4.1 原电池 课后训练-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

高中化学选择性必修一第四章化学反应与电能第一节原电池课后训练 一、单选题 1．如图所示，各烧杯中均盛有海水，则铁腐蚀速率由快到慢的顺序为( ) A.④③①②⑤ B.⑤④③①② C.④③②①⑤ D.③②⑤④① 2．某同学欲探究化学能直接转化为电能，设计了如图所示Fe和Cu形成的原电池。合理的是( ) ①铁片逐渐溶解 ②原电池总反应式： ③正极的电极反应式： ④向Cu电极移动 ⑤负极反生氧化反应，正极反生还原反应 ⑥电子流动方向：由Fe经外电路流向Cu，再由Cu经电解质溶液流回Fe A.①②⑤ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.②④⑥ 3．某原电池工作一段时间后，正极材料质量增大，下列组合构成的原电池可观察到该现象的是( ) 选项 电极1 电极2 电解质溶液 A 铁片 铜片 稀硫酸 B 铁片 铝片 硫酸铜溶液 C 铝片 石墨 溶液 D 铜片 石墨 稀硝酸 A.A B.B C.C D.D 4．微生物燃料电池可净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学品，如图为其工作原理。下列说法正确的是( ) A.M极的电极反应式为： B.外电路转移4mol电子时，N极消耗22.4L（标准状况） C.反应一段时间后，N极附近的溶液pH值下降 D.该电池在常温和高温都可以工作 5．有四种燃料电池： 下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是( ) A.固体氧化物燃料电池 B.碱性氢氧化物燃料电池 C.质子交换膜燃料电池 D.熔融盐燃料电池 6．一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法中正确的是( ) A.反应中，每消耗转移12mol电子 B.电极B上发生的电极反应为 C.电池工作时，向电极B移动 D.电极A上参与的电极反应为 7．一种微生物电池处理含氮（）废水的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A.电池放电时将电能转化为化学能 B.放电时，电极B附近溶液的pH降低 C.放电时的负极反应为 D.理论上，电极A每消耗，电极B处生成 8．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是( ) A.电子从b流出，经外电路流向a B.HS—在硫氧化菌作用下转化为的反应是： C.该电池在高温下进行效率更高 D.若该电池有0.4mol电子转移，则有0.45mol通过质子交换膜 9．常温下，将除去表面氧化膜的铝、铜片插入浓硝酸中组成原电池如图甲所示，测得原电池的电流强度随时间的变化如图乙所示。反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是( ) A.前，铝片的电极反应式为 B.时，因在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了继续反应 C.之后，负极失电子，电流方向发生改变 D.烧杯中发生反应的离子方程式为 10．某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：，下列有关说法正确的是( ) A.电子通过外电路从b极流向a极 B.b极上的电极反应式为： C.每转移0.1mol电子，消耗1.12L的 D.由a极通过固体酸电解质传递到b极 11．某可充电锂电池总反应为，放电时工作原理刻图所示.下列说法错误的是( ) A.放电时，a极为负极，发生氧化反应 B.放电时，b极上的电极反应为 C.充电时，固态电解质中移向a极 D.充电时，若转移电子，b极质量减小 12．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是( ) A.若图1中的Zn、Cu下端接触，可观察到Cu片上有无色气泡产生 B.图2中向Cu片移动 C.图1中气泡产生速度比图2快 D.图3中正极的电极反应式为 13．某同学用如图所示实验来探究构成原电池的一般条件，下列说法中正确的是( ) A.左瓶的灯泡发光 B.右瓶的铜棒变粗 C.右瓶中铁棒为正极 D.左瓶： 14．探究浓硝酸原电池中硝酸浓度对“电极反转”的影响，将规格完全相同的片和片分别插入、、、、的硝酸溶液中，组成原电池测试电流变化如下图所示。