第四章第一节 原电池原理和能量转化同步训练卷_ 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

4.1.1原电池原理和能量转化同步精练— 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1 考向1原电池原理 考向2原电池的能量转化 考向1原电池原理 1、一种可充电电池用于处理污水中的工作原理如图所示。电池放电时，水中的在电催化剂表面转化为，再将吸附在电催化剂表面的还原为。下列说法正确的是 A．放电时，金属铝为正极 B．还原为的反应为 C．充电时，每生成1 mol，另一极同时生成2 mol D．充电时，从装置左侧透过离子交换膜进入右侧 2、微生物法可将高浓度苯酚废水和高浓度酸性NO废水的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法正确的是 A．a极的电极反应式为 B．通过离子交换膜向左室移动 C．一段时间后，右室的溶液pH增大 D．用电器流过时，b电极产生 3、一种高容量水系电池如图，以酸性MnSO4溶液作电解质，放电时，电极Ⅱ上MnO2减少。下列说法正确的是 A．充电时电极Ⅰ发生氧化反应 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时电子由电极Ⅱ经外电路流向电极Ⅰ D．理论上充电时每转移2 mol e-电极Ⅰ质量增加55 g 4、一种新型的4-硝基苯甲醇(4-NBA，结构如图)在NiSe-Cu2Se/NF双功能电催化剂作用下在整个放电/充电过程中可实现氧化还原转化(-NO2→-NH2、-CH2OH→-COOH)。其工作原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，Zn/ZnO发生氧化反应 B．放电时，OH¯经离子交换膜a向Zn/ZnO极 C．放电时，负极每生成24.3 g ZnO，正极生成0.1 mol有机产物 D．充电时，M极的电极反应式为 5、铜锌原电池装置（如图），该原电池在工作时，下列说法正确的是 （含饱和溶液的琼胶） A．极流出电子，发生还原反应 B．极电极反应式为 C．盐桥中移向溶液 D．盐桥的作用是传导电子，形成闭合回路 6、某同学研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反应，设计如下对比实验。 实验 现象 连通电路后，电流表指针向右偏转，分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液，滴加KSCN溶液，前者几乎无色，后者显红色 连通电路后，电流表指针向左发生微小的偏转，丙、丁烧杯中均无明显现象 下列说法正确的是( ) A．仅由Ⅰ中的现象可推知Ag+的氧化性强于Fe3+ B．Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因是氧化了银电极 C．Ⅱ中若将银电极换成石墨电极，电流表指针可能不再向左偏转 D．对比Ⅰ、Ⅱ可知，Ⅰ中NO3-氧化了Fe2+ 7、依据氧化还原反应：设计的原电池如下图所示： 下列说法正确的是 A．电极可选择铁棒 B．电解质溶液可选择溶液 C．电极的反应式为 D．该电池工作时，电子是从电极流向电极 8、某小组利用下列装置进行电化学实验，下列实验操作及预期现象正确的是( ) A．X和Y与电流表连接，电子由Cu极流向Zn极 B．X和Y与电流表连接，将Zn换成Fe测得电流更大 C．X和Y分别与电源“－”、“＋”极相连，Cu极质量减轻 D．X和Y分别与电源“－”、“＋”极相连，Zn极质量减轻 9、1836年，英国化学家John Frederic Daniell制成了第一个如图所示的双液电池，标志着化学电池进入生产和生活中。 已知反应：Zn(s)-2e-Zn2＋(aq) K1 Cu(s)-2e-Cu2+(aq) K2 K为反应在常温下的平衡常数。下列说法不正确的是( ) A．K1＞K2 B．盐桥中K+向CuSO4溶液移动 C．若将盐桥换成铜棒，电流计不会发生偏转 D．若向CuSO4溶液中加入适量CuSO4固体，电流计偏转程度增大 10、某化学兴趣小组设计如下两个实验证明：①氧化性Fe3+>I2，②反应2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应。