4.1原电池 课时作业 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2024—2025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．我国科学家最近发明了一种Zn - PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两离子交换膜隔开，形成I、II、III三个电解质溶液区域，结构示意图如图： 下列说法不正确的是 A．Ⅱ区域的电解质溶液为K2SO4溶液 B．a和b分别是阴离子、阳离于交换膜 C．放电时，阴极区溶液中OH—浓度升高 D．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) 2．下列有关说法正确的是 A．铅酸蓄电池具有能量利用率高、可连续使用、污染轻等优点 B．古代中国人发明的酒曲酿酒利用了催化剂加快反应速率的原理 C．盐酸除水垢利用了盐类水解的原理 D．等温等压条件下，光照和点燃时的不同 3．某原电池的结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是 A．锌棒为正极 B．铜棒为正极 C．锌棒质量增大 D．电子从铜棒经外电路流向锌棒 4．某电动汽车使用的是高铁电池，其总反应为 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O，下列说法正确的是 A．放电时，若有6mol电子发生转移，则有2mol K2FeO4被氧化 B．放电时，正极反应为：FeO42-+4H2O+3e-==Fe(OH)3+5OH- C．充电时，电池的负极与外接电源的正极相连 D．充电时，阴极附近溶液的pH变小 5．如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法正确的是 A．电子由O2所在的铂电极流出 B．每消耗224mLO2，通过质子交换膜的H＋个数为0.4NA C．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量 D．电池的负极反应式为CH3CH2OH＋3H2O−12e−＝2CO2↑＋12H＋ 6．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，下列说法错误的是 A．电池工作时，电子从左侧电极经过导线移动至右侧电极 B．负极区发生的反应有H2＋2MV2＋=2H＋＋2MV＋ C．当外电路通过1mol电子时，有1mol质子通过交换膜 D．将该电池置于工业合成氨(400℃~500℃)的环境中，则可大幅提高合成氨的效率 7．钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+)为电解质，电池反应为：2Na+xS=Na2Sx，电池结构如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时，Na作负极，反应式为Na-e-=Na+ B．钠硫电池在常温下也能正常工作 C．放电时Na+向正极移动 D．当外电路通过0.25mol电子时消耗16g硫，则x=4 8．汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如下图所示，放电时的电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4==2PbSO4＋2H2O根据此反应判断下列叙述中正确的是(　　) A．PbO2是电池的负极 B．放电时，溶液中的H+向正极区移动，正极区域的溶液的酸性增强 C．放电时，电子由Pb 极通过导线流向 PbO2 D．正极的电极反应式为Pb-2e-=Pb2+ 9．国际能源期刊报道了一种正在开发中的绿色环保“全氢电池”，有望减少废旧电池产生污染。其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．“全氢电池”的总反应：2H2+O2=2H2O B．吸附层b发生的电极反应：H2–2e-+2OH-=2H2O C．“全氢电池”工作时，将酸碱反应的中和能转化为电能 D．Na+在装置中从右侧透过阳离子交换膜向左侧移动 10．用表示阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是 A．液态水中含有的氢键数目为 B．分子通式为的烃中含有的碳碳双键的数目为 C．标准状况下，和在光照下充分反应后的分子总数为 D．氢氧燃料电池正极消耗（标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为 11．燃料电池的优点有能量转化效率高、无污染等。下图是乙醇燃料电池(BFC)的示意图，a、b为置于多孔陶瓷管中的纳米碳纤维电极。下列有关该电池的说法不正确的是 A．电子由a极经外电路导线流向b极 B．b极的电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O C．该电池的总反应式为：C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O D．用该电池电镀铜时，若待镀金属增重12.8 g，至少消耗标准状况下的氧气2.24 L 12．由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是(　　)    A．石墨Ⅰ极为正极，石墨Ⅱ极为负极 B．Y的化学式可能为NO C．石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2＋NO3-－e－===N2O5 D．石墨Ⅱ极上发生氧化反应 13．环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示．下列说法正确的是（　　） A．“对电极”是正极 B．“工作电极”上发生的电极反应为NO2+2H+-2e﹣═NO+H2O C．传感器工作时，H+由“工作电极”移向“对电极” D．“对电极”的材料可能为活泼金属锌 14．过量铁粉与100mL6mol/L的稀盐酸反应，在一定温度下，为了减缓此反应速率而不改变H2的总量，可以使用如下方法中的 A．加入H2O B．滴入几滴硫酸铜溶液 C．加入碳酸钠(固体) D．加入NaOH溶液 15．我国科学家研究出一种新型水系电池，其结构如图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是 A．通过阴离子交换膜向a电极移动 B．左侧极室减小 C．a极的电极反应式为： D．每转移，右侧极室中溶液质量增大 二、填空题 16．