已知：氧化层比更致密。 根据上述实验，下列说法错误的是( ) A.原电池测试初始阶段，铁做负极 B.的硝酸溶液中，一段时间后，发生“电极反转” C.硝酸浓度小于时，硝酸浓度越小，电流强度越大 D.将换为后，测得“硝酸”原电池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值为，工业上用铝罐储存浓硝酸更合适 二、填空题 15．Zn—Cu原电池的装置如图所示，试回答下列问题： (1)Zn作__________极，发生__________反应，溶液中向__________(填“Zn”或“Cu”)电极方向移动。 (2)正极的现象是__________，负极的电极反应式为__________。 (3)若反应过程中有0.4mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为________L。 16．电化学在生活中的应用广泛，请根据电化学原理回答下列问题： （1）将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流，则Zn电极上发生的电极反应式为_______。 （2）如下图所示是甲烷燃料电池的原理示意图： ①电池的正极反应式为_______。 ②电池工作一段时间后，电解质溶液的pH_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）按图所示装置，以石墨为电极电解氯化钠溶液，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解时在X极附近观察到的现象是_______，若将X电极材料换为Cu，则X电极上的电极反应式将_______（填“发生变化”或“不变”）。 17．废旧锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有、MnOOH、、、碳单质，用黑色物质A制备高纯的流程如图： 已知：（未配平）。 （1）第Ⅰ步操作是为了除去可溶性的__________（填化学式）。 （2）第Ⅰ步后在空气中灼烧的目的有两个，一个是将MnOOH转化为，另一个是__________为灼烧时，MnOOH与空气中的氧气反应的化学方程式为__________。 （3）已知：难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃时开始分解；在pH大于7.7时，开始转化为沉淀。第Ⅳ步中的多步操作可按如图步骤进行： 操作①加入溶滴调节溶液pH的过程中有产生，则溶液与溶液反应的离子方程式为__________，你认为操作③中检测的方法及现象是__________时可继续进行操作④：操作④中用无水乙醇洗涤的目的是__________（答一条即可）。 三、实验题 18．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。 装置 现象 金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题。 (1)装置甲中作正极的是__________。（填“A”或“B”） (2)装置乙溶液中C电极的电极反应式为__________。装置乙中反应一段时间后，测得C电极的质量增加则该电池反应转移电子的物质的量为__________。 (3)装置丙中金属A电极上的反应属于__________（填“氧化反应”或“还原反应”） (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是__________。 (5)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入的溶液中，乙同学将电极放入的溶液中，如下图。 写出A池中负极的电极反应式：__________ 写出B池中负极的电极反应式：__________。 参考答案 1．答案：A 解析：A（√）根据题图可知，①发生化学腐蚀，腐蚀速率较慢；②③装置是原电池，锌比铁活泼，②中金属铁为正极，受保护，腐蚀速率慢，金属铁比铜活泼，③中金属铁为负极，腐蚀速率较快；④⑤装置是电解池，④中金属铁为阳极，腐蚀速率最快，⑤中金属铁为阴极，被保护，腐蚀速率最慢。所以腐蚀速率：④>③>①>②>⑤。 2．