第四章 第一節(jié) 第1課時(shí) 原電池的工作原理 測(cè)試題 2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理測(cè)試題榆次一中李金虎一、選擇題（本題共有15小題，每小題4分，共60分，每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）1．某同學(xué)根據(jù)離子反應(yīng)方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋來設(shè)計(jì)原電池。下列設(shè)計(jì)方案中可行的是()A．電極材料為Fe和Zn，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液B．電極材料為Fe和Cu，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液C．電極材料為Fe和石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl2溶液D．電極材料為石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液2．有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：實(shí)驗(yàn)裝置部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是()A．a(chǎn)>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a(chǎn)>b>d>c3．某同學(xué)用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有含KNO3飽和溶液的瓊膠)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，裝置示意圖如圖所示，下列判斷中正確的是()A．該原電池的工作原理是Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+B．實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池能繼續(xù)工作C．實(shí)驗(yàn)過程中，左側(cè)燒杯中NO3-的濃度不變D．實(shí)驗(yàn)過程中電子流向?yàn)镃u電極→Cu(NO3)2溶液→AgNO3溶液→Ag電極4．下列敘述正確的是()A．反應(yīng)AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以設(shè)計(jì)成原電池B．Zn和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入少量CuSO4溶液能加快產(chǎn)生H2的速率C．把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用導(dǎo)線把二者相連，觀察到Cu片上產(chǎn)生大量氣泡，說明Cu與H2SO4能發(fā)生反應(yīng)而Fe被鈍化D．Zn—Cu原電池工作過程中，溶液中H＋向負(fù)極作定向移動(dòng)5．如圖所示原電池的有關(guān)敘述不正確的是()A．電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片B．正極的電極反應(yīng)式是Ag＋＋e－=AgC．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)D．反應(yīng)時(shí)鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液6．堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。下列關(guān)于該電池的說法中正確的是()A．Zn為負(fù)極，MnO2為正極B．工作時(shí)KOH沒有發(fā)揮作用C．工作時(shí)電子由MnO2經(jīng)外電路流向ZnD．Zn發(fā)生還原反應(yīng)，MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)7．燃料電池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧氣或空氣起反應(yīng)，將此反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液。下列關(guān)于甲烷燃燒電池的說法不正確的是()A．負(fù)極反應(yīng)式為CH4＋10OH－＋8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2OB．正極反應(yīng)式為2O2＋4H2O＋8e－=8OH－C．隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變D．甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率大8．根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)=Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co2＋(aq)9．某位同學(xué)利用家中廢舊材料制作了一個(gè)可使玩具揚(yáng)聲器發(fā)出聲音的裝置，如圖所示。下列有關(guān)該電池工作時(shí)的說法錯(cuò)誤的是()A．