原电池的工作原理 (1)定义：将 能转化为 能的装置。 (2)装置构成的条件：电极 、电极 、 导体、 导体、自发进行的 反应。 (3)电极 负极——电子流出(还原剂发生 反应)的电极。 正极——电子流入(氧化剂发生 反应)的电极。 (4)3个移动方向 ①电子移向：电子从 极流出经外电路流入 极。 ②电流方向：电流从 极流向 极。 ③离子移动方向：阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。 17．Ⅰ．根据化学能转化为电能的相关知识，回答下列问题： (1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母，下同)。 A． B． C． D． Ⅱ.铅蓄电池是常用的化学电源。 (2)铅蓄电池属于 (填“一次”或“二次”)电池。已知硫酸铅为不溶于水的白色固体，生成时附着在电极上。写出该电池放电时，正极上的电极反应式： 。 (3)甲烷(CH4)燃料电池以30%KOH溶液为电解质溶液，该燃料电池放电时负极上的电极反应式为 ；正极附近溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 (4)银锌电池总反应为：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。则该电池的正极电极反应式： 。 (5)如图为氢氧燃料电池的构造示意图。 ①氧气从 (填“a”或“b”)口通入；电池工作时，OH-向 (填“X”或“Y”)极移动。 ②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应式为 。 18．(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。 ①B中Sn极的电极反应式为 ，Sn极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”) 。 ②A中总反应离子方程式为 。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是 。 (2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题： ①电池的负极是 (填“a”或“b”)，该极的电极反应是： 。 ②电池工作一过程中正极pH ，负极pH值 ，一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 19．(1)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。已知：16g液态肼与液态过氧化氢恰好完全反应生成氮气和液态水时放出321kJ热量，试写出液态N2H4和液态H2O2反应的热化学方程式 。 (2)已知：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)。肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。该电池放电时，负极的电极反应式是 。 (3)将浓度均为0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合，所得混合溶液中各种离子浓度大小顺序 。 (4)已知某温度下，纯水中的c(H+)= 2.0×10-7 mol/L。该温度下，测定某硫酸溶液中c(SO42-)=5×10-6mol/L，该硫酸溶液中由水电离出的OH-浓度为 。 (5)在25 ℃时，向V mL pH＝m的HNO3中滴加pH＝n的KOH溶液10V mL时，溶液中n(NO3-)=10 n(K＋)，则m＋n的值为 。 三、计算题 20．反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图甲所示： (1)该反应为 (填”吸热”或“放热”)反应。 (2)该反应 (填“是”或“否”)氧化还原反应；若将上述反应设计成原电池，装置如图乙，该装置工作时，电子沿导线流入 (填“Cu”或“Fe”)电极，该电极为 (填“正”或“负”)极，电极反应式为 ；若反应产生11.2L气体(标准状况下)，则电路中应该有 mol电子发生了转移。 21．由铜片、锌片和300 mL稀硫酸组成的原电池中，当铜片上放出3.36 L气体(标准状况)时，硫酸恰好用完，产生这些气体消耗锌 g，有 个电子通过导线，原硫酸的物质的量浓度为 mol·L－1。 22．在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片上只发生电化学腐蚀，当在铜片上共放出3.36 L(标准状况)的气体时，H2SO4恰好用完，求： (1)参加反应锌片的质量 ？ (2)原H2SO4溶液的浓度 ？ (3)整个过程中外电路通过的电子的物质的量 ？ 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B B C D B C C C 题号 11 12 13 14 15 答案 B C D A D 1．B 2．B 3．B 4．B 5．C 6．D 7．B 8．C 9．C 10．C 11．B 12．C 13．D 14．A 15．D 16．(1) 化学 电 (2) 反应物 材料 离子 电子 氧化还原 (3) 氧化 还原 (4) 负 正 正 负 正 负 17．(1)D (2) 二次 PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O (3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 增强 (4) (5) b X 18． 2H+ +2e- =H2↑ 增大 Fe+2H+=Fe2+ + H2↑ BAC a CH4-8e-+10OH-=+7H2O 增大 减小 减小 19． N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)   ΔH＝－642 kJ·mol-1 N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O c(Na+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H+) 4×10−9 mol·L−1 12 20． 放热 是 Cu 正 2H++2e-=H2↑ 1 21． 9.75 1.806×1023 0.5 22．(1)9.75 g (2)0.75 mol/L (3)0.3 mol 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 $$