下列说法中错误的是( ) A．实验1试管中加入淀粉后溶液变蓝，证明该条件下氧化性：Fe3+>I2 B．实验2中的盐桥可用浸透KNO3溶液的脱脂棉填充 C．实验1反应结束后，向试管中加入K3[Fe(CN)6]能判断该反应是否为可逆反应 D．实验2电流表指针不再偏转时，向右侧烧杯中加入碘水电流表指针重新发生偏转，可判断该反应是可逆反应 11、将图所示实验装置的K闭合，下列说法正确的是( ) A．Zn电极上发生还原反应 B．电子沿Zn→a及b→Cu路径流动 C．片刻后甲池中c(K＋)增大 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色 12、图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(　) A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq) B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出 13、某学习小组查阅资料知氧化性：MnO4-＞Fe3+，设计了双液原电池，结构如下图所示。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是 A．溶液A为Fe2(SO4)3溶液 B．乙烧杯中的电极反应式为MnO4- +8H＋＋5e-=4H2O+ Mn2+ C．外电路的电流方向为从a到b D．电池工作时，盐桥中的SO42-移向乙烧杯 考向2原电池的能量转化 14、下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是 A．水力发电 B．水果电池 C．燃气燃烧 D．电动车充电 15、下列能量转化形式主要由化学能转化为电能的是 A．CuCl2溶液的电解 B．锌铜原电池工作时 C．外加电流法保护钢闸门 D．行驶中的燃油车 A．A B．B C．C D．D 16、下列能量的转化形式主要由化学能→电能→机械能的是 A．新能源汽车充电 B．空气能热水器加热水 C．风能发电 D．加速行驶中的电动车 A．A B．B C．C D．D 17、嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回，下列探月过程中涉及化学能转化为电能的是 A．燃烧推进剂液氢和液氧，使火箭升空 B．展开太阳能电池翼持续供电 C．启动锂离子蓄电池组供电 D．电解水装置实现航天器中氧气再生 18、下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A．锂离子电池 B．煤气灶 C．太阳能光伏 D．电暖风扇 A．A B．B C．C D．D 详解答案 1、D A．放电时金属铝失电子转化为，发生氧化反应，为负极，A错误；B．该反应式电荷不守恒（左边总电荷为-1，右边总电荷为0），配平后应为，B错误；C．充电时生成的一极为阳极，每生成1 mol 转移4 mol电子，另一极为阴极，发生的反应，无生成，C错误；D．充电时为电解池，阴离子向阳极（右侧电极）移动，故从左侧透过离子交换膜进入右侧，D正确；故答案选D。 2、C a电极：图示表明，高浓度的含苯酚废水在a电极处反应后，生成了。在这个过程中，碳元素的化合价升高，发生氧化反应。在原电池中，发生氧化反应的电极是负极。b电极：图示表明，高浓度的废水在b电极处反应后，生成了。在这个过程中，氮元素的化合价从+5价降低到0价，发生还原反应。在原电池中，发生还原反应的电极是正极。 A．由分析可知，a极为负极，苯酚发生失电子的氧化反应生成，电极反应式为，A错误；B．原电池中阳离子向正极移动，b为正极，应向右室移动，B错误；C．由分析可知，右室b极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，消耗，溶液减小，pH增大，C正确；D．题目未给出标准状况条件，无法计算的体积，D错误；故选C。 3、D 放电时电极II上减少，说明得电子发生还原反应，故放电时电极II为正极，电极I为负极。放电时正极反应为，负极反应为。充电时装置为电解池，电极I为阴极，电极II为阳极，充电时阴极反应为，阳极反应为。 A．充电时电极I为阴极，得到电子发生还原反应，A错误；B．