鋁罐將逐漸被腐蝕B．電子流向?yàn)殇X制汽水罐→導(dǎo)線→揚(yáng)聲器→導(dǎo)線→木炭棒C．食鹽水中的Na＋向木炭棒移動(dòng)D．木炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑10．某興趣小組設(shè)計(jì)的水果電池裝置如圖所示。該電池工作時(shí),下列說法正確的是()A．銅片為負(fù)極B．鋅片發(fā)生還原反應(yīng)C．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片11．如圖是課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法錯(cuò)誤的是 ()A．銅片表面有氣泡生成B．如果將稀硫酸換成檸檬汁，導(dǎo)線中不會(huì)有電子流動(dòng)C．裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換D．如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變12．雌黃(As2S3)在我國古代常用作書寫涂改修正膠。濃硝酸氧化雌黃可制得硫黃，并生成砷酸和一種紅棕色氣體，利用此反應(yīng)原理設(shè)計(jì)成原電池，下列有關(guān)敘述正確的是()A．砷酸生成的電極為正極B．紅棕色氣體在該原電池的負(fù)極區(qū)生成并逸出C．該反應(yīng)的氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為12∶1D．該原電池的正極反應(yīng)式為NO3-＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O13．如圖所示原電池工作時(shí)，右池中Y2O72-轉(zhuǎn)化為Y3＋。下列敘述正確的是()A．左池中電極反應(yīng)式：X4＋＋2e－=X2＋B．每消耗1molY2O72-轉(zhuǎn)移3mol電子C．左池中陰離子數(shù)目增加D．改變右池溶液的c(H＋)，電流強(qiáng)度不變14．某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置(鹽橋中含有飽和K2SO4溶液)。下列說法正確的是 ()A．該原電池的正極反應(yīng)是Cu2++2e-=CuB．甲燒杯中溶液的紅色逐漸變淺C．鹽橋中的SO42-流向甲燒杯D．若將甲燒杯中的溶液換成稀硝酸，電流表指針反向偏轉(zhuǎn)15．如圖所示原電池的鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，電池工作一段時(shí)間后，甲燒杯中溶液顏色不斷變淺。下列敘述中正確的是()A．b極是電池的正極B．甲燒杯中K＋經(jīng)鹽橋流向乙燒杯C．甲燒杯中溶液的pH逐漸減小D．電池的總反應(yīng)離子方程式為MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O二、填空題（本題包括4個(gè)小題，共40分）16．(10分)由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置現(xiàn)象二價(jià)金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是。(3)裝置丙中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是。17．(10分)已知某原電池的電極反應(yīng)是Fe–2e?=Fe2+，Cu2++2e?=Cu，據(jù)此設(shè)計(jì)該原電池，并回答問題。（1）若原電池裝置為圖中甲：①電極材料A是，B是(寫名稱)。②觀察到A電極的現(xiàn)象是。（2）若原電池裝置為圖中乙：①電極材料X是(填序號(hào)，下同)。a．鐵b．銅c．石墨②電解質(zhì)Y是。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl218．(10分)有甲、乙兩位學(xué)生均想利用原電池反應(yīng)驗(yàn)證金屬的活動(dòng)性順序，并探究產(chǎn)物的有關(guān)性質(zhì)，分別設(shè)計(jì)了如下圖所示的原電池，請(qǐng)完成下列問題：(1)甲池中正極上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(2)乙池中總反應(yīng)的離子方程式為：。(3)上述實(shí)驗(yàn)證明了“利用金屬活動(dòng)性順序表直接判斷原電池的正負(fù)極”，這種做法________(填“可靠”或“不可靠”)，如不可靠，請(qǐng)你提出另一種判斷原電池正負(fù)極的可行的方案________________________。(若你認(rèn)為可靠，此空可不作答)(4)一段時(shí)間后，乙學(xué)生將乙池兩極取出，然后取少許乙池溶液逐滴滴加6mol/LH2SO4溶液直至過量，①可能觀察到的現(xiàn)象是________________________；②各階段對(duì)應(yīng)的離子方程式分別是________、________、________。19．(10分)某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol·L-1，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有含飽和K2SO4溶液的瓊膠?；卮鹣铝袉栴}:(1)此原電池的正極是石墨(填“a”或“b”)，發(fā)生反應(yīng)。

