4.1 原电池 强化提优练-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(人教版2019)

第一节 强化提优练 听题 阶股习练 限时:35min 1.(2024·河南洛阳高二期中)电池研发与生 检流计 产、生活领域的发展密切相关,下列有关电池 的说法错误的是 ( ) A. 酸性铎干电池的铲筒作负极 B. 手机、照相机和摄像机等电子产品所用的 C0. 1)......... 双机膜 电池为一次电池 电解质溶液 (第3题) (第4题) C. 高纯硅可以制成人造卫星的硅太阳能电池 4. 30C时,利用如图装置进行实验,结果记录如 D. 化学电源是一种将化学能转化为电能的 下表所示: 装置 实 2.(2024·四川成都高二期中)贮备电池主要用 电解质 完 现象 于应急救援和武器系统。Mg-AgCl电池是- 溶液 Cu Zn 稀H.so. 种可被海水激活的贮备电池,电池总反应 检流计指针向左偏转 Fe Al II 稀H,sO 为Mg+2AgCl--MgCl+2Ag。下列叙述正 检流计指针向左偏转 确的是 , _ 检流计指针先向左偏转 A. 放电时电子由Mg经海水移动到AgC 后逐渐归零,a电极表面 III Fe A1 浓H.sO. B. 若将换成铲,该装置将不能构成海水原 逐渐变黑,b电极表面逐 渐变白 电池 C. 负极会发生副反应:Mg+2HO 检流计指针迅速向右偏 IIV Fe Al 浓HNO。 --Mg(OH)+H. 转,a电极逐渐溶解,b电 极表面逐渐变白 D. 正极反应为Ag'+e--Ag 3.(2024·广东广州高二月考)一种微生物一光 下列说法不正确的是 电化学复合系统可高效实现固定C0.并生成 A. II中A1为负极,其电极反应是Al-3e -Al3 CH..其原理如图所示,双极隔膜可向两极室 B. I中的现象说明Fe和A1表面形成致密的 分别提供H和OH。下列有关说法不正确的 是 氧化膜,阻止了电极反应的进行 ( C. IV中Fe为负极,发生了氧化反应 A.a电极为负极,发生氧化反应 D. 上述实验表明:相同条件下,Fe在浓HNO. B.m为OH,n为H' 中更稳定,A1在浓H.S0.中更稳定 C. b电极的电极反应式.C0。+8H+8e- 5.(2024·四川自贡一模)我国科学家设计了一 CH+2H0 种新Zn-Pb0.原电池,如图所示,电解质溶液 D.b电极每生成1.6gCH.装置中共消 为KOH-H.S0.溶液.双极膜由两种离子交换 耗10.8gH.0 膜组成,H和OH在双极膜中可以自由移动。 选择性必修第一册·BJ 黑白题114 下列说法正确的是 ( 的体积为500mL,将a和b用导线连接。一 -用电 段时间后,铁片和铜片质量相差1.2g.则导线 Ph0. .l乙n(0H).f 中流过电子的物质的量为 HO mol(不考 o H.so(a HkoH( Plso. 虑其他形式能量转化)。 双极膜 (3)以甲炕为燃料的新型电池,其成本大大低 A. M极为负极 于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到 B. N极的电极反应为Zn+2e +40H= 广泛的研究,如图2是目前研究较多的一类固 [乙n(OH)]2- 体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下 C. 双极膜中OH向M极迁移 列问题: D.若负极减轻32.5g.则正极增重32; 气 6.(2024·江苏扬州高二期中)《Science》杂志报 A初 电解质。 000 道了王浩天教授团队发明的制取H.0。的绿 色方法,原理如图所示。下列说法正确的是 甲炕 二氧化碳 图2 ( ) ①B极上的电极反应式为 覆催化利 资裁 电极 去离子水 盖催化剂 _电校 ,111 ②若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解 {# 篇 酸铜溶液,当阳极收集到11.2L(标准状况) III._ -0. 