4.1原电池 课时作业 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

高中化学人教版选择性必修第一册4.1原电池 课时作业 一、单选题 1．实验室可利用如图所示微生物电池将污水中的转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N均为石墨电极)。有关该电池工作时的说法，不正确的是 A．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能 B．负极的电极反应式为 C．当外电路转移时，有个质子通过质子交换膜由乙室流向甲室 D．电势N>M 2．2020 年，中国科学院在钠离子电池的研究上取得新突破，其应用领域广、安全性能好，在未来有巨大市场前景。某水系钠离子二次电池总反应为：2NaFePO4F+ Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+ NaTi2(PO4)3，下列说法正确的是 A．放电时，溶液中的 Na+移向 a 极 B．放电时， C．充电时，Na2FePO4F 发生还原反应 D．充电时，电路中通过 1mol e-时，b 极增重 46g 3．一种锌—空气电池的结构如图所示，电极材料为金属锌和吸附氧气的活性炭毡，电解质溶液为KOH溶液，放电时金属锌会转化为。电池工作时，下列说法错误的是 A．溶液中的向活性炭毡电极移动 B．电解质溶液的pH减小 C．正极反应为 D．电路中通过2mol电子时，消耗氧气11.2L(标准状况) 4．2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。11月30日神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。下列叙述错误的是 A．长征二号F运载火箭利用偏二甲肼()和四氧化二氮()反应，这是一个放热反应 B．长征二号F运载火箭点火发射时因液态产生大量而出现红棕色烟雾 C．载人飞船中的太阳能电池和储能电池均可将化学能转化为电能 D．空间站利用循环水制氧气的反应是吸热反应 5．热激活电池(又称热电池)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 LiCl−KCl 混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为：PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb。关于该电池的下列说法中，不正确的是 A．负极的电极反应：Ca−2e－ ＝ Ca2+ B．放电时，K+向硫酸铅电极移动 C．硫酸铅作正极材料，LiCl为正极反应物 D．常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转 6．原子钟是一种精度极高的计时装置，镍氢电池可用于原子钟的制作，某储氢的镧镍合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液组成的镍氢电池如图所示，反应原理为LaNi5H6+6NiO(OH)LaNi5+6NiO+6H2O。下列有关说法错误的是 A．充电时a电极为电池的阴极 B．放电时镍氢电池负极附近碱性增强 C．充电时每转移1 mol e-，理论上b电极质量增加17 g D．放电时正极反应为6NiO(OH)+6e-=6NiO+6OH- 7．下列说法不正确的是 A．化学反应的实质是旧键的断裂，新键的形成 B．石墨转化为金刚石的反应是吸热反应，说明金刚石比石墨稳定 C．原电池反应的实质是自发进行的氧化还原反应 D．元素周期律的实质是元素原子核外电子排布呈周期性变化 8．氧化锆氧量分析仪主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，其工作原理如图所示。在固体电解质(加入一定量的)的两面各烧结一个铂电极，当两侧的氧分压不同时，氧分压高的一侧的氧以离子形式向氧分压低的一侧迁移。使用空气做参比，测出两侧的氧浓差电势，便可知道烟气中氧气含量。下列说法正确的是 A．图中参比侧电极电势低于测量侧电极电势 B．测量侧电极反应式为 C．分析仪工作时、移向参比侧 D．测量侧处于富氧环境中，分析仪中的电流会发生逆转 9．一种用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池原理示意如图所示。下列有关该电池说法错误的是 A．电池工作时，电极电势高于电极电势 B．电子由电极经外电路流向电极 C．标准状况下，每消耗转移电子 D．电极上发生的电极反应为 10．比亚迪公司开发了锂钡氧化物二次电池。电池总反应为，下列说法不正确的是 A．该电池放电时，向正极移动 B．该电池充电时，锂极与外电源的负极相连 C．该电池充电时阳极的反应为 D．若放电时转移电子，则消耗锂 11．下列变化中属于原电池反应且正确的是 A．白铁(镀锌铁)表面有划损时，也能阻止铁被氧化 B．在空气中，金属铝表面迅速被氧化，形成一层保护膜 C．红热的铁丝与水接触，表面形成蓝色保护层 D．铁与过最稀硫酸反应时，加入几滴CuSO4溶液，可加快H2的产生，但不会影响产生气体的总量 12．将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐中的葡萄糖作为燃料转化成葡萄糖内酯并获得能量，下列说法不正确的是 A．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大 B．b极为正极 C．b极的电极反应式为： D．当电路中转移0.2个电子时，消耗0.1mol葡萄糖 13．一定量的盐酸跟过量的锌粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可以向盐酸中加入少量的 A．硝酸钠固体 B．氯化钠固体 C．硫酸铜固体 D．醋酸钠固体 14．下图所示原电池的总反应为Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)，(盐桥中含有KCl溶液)下列叙述正确的是 A．电子从银电极经导线流向铜电极 B．工作一段时间后，右烧杯中电极反应式为Cu2++2e-=Cu C．电池工作时，K+向银电极移动 D．将AgNO3溶液更换为Fe(NO3)3溶液，电流计指针反向偏转 15．熔融盐燃料电池是未来最有前景的发电系统之一。用 Li2CO3 和K2CO3 的熔融盐混合物作电解质，一极通H2，另一极通O2和 CO2 混合气体，可制得在 873- 973K 工作的燃料电池。 已知该电池总反应为：2H2 + O2  = 2 H2O。 则下列说法不正确的是 A．通O2 和 CO2的一极是电池的正极 B．该电池工作过程中需不断补充H2和O2，CO2可循环利用 C．正极反应式为：O2 +2CO2+4e-=2CO D．负极反应式为：H2 -2 e- =2 H+ 二、填空题 16．人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。 (1)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如下图所示： 根据上图可知，1molH2完全燃烧生成1molH2O(气态)时，释放的能量是 kJ。 (2)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 。 A．Fe+2FeCl3=3FeCl2 B．SO3+H2O=H2SO4 C．CH4+2O2CO2+2H2O D．Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2O (3)下图是某兴趣小组设计的原电池示意图，实验结束后，在实验报告上记录信息如下： a．电流计指针偏转 b．Cu极有H2产生 c．H+向负极移动 d．电流由Zn经导线流向Cu ①实验报告中记录合理的是 (填序号)。 ②请写出该电池的负极反应式 。 ③若有1mol电子流过导线，则理论上产生H2的质量为 g。 ④将稀H2SO4换成CuSO4溶液电极质量增加的是 (填“锌极”或“铜极”，下同)，溶液中SO移向 。 17．在构成宇宙万物的一百多种元素中，金属约占了80%，它们在现代工业和新材料、新技术研究中具有至关重要的意义。现有a、b、c、d四种金属元素，a是人体内含量最多的金属元素，b是地壳中含量最多的金属元素，c是海水中含量最多的金属元素，d是人类冶炼最多的金属元素。 (1)元素a在元素周期表中的位置为 ；a原子的核外能量不同的电子有 种。 (2)下列可以证明b、c金属性强弱的是 。 A．最高价氧化物对应水化物的溶解性：b＜c B．单质与水反应的剧烈程度：b＜c C．相同条件下，氯化物水溶液的pH值：b＜c D．c可以从b的氯化物水溶液中置换出b (3)人类冶炼d的时候一般得到的是d的合金，潮湿环境中其表面会产生一层水膜，从而发生腐蚀。下列关于该腐蚀的说法正确的是 。 A．腐蚀过程中，一定会有气体放出 B．腐蚀过程中，水膜的碱性会增强 C．在酸性条件下，负极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑ D．与电源的负极相连，可以防止发生这种腐蚀 (4)d单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，且每生成1 mol该易燃气体放出37.68 kJ热量，请写出此反应的热化学方程式： 。 18．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。 (1)工业合成氨反应是放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂，已知完全反应生成可放出92kJ热量。如果将和足量混合，使其充分反应，放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)920kJ。 (2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10min后，生成。 ①反应过程中形成的化学键是 (填写“离子键”或“共价键”)。 ②一定条件下，能说明该反应进行到最大限度的是 (填字母)。 a.的转化率达到最大值 b.、和的体积分数之比为1：3：2 c.体系内气体的密度保持不变 d.体系内物质的平均相对分子质量保持不变 (3)某实验小组同学进行如图所示实验，以检验化学反应中的能量变化，请根据你掌握的反应原理判断，反应后溶液的温度 (填“升高”或“降低”)，反应物的能量 产物的能量(填写“高于”、“低于”)。 (4)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： ①则电极d是 (填“正根”或“负极”)，电极c的电极反应式为 。 ②若线路中转移电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。 19．将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。 在每次实验时，记录图中电压表指针的移动方向和电压表的读数如下： 金属 电子流动方向 电压／V A A→Cu +0.78 B Cu→B -0.15 C C→Cu +1.35 D D→Cu +0.30   已知构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。 请根据表中数据回答下列问题。 (1) 金属可能是最强的还原剂； 金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。 (2)若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH溶液浸润，则在滤纸上能看到有蓝色沉淀析出的金属是 (填字母)。其对应电池的电极反应式为： 负极： ;       正极： 。 三、计算题 20．锌电池有望代替铅蓄电池，它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液，发生的总反应式是：2Zn+O2═2ZnO。则该电池的负极材料是 ；当导线中有1mol电子通过时，理论上消耗的O2在标准状况下的体积是 21．图为CH4燃料电池的装置(A、B为多孔碳棒)：    (1) (填A或B)处电极入口通甲烷，其电极反应式为 。 (2)该燃料电池工作时溶液中的K＋向 (填A或B)极移动。 (3)现有500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液，其中c(NO3－)＝6.0mol·L－1，若以CH4燃料电池作为外接电源，且两极均用石墨作电极电解此混合溶液，工作一段时间后，电解池中两极均收集到22.4 L气体(标准状况，下同)，则燃料电池消耗CH4体积为 L；假定电解后溶液体积仍为500 mL，原混合溶液中c(K＋)为 mol·L－1。 22．某甲醇燃料电池的工作原理如图所示，质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L2mol/LH2SO4溶液。电极a的电极反应式为 ，当导线中有发生转移时，左右两侧溶液的质量差为 g(假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 2．B 3．C 4．C 5．C 6．B 7．B 8．D 9．A 10．D 11．A 12．A 13．D 14．C 15．D 16． 245 AC ab Zn-2e-=Zn2+ 1 铜极 锌极 17． 第四周期第ⅡA族 6种 BC BD 3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g) △H=-150.72 kJ/mol 18．(1)小于 (2) 共价键 ad (3) 升高 高于 (4) 正极 11.2 19． C B B 2Cu+4OH――4e－=2Cu(OH)2↓ 2H2O+O2+4e－=4OH－ 20． 锌 5.6L 21． B CH4＋10OH－－8e－= CO32－＋7H2O A 11.2 2.0 22． 24 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$