答案：A 解析：①Fe是负极，电极反应式为，铁片逐渐溶解，故①正确; ②由两极反应可知原电池总反应为，故②正确; ③Cu作正极，电极反应式为，故③错误; ④向负极（Fe电极）移动，故④错误; ⑤负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故⑤正确; ⑥电子流动方向，由Fe经外电路流向Cu，不通过电解质溶液，故⑥错误; 故选:A。 3．答案：B 解析：正极质量增大需满足正极有金属析出，据此解答。 A.正极氢离子得电子，生成氢气，质量不增加，故A不符合题意； B.铝（活泼）为负极，铁为正极，硫酸铜溶液中的在正极被还原为Cu，沉积在铁表面，导致正极质量增加，故B符合题意； C.水分子得电子，生成氢气，质量不增加，故C不符合题意； D.正极硝酸根离子得电子，生成一氧化氮，质量不增加，故D不符合题意； 答案选B。 4．答案：A 解析：A.M极失电子发生氧化反应，有机物被氧化生成CO2，为原电池的负极，电极反应为，故A正确： B.由电极反应式可知，外电路转移4mol电子时，N极消耗O2的物质的量为4mol即标准状况下体积为22.4L，但同时还发生，所以外电路转移4mol电子时，N极消耗的物质的量小于1mol，标准状况下体积小于22.4L，故B错误； C.N电极为正极，电极反应式为、，消耗氢离子，反应一段时间后，N极附近的溶液pH值升高，故C错误； D.高温时微生物失去生理活性，工作效率大大下降，故D错误； 5．答案：C 解析：A．该电池为固体氧化物燃料电池，正极通入空气，负极通入氢气，正极的电极反应式为O2＋4e－=2O2－，正极没有水生成，A错误； B．该电池为碱性氢氧化物燃料电池，正极通入氧气，负极通入氢气，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正极没有水生成，B错误； C．该电池为质子交换膜燃料电池，正极通入空气，负极通入氢气，正极的电极反应式为 O2＋4H＋＋4e－=2H2O，正极生成了水，C正确； D．该电池为熔融盐燃料电池，正极通入氧气和二氧化碳，负极通入一氧化碳和氢气，正极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2CO32－，正极没有水生成，D错误。 6．答案：B 解析：由题中的化学方程式可知，每消耗转移6mol电子，A错误；由题图可知，电极B上得到电子并与反应生成，即电极B为正极，则电极A为负极，向负极移动，向电极A移动，B正确，C错误；电解质为熔融的碳酸盐，不含，电极A上参与的电极反应为，D错误。 7．答案：C 解析：电池放电时为原电池，将化学能转化为电能，A项错误；放电时，电极B上得电子，生成氮气，电极反应式为，被消耗，附近溶液的pH升高，B项错误；放电时电极A上。失去电子，生成二氧化碳和，电极反应式为，C项正确；由B、C项分析可知，电极A每消耗1 mol ，电极B处生成 2.4 mol，D项错误。 8．答案：B 解析：A.由分析可知，电极b是电池的正极，a是负极，则电子从a流出，经外电路流向b，故A错误； B.由分析可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为，故B正确； C.微生物的主要成分是蛋白质，若电池在高温下进行，蛋白质会发生变性，微生物的催化能力降低，电池的工作效率降低，故C错误； D.由分析可知，正极的电极反应式为，则当电池有0.4mol电子转移时，负极区有0.4mol氢离子通过质子交换膜加入正极区，故D错误； 故选B。 9．答案：D 解析：前，在浓硝酸中发生钝化，铝片为负极，铜片为正极，随着反应进行，铝表面钝化形成的氧化膜阻碍内部继续反应，后，铜片为负极，铝片为正极。前，铝片作负极，失电子发生氧化反应，其电极反应式为，A正确；时，随着反应进行，铝表面钝化形成的氧化膜阻碍内部继续反应，B正确；由图乙知，后，电流方向发生改变，铜片变为负极，发生氧化反应，铝片变为正极，C正确；整个过程中，正极上都是放电生成，则烧杯中发生溶于溶液中生成和的反应，发生反应的离子方程式为，D错误。 10．答案：D 解析：A.燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂的电极b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b，A错误； B.b是正极，电极反应式为，B错误； C.温度和压强未知，导致气体摩尔体积未知，所以无法计算氢气体积，C错误； D.放电时，a是负极、b是正极，阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极，D正确，答案选D。 11．答案：D 解析：充电时，b极上的电极反应为，当转移电子时，b极质量减小，D项错误。 12．答案：C 解析：A.Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，稀硫酸作电解质溶液，锌为负极、铜为正极，正极上氢离子得到电子生成氢气，所以Cu上可看到有气体产生，故A正确； B.氢离子带正电荷，向正极移动，即向Cu移动，故B正确； C.图1没有形成原电池、图2形成原电池，图1中气泡产生速度比图2慢，故C错误； D.图3中正极的电极反应为铜离子得到电子发生还原反应得到铜，，故D正确； 故选C。 13．答案：B 解析：A.左瓶电极插入苯中，苯是非电解质，不能构成原电池，灯泡不会发光，A错误； B.右瓶电极插入硫酸铜溶液中，且构成闭合回路，形成原电池，铁是负极，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子析出铜，所以铜棒变粗，B正确； C.金属性铁强于铜，因此右瓶中铁棒为负极，C错误； D.左瓶不能形成原电池，铁电极在苯中，不能发生反应，D错误； 答案选B。 14．答案：C 解析：A.根据图像可知初始阶段电流的方向均是一致的，这说明铁均做负极，铜是正极，A正确； B.的硝酸溶液中，一段时间后，电流反向，说明铁被钝化，铁电极是正极，铜电极是负极，即发生了“电极反转”，B正确； C.根据图像可知硝酸浓度小于时，在开始阶段，硝酸浓度越大，电流强度越大，C错误； D.将Fe换为Al后，测得“硝酸”原电池电极反转的硝酸溶液浓度的临界值为，临界值越低，越有利于储存硝酸，且氧化铝氧化层比四氧化三铁氧化层更致密，所以工业上用铝罐储存硝酸更合适，D正确； 答案选C。 15．答案：(1)负；氧化；Cu (2)有气泡产生； (3)4.48 解析：（1）由于金属活动性：，所以在构成的原电池中，Zn为负极，失去电子，发生氧化反应；Cu为正极，正极上溶液中的得到电子发生还原反应。溶液的向负电荷较多的正极Cu电极方向移动； （2）在正极Cu上发生反应：，故正极的现象是有气泡产生；Zn为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为：； （3）若反应过程中有0.4mol电子发生转移，根据可知，反应产生0.2mol，则生成的氢气在标准状况下的体积为。 16．答案：（1） （2）；减小 （3）溶液变红色；不变 解析：（1）锌和铜相比，锌较活泼，发生氧化反应，作负极，电极反应式为：； （2）①氧气得到电子，发生还原反应，作正极，结合图示可知，电极反应式为：； ②原电池原理确定a极为负极，电极反应式为；正极反应式为；合并的原电池的总反应式为；确定工作一段时间后溶液的pH会减小； （3）X电极上氢离子放电，同时该电极附近生成氢氧根离子，所以X极附近观察到的现象是溶液变红，有气泡产生；X为阴极，电极不参与反应，若将X电极材料换为Cu，则X电极上的电极反应式将不变。 17．答案：（1） （2）除去碳单质； （3）；取最后一次洗涤液于试管中，向其中加盐酸酸化的溶液无白色沉淀产生则证明已经洗涤干净；有利于低温条件下快速干燥 解析：（1）黑色物质A主要含有、MnOOH、、碳单质经过I过滤得到不溶的、MnOOH、碳单质，除去了可溶的，故答案为； （2）第Ⅱ步空气中灼烧除去碳单质同时将MnOOH转化为，化学方程式为：，故答案为：①除去碳单质②； （3）溶液与溶液反应生成的离子方程式为；；操作③中是否洗涤干净可以通过检验验证：取最后一次洗涤液于试管中，向其中加盐酸酸化的溶液无白色沉淀产生则证明已经洗涤干净；操作④中用无水乙醇洗涤的目的是有利于低温条件下快速干燥；故答案为：①②取最后一次洗涤液于试管中，向其中加盐酸酸化的溶液无白色沉淀产生则证明已经洗涤干净③有利于低温条件下快速干燥。 18．答案：(1)B (2)；0.4 (3)还原反应 (4)D>A>B>C (5)； 解析：（1）依据分析，装置甲中作正极的是B，答案：B； （2）装置乙溶液中C电极为正极，得电子，电极反应式为，质量增加12.8g，即生成铜，所以则该电池反应转移电子的物质的量为0.4mol，答案：，0.4； （3）依据分析，装置丙中金属A电极为正极，得电子的反应属于还原反应，答案：还原反应； （4）依据分析，四种金属活动性由强到弱的顺序是，答案：； （5）将镁片与铝片电极放入的溶液中，镁比较活泼，所以金属镁和硫酸反应，镁做负极，电极式为，将镁片与铝片电极放入的NaOH溶液中，镁不反应，金属铝和硫酸反应，铝做负极，电极式为，答案：、。 学科网（北京）股份有限公司 $$