放电时II极发生反应消耗，溶液中浓度减小，pH升高，B错误；C．放电时电子由负极电极I经外电路流向正极电极II，C错误；D．充电时电极I发生反应，每转移2mol电子，生成1mol，固体增加的质量为1mol的质量，即，D正确；故选 D。 4、C 放电过程（原电池）：负极为Zn/ZnO极，Zn失去电子被氧化为ZnO；正极为N极，硝基得电子被还原为氨基；阴离子（OH-）向负极移动。 充电过程（电解池）：阴极接电源负极，即Zn/ZnO 极，发生还原反应，ZnO被还原为Zn；阳极接电源正极，即M极，发生氧化反应，醇羟基被氧化为羧基。 A．充电时，该装置为电解池，Zn/ZnO 极连接电源的负极，作为阴极，发生还原反应，A错误；B．放电时，Zn/ZnO 极作为负极，N极为正极，在原电池中，阴离子向负极移动，因此，OH⁻的迁移方向是从中间室向负极室（Zn/ZnO）移动，需通过离子交换膜b，而非a，B错误；C．负极反应：，ZnO的摩尔质量为81 g/mol，生成24.3 g ZnO的物质的量为0.3 mol，转移电子数为0.6 mol；正极反应：，即每生成1mol有机产物，转移6mol电子，根据电子守恒，，C正确；D．充电时，M极连接电源正极，作为阳极，发生氧化反应，D错误；因此答案选C 5、C 活泼金属Zn为负极，不活泼金属Cu为正极，盐桥的作用传导离子平衡电荷，使原电池产生平稳的电流。 A．极流出电子，失去电子发生氧化反应，A错误； B．极是正极，发生还原反应，电极反应式为，B错误； C．原电池工作时，溶液中的阴离子移向负极，盐桥中移向溶液，C正确； D．盐桥的作用是传导离子，形成闭合回路，D错误； 答案选C。 6、C 由实验Ⅰ可知甲烧杯溶液在反应后生成Fe3+ ，电子由石墨电极流向银电极，则石墨电极为负极，银电极为正极，负极发生反应：Fe2+-e-=Fe3+；由实验Ⅱ可知，银电极为负极，石墨电极为正极，负极发生反应：Ag-e-=Ag+。A项，因烧杯丁中无气体生成，因此pH=5的环境下NO3-不能氧化Fe2+ ，则Ⅰ中还有可能是O2在正极得电子，Fe2+ 在负极被氧化，不能证明Ag+在正极发生反应，故不能说明Ag+的氧化性强于Fe3+ ，A错误；B项，由金属活动性顺序知，Fe2+ 不能氧化Ag，B错误；C项，若将银电极换成石墨电极，Ⅱ中Fe2+可能被O2氧化导致电流表指针向右偏转，也可能不偏转，C正确；D项，由A项分析，pH=5的环境下NO3-不能氧化Fe2+ ，D错误；故选C。 7、C 根据反应，Cu元素化合价升高，则Cu为负极，电极反应为Cu－2e-=Cu2+，则X为Cu棒，Ag电极为正极，电极反应为Ag++e-=Ag，则Y为AgNO3溶液。 A．由分析可知，X为铜棒，故A错误； B．由分析可知，电解质溶液为AgNO3溶液，故B错误； C．由分析可知，Ag为正极，电极的反应式为，故C正确； D．原电池中，电子由负极经导线流向正极，故子是从X电极流向Ag电极，故D错误； 故选C。 8、C A项，Zn作负极，电子由Zn极流向Cu极，错误；B项，Fe、Cu的活动性相差小，测得电流也小，错误；C项，X为Zn、Y为Cu，Cu作阳极，Cu被电解，质量减轻，C正确，D错误。 9、C 由图装置为原电池装置，锌比铜活泼，锌失去电子发生氧化反应为负极，铜极为正极，铜离子得到电子发生还原反应，总反应为Zn(s)+ Cu2+(aq)Zn2＋(aq)+Cu(s)。A项，由分析，装置为原电池装置，总反应为Zn(s)+ Cu2+(aq)Zn2＋(aq)+Cu(s)，结合已知反应，总反应：，反应能够自发进行的较为完全，则K1＞K2，故A正确；B项，原电池中阳离子向正极移动，故盐桥中K+向CuSO4溶液移动，故B正确；C项，把盐桥改为铜棒后，左侧装置为原电池装置、右侧装置为电解池装置，左侧锌为负极，左侧中铜棒为正极，空气中氧气在正极发生还原反应类似于吸氧腐蚀，电路中有电流，电流计会发生偏转，故C错误；D项，若向CuSO4溶液中加入适量CuSO4固体，铜离子、硫酸根离子浓度增大，反应速率加快、溶液导电能力增强，导致电流计偏转程度增大，故D正确；故选C。 