气体时,消耗甲院的体积为 L(标准 状况下)。 !寻质子 (4)钾电池的体积小,性能优良,是常用的 祝 H.0.滚液 bt 一次电池。该电池反应原理如图3所示,其中 A.X膜为阳离子交换膜 电解质LiClO.溶于混合有机溶剂中,Li通过 B.a极为正极,发生还原反应 电解质迁移入MnO。晶格中,生成LiMnO。 C. 该装置可实现化学能与电能间的完全转化 D. 当外电路通过2mole时,消耗22.4L0 7.(2024·河北衡水高二期中改编)某小组为研 Lico. Li 究电化学原理,设计如图1所示装置。请回答 MnO. 溪合有机溶部 下列问题: (1)若a和b不连接时,铁片上发 图3 ①电池的正极反应式为 生的反应为 每转移2mol电子,生成 gLiMnO。 (2)①若a和b用导线连接时 ②不能用水代替电池中的混合有机溶剂,原 (填“Cu”或“Fe”)作负 因是 极,负极发生的电极反应为 图1 ③MnO.可与KOH和KClO。在高温下反应, ,溶液中s0向 (填“Cu” 生成K.MnO.该反应的化学方程式为 或“Fe”)极移动。 ②若起始时铁和铜的质量相等,疏酸铜溶液 第四章 黑白题1151ml02,说明正极02反应生成1ml02,根据转移电子关系： 极b附近发生的电极反应为0，+4e+4日一2H0,D错误。 02-20-4e,转移电子的物质的量为2ml,C错误：电子由负极 3.C解析：碳材料电极为正极，氧气得电子发生还原反应，A错误：未 (a)流人正极(b),D错误。 指明气体的状态，不能计算氧气的体积，B错误：放电时F:转化为 6.B解析：电极b为电池正极.氧化剂氧气得到电子化合价降低，A错 Fe(OH)2,Fe元素的价态升高，失电子作负极，电极反应式为Fe 误：分析装置图可知，硫化氢在负极失去电子同时结合氧离子生成硫 -2e+20H一f和(0H)2.C正确：原电池工作时.电子在外电路中 单质和水，电极a上的电极反应为2H,S+202-4e一S,+2H,0. 流动，溶液中是离子定向移动，阳离子移向正极，阴离子移向负极， B正确：该电池消耗1mlHS转化成的电能理论上不等于其燃烧热 D错误。 值，硫化氢燃烧要生成二氧化硫，释放的热量更多，C错误：H2S所处 4,A解析：左室发生的电极反应为C2”+2e一Cu,右室发生的电 的状态未知，无法计算其物质的量，D错误。 极反应为Cu-2C2,S0从左室移动到右室。根据分析，电 7.(1)正(2)02+4H+4—2H20(3)负正(4)22.4 池需采用阴离子交换膜，A错误：左室发生的电极反应为Cu2++2© 解析：由题图可知A为燃料电池的正极，电极反应式为02+4用+ Cu,B正确：左室中Cū2+发生还原反应，其物质的量或少，故左 4e一2H,0:B为燃料电池的负极，电极反应式为CH:0。+ 室流出硫酸闱溶液的物质的量浓度小于2m·L~·,C正确：右室 6H,0-24e=6C02↑+24H:放电过程中，H由负极区向正极区 C山棒发生氧化反应，铜不断溶解，质量或轻，D正确 移动：萄萄糖为燃料的微生物电池的总反应为CH20。+602一 第一节强化提优练 6C0,+6H,0.即1mol0,-1lC02,每清耗1l0,理论上生成 标准状况下22.4LC02气体 阶段复习画 压轴挑战 8.(1)①NH1+202=N03+H20+2H22N03+12H+10e= 题号123456 N2↑+6H0③X0.896(2)①负CHCH20H+023—H20+ 答案BCD D DA CH,COOH②从左向右 1,B解析：酸性锌锰干电池的锌筒作负极，锌失去电子发生氧化反应 解析：(1)①在空气中，微生物将垃圾渗透液硝化.NH:被O2氧化 生成锌离子，A正确：手机、照相机、摄像机等电子产品所用的电池在 为N0;.该反应的离子方程式为NHi+202一NO+H,0+2H: 放电后可以再次充电，都是二次电池，B错误：高纯硅为性能优良的 2Y电极上NO,结合H转化为N2和H,0.发生了还原反应，为正 半导体材料，可以用于制造人造卫尾的太阳能电池，C正确：化学电 极，其电被反应式为2N0+12+10e一N,↑+6H0:3原电池中 源放电时发生氧化还原反应，是一种将化学能转化为电能的装置， 阴离子向负极移动，所以C向X极移动：负极反应式为2H,-6 D正确 一V,+6”,据正，负两极电极反应式得出原电池总反应式为 2.C解析：电子只能在外电路移动，不会进人海水，A错误：锌为话泼 3N0:+3H+5NH1一4N,+9H,0,转移0,15de生成n(N:)= 金属，若将镁换成锌，也可构成海水原电池，B错误：镁是活泼金属： 0.04ml,标准状况下体积为0.896L。(2)①X电极上乙醇发生氧化 镁能与水反应，所以能发生副反应：Mg+2H,0—Mg(0H),+H2↑， 反应转化成乙酸，为负极，其电池总反应式为CH,CH,OH+0, C正确：电池放电时，正极发生还原反应，AgC1是难溶物，电极反应式 C,C00H+,0:②原电池工作时阳离子向正极移动，所以质子通过 为AgC1+e一Ag+C,D错误。 3.D解析：由图可知，b电极上二氧化碳发生还原反应得到甲烷，为正 交换膜从左向右迁移 极，电极反应式为C02+8H+8cCH,+2H20.所以n为H',则m 专题突破10 新型化学电源 为0H,B,C正确：a电极为负极，氢氧根离子失去电子发生氧化反 应，电极反应式为40用-4e°一2H,0+02↑，A正确：每生成1.6g 黑题 专题强化塔 CH,即生成0.1 mol CH,电池的总反度为C02+2H0=CH 题号1234 +202.故总共消耗02m水.即3.6g,D错误。 答案BBCA 4.D解析：根据Ⅱ的现象，检流计指针向左偏转，说明Ⅱ中铝为负极， 铝与稀硫酸反应生成氢气，其电极反应是A1-3e一A,故A正 1.B解析：放电时为原电池，原电池中阳离子移向正极，根据锂离子的 确：Ⅲ中检流计指针先向左偏转，后逐渐归零，说明F和A!表面形 移动方向可知铜箔为正极，发生还原反应，铝箱为负极，发生氧化反 成致密的氧化膜，阳止了电极反应的进行，故B正确：W中检流计指 应，充电时为电解池，铜箱上发生氧化反应，为阳极，阳极电极反应式 针迅速向右偏转，说明F为负极，逐渐溶解，发生了氧化反应，故 为LiFePO,-x-xe一xF和PO,+(I-x)LiFePO,.铅箔发生还原反 C正确：上述实验表明：相同条件下，A在浓HNO,中更稳定，Fe在 应，为阴极，放电时为原电池，电子由负极铝箔流出，沿导线流向正极 浓H,50中更稳定，故D错误 铜箔，A正确：放电时为原电池，电解质溶液中阳离子向正极移动，则 5.D解析：由题意知.活泼金属锌失去电子发生氧化反应，为负极，N 山'通过隔膜移向正极，B错误：山能与水反应，则该电池不能选用锂 极是负极，A错误：N极锌失去电子，电极反应为Z如-2e+40川一 盐水溶液作为电解质溶液，C正确：原电池放电时，正极，负极反应 [Za(OH),]2,B错误：原电池中阴离子向负极移动，OH向N极迁 式正好与阳极，阴极反应式相反，所以正极反应式为FPO,+xl广+ 移，C错误：负极上发生反应Zm-2e+40H一「7n(0H),]2,1mdl e—rLiFePO,+(1-x)FePO4.D正确 7m失去2mol电子，质量减少65g,若负极减轻32.5g电子较移 2.B解析：电极a中S0,转化为H,50,,发生氧化反应，则m电极为负 1mol,正极发生反应P02+2e+S0}+4H°一PhS0,+2H0,2mo 极，发生的电极反应为s02+2H20-2一S0后+4H:电极b中消 电子转移，正极由1olPb0,生成1 mol PbSe0,增重64g,则1mo电 耗02，则b电极为正极，阳离子向正极移动，则质子从电极a向电极 子转移增重32g.D正确。 b移动.A错误：电池总反应为2S02+2H0+02一2H,S0,,相同条 6.A解析：a极生成的H需要穿过X膜进人电解质中与HO5结合，X 件下，放电过程中消耗的S0,和02的体积比为2：1，B正确：电极a 膜是阳离子交换膜，A正确：在该原电池中，极通人氢气，发生氧化 附近发生的电极反应为S0,+2H,0-2S0+4H,C错误：电 反应，是原电池的负极，B错误：原电池不可能实现化学能与电能间 选择性必修第一册·RJ黑白题44 的完全转化，还有一部分化学能会转化为其他形式的能量，如内能， 4.B解析：该原电池原理为m+CuS0,一2ZS0,+C,故Zm作负极， C错误：当外电路通过2me时.根据b极的电极反应式可知需要 电极反应为m-2e一m+,与Zn相连的a电极为阴极.电极反应 消耗10，，但本题中未指明是否处于标准状况.不能确定0，的 为2H,0+2e一20+H2↑，Cu为正极，电极反应为C2++2e 体积一定为22.41.D错误 Cu,与铜相连的b电极为阳极，电极反应为2H0-4e 7.(1)Fe+Cu2+—fe2+Cu(2)①feFe-2e—fe2+Fe②0.02 4H+02↑，盐桥中的C移向负极乙m,K移向正极C,据此分析解 (3)①CH1-8e+402=C02+2H20②5.6(4)①Mn02+e 题。由分析可知，A错误，B正确：盐桥中的C移向负极7，K移 +山—iMn0,1882金属i很活波，能与水反应33M0,+ 向正极Cu,故片刻后甲池中c(S0)不变，C错误：电子由原电池的 6KOH+k0,商画3K,Ma0,+KC+3H,0 负极经导线流向阴极，再由阳极经导线流回正极，电子不能经过电 解析：(1)已知Fe比C山活泼，：和b不连接时，会发生金属铁的化学 解质溶液或熔的电解质，故电子沿乙知→.b→Cu路径移动. 腐蚀，发生反应为Fe+C2“一Fe2+Cu。(2)①已知Fe比Cu活泼， D错误 刚若a和b用导线连接时，F:作负极，负极发生氧化反应，该电极的 5.B解析：阳极的电极反应为2C-2:一Cl2↑，阴极的电极反应 电极反应为Fe-2e一Fe2,溶液中S0向负极即Fe极移动：2若 为Cu++2e一C,应在阴极生成铜.A错误：生成的气体为氯气. 起始时铁和铜的质量相等，硫酸铜溶液的体积为500mL,将a和b用 在标准状况下，C1,的物质的量为n(C,) 2.24L 导线连接，Fe电极反应为Fe-2e一F,铜电极即正极的电极反 22.4l·mml=0.1mdl, 应为Cu+2eCu,故当电路上通过2mol电子时，铁片和铜片质 由电极反应式可知转移0.2l电子.B正确：收集到2.24L气体（标 量相差565+64g=120器，故一段时间后，当铁片和铜片质量相差 准桃况).即收集到01mo氯气，电子转移0.2.由阴极的电极反 应为C+2eCu可知，应生成0.1mlC,C错误：由于溶液仍 2g时，则导线中流过电子的物质的量为2票×2=0.02ml。 星蓝色，说明氯化铜没有全部电解，铜离子水解使溶液呈酸性，且氯 (3)①由阴离子移动方向可知B极为负极，负极发生氧化反应，甲烷 气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液呈酸性，D错误。 被氧化生成二氧化碳和水：②用情性电极电解硫酸铜溶液时.阳极为 重难聚焦 水电离的0H放电，电极反应式为2H,0-4e一4H+02↑，标准 6.A解析：该装置是电解池，电极是惰性电极，在阴极放电的是溶液中 状况下，当阳极产生11.2L气体时，转移的电子为 11.21 的阳离子，氧化性：铜离子>氢离子>钠离子，且氢离子来源于水，所 2.4L·mol- 以阴极可能得到的产物依次为C如，H2,故选A。 4=2m,由电子守恒可得消耗甲烷的体积为2mm 22.4L·m1= 应用提优练 8 5.6L,(4)①形成原电池时.G为负极.被氧化.电极反应式为1-r 题号12345 一i,Mm0,为正极，被还原，电极反应式为MnO,+c+1i一 答案CBC D C LiMnO2,根据电极反应可知，每转移2mol电子，生成2ol× 1.C解析：铜为不活泼金属，与稀硫酸不反应，如完城反应C+H,S0,(稀) 94g·ml=188g1iMn0,:②金属1i的化学性质活拨，能与水反 CSO,+H,↑，应设计成电解池，且铜为阳极，电解质溶液为硫 应.故不能用水代替电池中的混合有机溶剂：③MO1可与KOH和 酸，B,D是原电池.B,D借误，A中铜作阴极.A错误.C正确 KCIO,在高温下反应，生成K,MO,此过程Mn元素的化合价升高， 2B解析：电解氯化铜时，阳极生成氯气，阴极生成企属铜，所以应加 故KCO,中☑元素的化合价降低，根据氧化还原反应配平可得，该 氯化铜让电解质溶液恢复，若加入CC1,溶液侧多加了水，A项错 反应的化学方程式为3M0,+6K0OH+kClO, 商通3K,MnO,+Kd 误：电解AgNO,溶液，银离子在阴极放电生成Ag,氢氧根离子在阳极 +3H20 放电生成氧气，则加人氧化银能恢复溶液浓度，B项正确：电解氯化 钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液 第二节 电解池 恢复，若加入HC溶液则多加了水，C项错误：电解硫酸铜时，阳极产 课时1电解原理 生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜让电解质溶液恢复，加入 白题 氧化闲和生成的硫酸反应生成硫酸铜和水，溶液可以恢复原浓度 D项错误 题号123456 四规律方法 答案CC C BB A 电解后妥恢复原电解质溶液的浓度，可以按：“析出什么、加士 1.C解析：电解池是把电能转化为化学能的装置，A和B没有外接电 什么”的思路。如上适量某物质，该物质可以是胡板与阳极产物的 源，属于原电池，错误：C为电解氣化铜溶液的装置图，正确：D没有 化合物，如用情性电授电解盐酸时，加入的是1HC,而不是加盐酸。 形成闭合回路，不能构成电解池，错误。 3.C解析：极为电解池的阳极，氢氢根离子放电生成氧气，与电极 2.C解析：根据电流方向可知a极为正极，b极为负极，枚A,B错误： (石墨)反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和 根据电流方向可知m极为正极，b极为负极.e极为阳极，d极为阴 水该白色浑浊为碳酸钙，加人盐酸有二氧化碳产生，而不是析出 极，电解过程中，铜离子在极得到电子变为铜单质，质量增加.故 Ca(OH),固体，故A错误：b极是阴极，水电离产生的氢离子放电生 C正确：电解过程中，氯离子在极上失去电子变为氯气，因此氯离 成氢气，而不是氢氧根离子放电生成氧气，故B错误：极为阳极，表 子浓度减小，故D错误 面产：生少量黑色固体，是铜放电生成的氧化铜，所以极表面变黑的 3.C解析：因为C2”得电子能力强于H”,所以电解开始时阴极有C 反应为C-2e+20川一Cu0+H,0,枚C正确：d极为阴极，是水 析出，A错误：电解时阳极上阴离子失电子，B错误：S0失电子能 电离产生的氢离子放电生成氢气，促进了水的电离故D错误 力弱于OH,在水溶液中没有机会失电子，所以整个电解过程 4.D解析：图1中，铁棒作负极，铁棒质量减少5.6g,即0.1ml,则失 中，S0不参与电极反应，C正确：背电路中通过电子的物质的量超 去0.2mol电子，乙池CuCl,溶液中消耗0.1 mol Cu”(6.4g)得 过0.2ml时.C▣2在阴极完全放电，此时明极放电的离子为H, 0.2ml电子.但盐桥中有K向乙池中移动.乙池CuC2溶液减少的 D错误。 质量小于6.4g,A错误：图2中丙池发生吸氧腐蚀，正极电极反应式 正本参考答案黑白题45