假期必刷11 原电池-【快乐假期】2024-2025学年高二化学寒假作业必刷题

假期必刷１１　原电池　　　　　　　 原 电 池 原电池 概念 实质 形成条件 ì î í ï ï ï ï 原电池原理 两种原电池装置 电极反应和电池总反应{ 原电池原 理的应用 加快氧化还原反应的速率 比较金属活动性强弱 金属的保护 制造化学电源 设计原电池 ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï 一、原电池 １．概念 将　　　　能转化为　　　　能的装置. ２．构成条件 (１)具有两个　　　　不同的电极,一极可为 碳棒. (２)合适的　　　　溶液. (３)形成　　　　回路(外电路用导线相连或 互相接触并将两电极插入电解质溶液中). (４)能自发地发生　　　　反应. 二、原电池工作原理 １．原理(以锌铜原电池为例) 装置 电极 Zn电极 Cu电极 续表 现象 锌片逐渐溶解 铜片上有红 色物质析出 得失电子 失电子 得电子 电极名称 负极 正极 反应类型 氧化反应 还原反应 电极反应式 Zn－２e－􀪅􀪅Zn２＋ Cu２＋＋２e－􀪅􀪅Cu 总反应式 Zn＋Cu２＋􀪅􀪅Zn２＋＋Cu ２．粒子流向 (１)外电路 电子由　　　　极经导线流向　　　　 极,电流由　　　　极流向　　　　极. (２)内电路 阴离子向　　　极移动;阳离子向　　　　 极移动. 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 一、１．化学　电　２．(１)活泼性　(２)电解质　 (３)闭合　(４)氧化还原 二、２．(１)负　正　正　负　(２)负　正 １．根据化学反应设计原电池(选用相同的盐 桥)时,下列各项合理的是 (　　) 选项 A B C D 正 极 (金 属/ 电解质溶液) Zn/ZnSO４ 溶液 Fe/FeCl２ 溶液 Zn/H２SO４ 溶液 Fe/ZnSO４ 溶液 负 极 (金 属/ 电解质溶液) Fe/H２SO４ 溶液 Zn/ZnSO４ 溶液 Fe/FeCl２ 溶液 Zn/FeCl２ 溶液 ２．下列反应不可用于设计原电池的是 (　　 ) A．NaOH＋HCl􀪅􀪅NaCl＋H２O B．２CH３OH＋３O２ →２CO２＋４H２O C．Zn＋２HCl􀪅􀪅ZnCl２＋H２↑ D．４Al＋３O２＋６H２O􀪅􀪅４Al(OH)３ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１３􀅰 ３．科学家开发了基于 MoS２/Pd压电催化和能 带弯曲的力场辅助超声波激活Li－O２ 电 池,电池反应为２Li＋O２􀪅􀪅Li２O２,电池示 意图如图所示.下列叙述正确的是 (　　) A．MoS２/Pd极为负极,发生氧化反应 B．金属Li在O２ 中燃烧可生成Li２O２ C．锂 电 极 的 电 极 反 应 式 为 ２Li－２e－ 􀪅􀪅Li２＋２ D．２􀆰２４LO２(标准状况)完全反应时转移 ０􀆰２mol电子 ４．天然气－空气燃料电池的能量转化率高,环 保性 和 安 全 性 好,使 用 的 电 解 质 有:① KOH,②H２SO４,③Na２CO３(熔融),④MO (s,传递O２－).下列说法错误的是 (　　) A．以①、②的水溶液为电解质溶液,燃料电 池中CH４ 的氧化产物不同 B．使用不同的电解质,等量的CH４ 参与负 极反应时理论上转移的电子数相等 C．以③为电解质,放电过程中CO２－３ 向负极 迁移 D．以④为电解质,燃料电池的负极反应式 为CH４－８e－＋２O２－􀪅􀪅CO２＋４H＋ ５．２０２４年８月２５日,为期二天的２０２４中国锂 电新能源产业科技创新大会圆满落幕.目 前,新余不仅成为全球重要锂盐加工基地, 也是国内重要锂动力与储能电池产业基地. 如下是一种新型锂－空气电池示意图,其中 固体电解质只允许Li＋通过.下列说法正 确的是 (　　) A．金属锂为负极,发生还原反应 B．Li＋ 由石墨烯电极通过固体电解质流向 负极 C．当有２２．４L氧气反应时,负极消耗７g锂 D．正 极 电 极 反 应 为:O２＋４e－ ＋２H２O 􀪅􀪅４OH－ ６．我国科学家首次开发了一种新型电池,发电 的同时可实现废水净化,原理如图.下列说 法错误的是 (　　) A．