10、C A项，氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物，实验1试管中加入淀粉后溶液变蓝，发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，证明该条件下氧化性：Fe3+>I2，故A正确；B项，钾离子和硝酸根不参与反应，实验2中的盐桥可用浸透KNO3溶液的脱脂棉填充，起导电平衡两侧电荷的作用，故B正确；C项，实验1反应结束后，向试管中加入K3[Fe(CN)6]只能判断该反应中有亚铁离子生成，要判断是否为可逆反应，还需检验溶液中是否有铁离子，故C错误；D项，若为可逆反应，当实验2电流表指针不再偏转时，向右侧烧杯中加入单质碘，碘单质的浓度增大，可逆反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2逆向移动，电流表指针会发生偏转；若不是可逆反应，电流表指针不会发生偏转，故实验2电流表指针不再偏转时，向右侧烧杯中加入单质碘可判断该反应是否为可逆反应，故D正确；故选C 11、B 首先判断这是一个原电池+电解池的组合装置： 甲池(Zn、ZnSO₄溶液)和乙池(Cu、CuSO₄溶液)通过盐桥构成原电池，Zn比Cu活泼，因此Zn是负极，发生氧化反应，Cu是正极，发生还原反应，上方的滤纸(饱和硫酸钠、酚酞溶液浸湿)构成电解池，a为阴极，b为阳极。A项，Zn是负极，发生氧化反应，A错误；B项，电子只能在导线中流动，不能在溶液(或滤纸的电解质中)流动，路径应为Zn→a、b→Cu，B正确；C项，盐桥中的K⁺会向正极(乙池)移动，甲池中c(K⁺)不会增大，C错误；D项，酚酞溶液遇到碱会变红色，a为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，阴极附近显碱性，可观察到滤纸a点变红色，D错误；故选B。 12、B 由甲可知Cd的活动性强于Co，由乙可知Co的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。 13、B 根据题意可知，氧化性MnO4-＞Fe3+，则在原电池反应中，乙烧杯中含有高锰酸钾，因此MnO4-在b电极得电子，b电极为正极，则溶液A含有Fe2+，Fe2+在a电极失电子，a电极为负极。A项，由分析可知，Fe2+在a电极失电子，则溶液A含有Fe2+，故A错误；B项，乙烧杯中(b电极)发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应式为MnO4- +8H＋＋5e-=4H2O+ Mn2+，故B正确；C项，根据分析可知，a电极为负极，b电极为正极，电流由正极沿导线流入负极，则电流从b经过外电路流向a，故C错误；D项，电池工作时，乙池消耗MnO4-、H+，阳离子消耗更多，则盐桥中K+移向乙池，甲池Fe2+失电子生成Fe3+，正电荷数增多，则盐桥中的SO42-移向甲烧杯，故D错误；故选B。 14、B A．水力发电是水的重力势能转化为电能，故A不符合题意； B．水果电池是将化学能转化为电能，故B符合题意； C．燃气燃烧是将化学能变为热能，故C不符合题意； D．电动车充电是将电能变为化学能，故D不符合题意。 综上所述，答案为B。 15、B A．溶液电解属于电解过程，该过程将电能转化为化学能，A错误；B．锌铜原电池属于原电池装置，工作时利用自发氧化还原反应将化学能转化为电能，B正确；C．外加电流法保护钢闸门利用电解池原理，该过程将电能转化为化学能，C错误；D．行驶中的燃油车将燃料的化学能主要转化为机械能（动能），D错误；故选B。 16、D A．能量转化为电能→化学能，A错误；B．最终转化为水的内能（热能），不存在题干所述转化路径，B错误；C．能量转化为机械能(风能)→电能，没有化学能转化为电能的步骤，C错误；D．车载电池放电时，先将化学能转化为电能，再通过电动机将电能转化为车辆行驶的机械能，转化过程正好为化学能→电能→机械能，D正确；故选D。 17、C A．燃烧推进剂使火箭升空涉及化学能转化为热能和光能，A错误；B．展开太阳翼获取持续电力涉及光能转化为电能，B错误；C．启动锂离子蓄电池为探测器供电涉及化学能转化为电能，C正确；D．电解水装置实现航天器中氧气再生涉及到的是电能转化为化学能，D错误；答案选C。 18、B A．锂离子电池主要将化学能转化为电能，故A错误；B．煤气灶通过燃料燃烧，主要将化学能转化为热能，故B正确；C．太阳能光伏将太阳能转化为电能，故C错误；D．电暖风扇将电能转化为热能和机械能，故D错误。故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $