池的正极，一氧化氮在电极做催化剂的作用和酸性条件下，在正极得到电子发生还原反应生成氨气和水，电极反应式为NO+5e—+5H+=NH3+H2O，则当电路通过10mol时，理论上可以转化一氧化氮的质量为60g，故D错误；故选D。19．C【详解】A．由题意可知，电池工作时，全固态电池将化学能转化为电能，故A错误；B．由题意可知，电池工作时，金属钠为原电池的负极，钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，故B错误；C．由题意可知，电池工作时，二氧化碳在正极上得到电子发生还原反应被还原，故C正确；D．电池工作时，电子通过导线由负极移向正极，故D错误；故选C。20．C【分析】乙醇酸性燃料电池中，乙醇发生失电子的氧化反应生成醋酸，则乙醇所在铂电极为负极、O2所在的铂电极为正极，负极反应式为CH3CH2OH4e+H2O=4H++CH3COOH，O2所在的铂电极为正极、发生得电子的还原反应，电极正极反应式为O2+4e+4H+═2H2O，放电时，电子由负极经过导线流向正极，阳离子由负极通过交换膜移向正极，据此分析解答。【详解】A．该原电池中乙醇所在铂电极为负极、O2所在的铂电极为正极，工作时阳离子由负极移向正极，即质子由图中左边的极室穿过质子交换膜进入右边的极室，故A正确；B．由装置图可知，乙醇氧化生成醋酸，负极反应式为CH3CH2OH4e+H2O=4H++CH3COOH，故B正确；C．该原电池中乙醇所在铂电极为负极、O2所在的铂电极为正极，工作时电子由负极经过导线流向正极，即电子由被检测者呼出的气体所在的铂电极经外电路流向另一极，故C错误；D．不同大小的电流通过微处理器时，根据微处理器通过检测电流大小，液晶显示屏会显示不同的变化，故D正确；故选C。21．D【详解】A．焓值小于0为放热反应，选项A正确；B．若将途径①设计为原电池反应，负极区SO2失电子产生H2SO4，溶液会变小，选项B正确；C．增大一种反应物的浓度可以提高另外一种反应物的转化率，故途径②增大O2浓度可提高SO2转化率，选项C正确；D．中和反应的定义：强酸与强碱的稀溶液混合生成1mol水放出的热量为中和热，含lmolH2SO4的浓溶液与足量NaOH反应生成2mol水，且浓溶液溶于水放热，选项D不正确；答案选D。22．D【详解】A．甲烷是正四面体，故每个氢环境一样，二氯甲烷只有一种结构，二者有因果关系，A错误；B．用MgAlNaOH构成原电池，电解质溶液为碱性环境，镁不失去电子，故铝作负极，失去电子，II错，B错误；C．硝酸铵是离子化合物，I错，C错误；D．石墨的化学性质稳定且导电性好。故石墨可以作电极材料，D正确；答案选D。23．B【详解】A．由有机高聚物的结构片段可知，形成高分子化合物的单体为CH2=CHONH2，链节为CH2CHONH2，则高聚物的实验式为C3H5NO，故A正确；B．充电时，阴离子硫酸根离子向阳极移动，故B错误；C．由有机高聚物的结构片段可知，有机高聚物中含有氢键，氢键的缔合作用增强了高聚物分子间的作用力，使高聚物的稳定性增强，故C正确；D．由电池总反应可知，二氧化锰是原电池的正极，在水分子作用下二氧化锰得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，电极反应式为MnO2+e—+H2O=MnOOH+OH—，故D正确；故选B。24．A【详解】A．放电时，钾离子透过阳离子交换膜进入中间区域，硫酸根离子透过阴离子交换膜进入中间区域，一段时间后浓度增大，A正确；B．PbO2(b极)作正极，电极反应式为：，B错误；C．正极带负电，电池工作时通过阳离子交换膜向b极区移动，C错误；D．放电时，Zn(a极)作负极，电极反应式为Zn2e+2OH=Zn(OH)2，氢氧根离子被消耗，pH减小，D错误；答案选A。25．B【详解】A．由反应式可知，放电时，锌的化合价升高，则高铁电池的负极材料是Zn，故A不选；B．放电时正极的电极反应式是：，产生氢氧根离子，则附近溶液的碱性增强，故B选；C．电池工作时