工作时,外电路的电流方向为b→a B．放电时,OH－由Ⅱ室透过离子交换膜移 到Ⅰ室 C．电极a发生反应:HCHO－２e－ ＋H２O 􀪅􀪅HCOO－＋３H＋ D．理论上,外电路每转移２mol电子可转化 ０􀆰２５molNO－３ ７．(双选)某化学小组 构 想 将 汽 车 尾 气 (NO、NO２)转 化 为 重 要 的 化 工 原 料 HNO３,其原理如图 所示,其中A、B为多孔导电材料.下列说 法一定正确的是 (　　) A．该电池工作时,外电路电子的流向由 A 到B,内电路由B到A形成闭合回路 B．电极B附近的 HNO３ 浓度减小 C．A电极的反应为:NO２－e－＋H２O􀪅􀪅 NO－３ ＋２H＋,NO－３e－ ＋２H２O 􀪅􀪅 NO－３ ＋４H＋ D．该电池工作时,每消耗１１．２LO２(标准 状况下),可以除去含１molNO和 NO２ 的混合尾气 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２３􀅰 ８．１８３６年丹尼尔发明了世界上第一个实用电 池,下图所示是实验室模拟原电池原理组装 的丹尼尔电池,盐桥中装有饱和溶液的琼 胶,回答下列问题. (１)题图装置中能量的转化形式为 　 能转化为　　　　 　能. (２)在该原电池中,　　　　 　(填“锌片” 或“铜片”)是负极材料,铜片一极发生 　 (填“氧化”或“还原”)反应. (３)当该原电池开始工作时,盐桥中的Cl－ 的移动方向是　　　　 　.(请在下列选 项中选择) A．流向硫酸锌溶液　B．流向硫酸铜溶液 (４)该原电池的正极电极反应式为　　　　　 　　　 　;当电路中转移０．２mole－时,锌片 溶解的质量为　　　　 　g. １．(２０２４􀅰江西􀅰高考真题)我国学者发明了 一种新型多功能甲醛Ｇ硝酸盐电池,可同时 处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图). 下列说法正确的是 (　　) A．CuAg电极反应为２HCHO＋２H２O－ ４e－􀪅􀪅２HCOO－＋H２↑＋２OH－ B．CuRu电极反应为 NO－３ ＋６H２O＋８e－ 􀪅􀪅NH３↑＋９OH－ C．放电过程中,OH－通过质子交换膜从左 室传递到右室 D．处理废水过程中溶液pH 不变,无需补 加KOH ２．(２０２４􀅰全国􀅰高考真题)一种可植入体内 的微型电池工作原理如图所示,通过CuO 催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度.当 传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启 动.血糖浓度下降至标准,电池停止工作. (血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时,下列叙述错误的是 (　　) A．电 池 总 反 应 为 ２C６H１２O６ ＋O２ 􀪅􀪅 ２C６H１２O７ B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相 互转变起催化作用 C．消耗１８mg葡萄糖,理论上a电极有０．４mmol 电子流入 D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的 迁移方向为b→a 菠菜将成为未来电池 在动画片«大力水手»中,菠菜是一种充满 了能量的食品.最近,科学家找到了从蔬菜中 提取能量的方法.利用这种方法,科学家发明 了一种所谓的“菠菜电池”,这种电池的使用时 间长达３周以上,可以应用在手机、笔记本电 脑以及其他移动设备上. 科学家首先将菠菜溶解在离心分离机里, 从中萃取出蛋白质;接着再把一种缩氨酸清洁 剂注入蛋白质空隙中;然后再把这种混合物注 入塑料、黄金、铟锡氧化物以及透明的半导体 材料层之间的空隙,制成一种芯片.这种芯片 既耐久又容易修理,当电池停止工作时,很容 易向里面补充蛋白质. 至今为止,这种芯片还只是研制出了菠菜溶 液的那一层,因此还只能产生一点微弱的电流. 科学家计划增加其他的层次以产生更多能量. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３３􀅰 (３)Fe３＋ 刚好沉淀完全时溶液的pH 为３􀆰３,Cu２＋ 开始形 成Cu(OH)２ 沉淀时的pH 为４,溶液的pH 调至３􀆰５时 Fe３＋ 已经沉淀完全,Cu２＋ 还未沉淀,可以达到除去 Fe３＋ 杂质而不损失Cu２＋ 的目的. 答案:(１)３􀆰３　(２)４　(３)能 高考冲浪 １．B　A．铝热反应大量放热,反应需要引燃和反应放热还 是吸热无关,A错误;B．KI溶液加热浓缩过程中,I－ 被空 气中 O２ 氧化生成I２,加入淀粉溶液后变蓝,根据氧化还 原反应的强弱规律,氧化性:O２＞I２,B正确;C．氢氧化钠 会和空气 中 二 氧 化 碳 发 生 反 应 生 成 碳 酸 钠,故 久 置 的 NaOH 溶液试剂瓶口出现的白色固体是碳酸钠,C错误; D．亚铁离子和Fe(OH)２ 都有较强的还原性,易被空气中 氧气氧化,故久置的 FeCl２ 溶液中出现红褐色 Fe(OH)３ 沉淀和Ksp大小无关,D错误. ２．BC　D　A．氯气氧化苦卤得到溴单质,发生置换反应,离 子方程式正确,A 正确;B．Cr２O２－７ 可以将 Fe２＋ 氧化成 Fe３＋,离子方程式正确,B正确;C．SO２－４ 结合 Ba２＋ 生成 BaSO４ 沉淀,可以阻止 Ba２＋ 被人体吸收,离子方程式正 确,C正确;D．Na２CO３与 CaSO４ 反应属于沉淀的转化, CaSO４ 不能拆分,正确的离子方程式为 CaSO４＋CO２－３ 􀪅􀪅CaCO３＋SO２－４ ,D错误. 假期必刷１１　原电池 １．B　选用相同的盐桥,根据化学反应设计原电池时,所选 电极不能与电解质溶液反应.金属性强的金属作负极, 电极上发生氧化反应;金属性弱的金属作正极,电极上发 生还原反应.A．锌、铁构成原电池时,金属性强的锌作负 极,铁作正极,不能选用能与铁反应的稀硫酸作电解质溶 液,原电池设计不合理,故 A 错误;B．锌、铁构成原电池 时,金属性强的锌作负极,铁作正极,电极与选用的电解 质溶液不反应,原电池设计合理,故B正确;C．锌、铁构成 原电池时,金属性强的锌作负极,铁作正极,不能选用能 与锌反应的稀硫酸作电解质溶液,原电池设计不合理,故 C错误;D．锌、铁构成原电池时,金属性强的锌作负极,铁 作正极,不能选用能与锌反应的氯化亚铁作电解质溶液, 原电池设计不合理,故 D错误;答案选B. ２．A　只有氧化还原反 应 才 能 设 计 成 原 电 池.NaOH 与 HCl的反应为非氧化还原反应. ３．D　由电池的总反应可知,金属 Li为负极,发生氧化反 应,电极反应为 Li－e－ 􀪅􀪅Li＋,MoS２/Pd为正极,发生 还原反应,电极反应为 O２＋２e－􀪅􀪅O２－２ . A．依分析可知 MoS２/Pd为正极,发生还原反应,A 项错 误;B．Li在 O２ 中燃烧只生成 Li２O,B项错误;C．锂电极 的电极反应式为Li－e－􀪅􀪅Li＋,C项错误;D．由正极的 反应 O２＋２e－􀪅􀪅O２－２ ,可知当２．２４LO２(标准状况),即 ０􀆰１mol完全反应时转移０􀆰２mol电子,D项正确. ４．D　A．在 KOH 溶液中甲烷的氧化产物为 CO２－３ ,在稀硫 酸中甲烷的氧化产物为 CO２,A 项正确;B．甲烷被氧化, 碳元素的化合价均由－４价升至＋４价,B项正确;C．电 池中,阴离子 CO２－３ 向负极迁移,C项正确;D．以固体氧 化物为电 解 质,负 极 反 应 式 为 CH４－８e－ ＋４O２－ 􀪅􀪅 CO２＋２H２O,D项错误;答案选 D. ５．D　A．金属锂失电子发生氧化反应,金属锂为负极,故 A 错误;B．阳离子向正极移动,Li＋ 由负极通过固体电解质 流向正 极,故 B 错 误;C．没 有 明 确 是 否 为 标 准 状 况, ２２．４L氧气的物质的量不一定是１mol,故 C错误;D．根 据图示,正极氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应为: O２＋４e－＋２H２O􀪅􀪅４OH－,故 D正确;答案选 D. ６．C　由图可知Ⅰ室中 HCHO 被氧化为 HCOO－,Ⅰ室为 负极区,电极a为负极,电极b为正极,正极 NO－３ 得电子 生成 NH３,据此分析解答; A．由以上分析可知a为负极,b为正极,电池工作时,外 电路中电流由正极b流向负极a,故 A 正确;B．放电时, 溶液中的阴离子向负极区移动,则 OH－ 由Ⅱ室透过离子 交换膜移到Ⅰ室,故 B正确;C．电极a发生反应:HCHO －２e－＋３OH－􀪅􀪅HCOO－ ＋２H２O,故 C错误;D．正极 反应为:NO－３ ＋６H２O＋８e－􀪅􀪅NH３＋９OH－;外电路每 转移２mol电子可转化０􀆰２５molNO－３ ,故 D正确. ７．BC ８．解析:题中装置为原电池工作原理图,锌片失电子经过导 线流入铜片,铜片附近铜离子得电子生成铜单质,盐桥连 接内电路形成闭合回路,中和溶液中的电荷,提供稳定电 流,据此结合原电池的工作原理分析解答.(１)题图装置 属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,故答案为化 学;电.(２)根据分析可知,在该原电池中,锌片作负极, 发生失电子的氧化反应;铜片作正极,发生得电子的还原 反应,故答案为锌片;还原.(３)原电池中,负极锌失去电 子形成锌离子,为了平衡电荷,使溶液呈现电中性,盐桥 中的Cl－ 流向硫酸锌溶液,故 A符合题意.(４)该原电池 的正极区 铜 离 子 得 电 子 生 成 铜 单 质,其 电 极 反 应 式 为 Cu２＋ ＋２e－ 􀪅􀪅Cu,负 极 电 极 反 应 式 为 Zn－２e－ 􀪅􀪅 Zn２＋,所以当电路中转移０．２mole－ 时,锌片溶解的物质 的量为 ０􀆰１ mol,其 质 量 为 ０．１ mol×６５g􀅰mol－１＝ ６􀆰５g. 答案:(１)化学　电 (２)锌片　还原 (３)A (４)Cu２＋＋２e－􀪅􀪅Cu　６􀆰５ 高考冲浪 １．B　 由 原 电 池 中 电 子 移 动 方 向 可 知,CuAg 为 负 极, HCHO失去 电 子 生 成 HCOO－ 和 H２,电 极 反 应 式 为: ２HCHO＋４OH－ －２e－ 􀪅􀪅２HCOO－ ＋H２↑＋２H２O, CuRu为正极,NO－３ 得到电子生成 NH３,电极反应式为: NO－３ ＋６H２O＋８e－􀪅􀪅NH３↑＋９OH－,以此解答. A．由分 析 可 知,CuAg 为 负 极,HCHO 失 去 电 子 生 成 HCOO－ 和 H２,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极 反应式为:２HCHO＋４OH－ －２e－􀪅􀪅２HCOO－ ＋H２↑ ＋２H２O,A 错误;B．由分析可知,CuRu为正极,NO－３ 得 到电子生成 NH３,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电 极反应式为:NO－３ ＋６H２O＋８e－ 􀪅􀪅NH３↑＋９OH－,B 正确;C．质子交换膜只允许 H＋ 通过,C错误;D．由分析 可知,负极电极反应式 为:２HCHO＋４OH－ －２e－ 􀪅􀪅 ２HCOO－＋H２↑＋２H２O,正极电极反应式为:NO－３ ＋ ６H２O＋８e－ 􀪅􀪅NH３↑＋９OH－,总反应为８HCHO＋ NO－３ ＋７OH－􀪅􀪅NH３↑＋８HCOO－ ＋４H２↑＋２H２O, 处理 废 水 过 程 中 消 耗 OH－,溶 液 pH 减 小,需 补 加 KOH,D错误. ２．C　由题图知,O２ 在a电极上得电子生成 OH－,a电极为 电池正极,Cu２O 在b电极上失电子转化成 CuO,b电极 为电池负极,在负极区,葡萄糖被 CuO 氧化为葡萄糖酸, CuO被还原为Cu２O,则电池总反应为葡萄糖被 O２ 氧化 为葡萄糖酸,A 正 确;Cu２O 在 b电 极 上 失 电 子 转 化 成 CuO,CuO 氧化葡萄糖时被还原生成 Cu２O,它们的相互 转变起催化作用,B正确;根据反应２C６H１２O６＋O２ 􀪅􀪅 ２C６H１２O７ 可知,１molC６H１２O６ 参加反应时转移２mol 电子,１８mgC６H１２O６ 的物质的量为０．１mmol,则消耗 １８mg葡萄糖时,理论上a电极有０．２mmol电子流入,C 错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故 Na＋ 迁移方向 为b→a,D正确. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９６􀅰