(2)電池工作時(shí),鹽橋中的SO42-移向(填“甲”或“乙”)燒杯。

(3)寫出兩燒杯中的電極反應(yīng)式：甲,

乙。

(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5mol·L-1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為mol。

1．答案：B解析：據(jù)反應(yīng)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋知，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的是Fe－2e－=Fe2＋，因此Fe作負(fù)極，正極應(yīng)是活潑性比Fe弱的金屬或碳棒，電解質(zhì)溶液應(yīng)是可溶性鐵鹽酸，B合適。2．答案：C解析：由第一個(gè)裝置可知a極溶解，故a極是負(fù)極，可知金屬活動(dòng)性a>b；第二個(gè)裝置依據(jù)氧化性，還原性的規(guī)律可知金屬活動(dòng)性b>c；由第三個(gè)裝置得金屬活動(dòng)性d>c；第四個(gè)裝置電子從d→a；故金屬活動(dòng)性d>a。3．答案：A解析：Cu電極為負(fù)極，Ag電極為正極，該原電池的工作原理是Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，A正確；實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，不能形成閉合回路，因此原電池不能繼續(xù)工作，B錯(cuò)誤，；實(shí)驗(yàn)過程中，鹽橋中的NO3-不斷向左側(cè)遷移，因此左側(cè)燒杯中NO3-的濃度增大，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過程中電子流向?yàn)镃u電極→導(dǎo)線→Ag電極，電子不能通過電解液，D錯(cuò)誤。4．答案：B解析：A項(xiàng)，屬于非氧化還原反應(yīng)，不能用于設(shè)計(jì)原電池；B項(xiàng)，鋅與置換出來的銅在電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電池，加快產(chǎn)生H2的速率；C項(xiàng)，Cu與稀H2SO4不反應(yīng)，F(xiàn)e在稀H2SO4中不發(fā)生鈍化；D項(xiàng)，H＋應(yīng)向原電池的正極作定向移動(dòng)。5．答案：D解析：A項(xiàng)，該裝置是原電池，銅作負(fù)極，銀作正極，電子從銅片沿導(dǎo)線流向銀片，正確；B項(xiàng)，正極電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，正確；C項(xiàng)，銅片上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銀片上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液以及鹽橋中的陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以反應(yīng)時(shí)鹽橋中的陽離子移向AgNO3溶液，錯(cuò)誤。6．答案：A解析：B項(xiàng)，KOH是電解質(zhì)，增強(qiáng)導(dǎo)電性，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，工作時(shí)電子從負(fù)極Zn流出，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，MnO2發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。7．答案：C解析：A、B兩項(xiàng)是正確的；綜合A、B兩項(xiàng)知C項(xiàng)不正確；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能是不可能全部轉(zhuǎn)化為功的，能量利用率不高，而電能轉(zhuǎn)化為功的效率要大得多，D項(xiàng)正確。8．答案：A解析：從兩個(gè)原電池的電極可以判斷出三種金屬的活動(dòng)性關(guān)系為：Cd>Co>Ag，則氧化性關(guān)系為：Cd2＋<Co2＋<Ag＋，根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律知A項(xiàng)錯(cuò)誤。9．答案：D解析：該原電池中鋁作負(fù)極被腐蝕，浸透食鹽水的木炭棒作正極，A正確；在外電路中，電子由鋁罐流出沿導(dǎo)線流向揚(yáng)聲器，再由揚(yáng)聲器沿導(dǎo)線流向木炭棒，B正確；食鹽水中的陽離子向正極移動(dòng)，即Na＋向木炭棒移動(dòng)，C正確；木炭棒為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，在中性環(huán)境下，發(fā)生吸氧腐蝕，即O2＋4e－＋2H2O=4OH－，D錯(cuò)誤。10．答案：D解析：電池工作時(shí)，Zn失去電子，為負(fù)極，A錯(cuò)誤；鋅是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C錯(cuò)誤；Zn為負(fù)極，電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，D正確。11．答案：B解析：銅片為正極，H+在其表面得到電子生成H2，其表面有氣泡生成，A正確；如果將稀硫酸換成檸檬汁，檸檬汁也有較強(qiáng)的酸性，仍能形成原電池，導(dǎo)線中也會(huì)有電子流動(dòng)，B錯(cuò)誤；該裝置屬于原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，LED燈發(fā)光時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為光能，存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換，C正確；如果將鋅片換成鐵片，鐵片仍為負(fù)極，電路中的電流方向不變，D正確。12．答案：D解析：A項(xiàng)，砷酸生成的電極為負(fù)極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NO2是還原產(chǎn)物，在正極區(qū)生成，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)電子守恒：n(氧)×1＝n(還)×10，故n(氧)∶n(還)＝10∶1，錯(cuò)誤。13．答案：C解析：本題考查原電池知識(shí)，意在考查考生對(duì)化學(xué)理論的應(yīng)用能力。原電池工作時(shí)，右池中Y2Oeq\o\al(2－,7)轉(zhuǎn)化為Y3＋，故右池中Y2O72-得電子，右池為正極區(qū)，左池為負(fù)極區(qū)。A項(xiàng)，左池中電極反應(yīng)式應(yīng)為X2＋－2e－=X4＋，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，每消耗1molY2O72-，應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陰離子向負(fù)極區(qū)(左池)移動(dòng)，左池陰離子數(shù)目增加，正確；D項(xiàng)，改變右池溶液的c(H＋)，電流強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，錯(cuò)誤。14．答案：B解析：該原電池反應(yīng)為Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，正極發(fā)生還原反應(yīng),為Fe3++e-=Fe2+，A錯(cuò)誤；甲燒杯中發(fā)生反應(yīng)Fe3++e-=Fe2+，則甲燒杯中溶液的紅色逐漸變淺，B正確；陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；若將甲燒杯中的溶液換成稀硝酸，Cu仍為負(fù)極，Pt仍為正極，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不變，D錯(cuò)誤。15．答案：D解析：由甲燒杯中溶液顏色不斷變淺，可知KMnO4中Mn元素的化合價(jià)降低，得到電子，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，失去電子，則b為負(fù)極，a為正極，所以總的電極反應(yīng)式為2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。由于Fe2＋在b電極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以b極是電池的負(fù)極，A錯(cuò)誤；K＋向正極移動(dòng)，所以K＋從鹽橋流向甲燒杯，B錯(cuò)誤；甲燒杯中a電極上MnOeq\o\al(－,4)獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，Mn元素的化合價(jià)降低，電極反應(yīng)為MnO4-＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，所以甲燒杯中溶液的pH逐漸增大，C錯(cuò)誤；由總的電極反應(yīng)式可知，反應(yīng)的離子方程式為MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，D正確。16．答案：(1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－eq\o(=,\s\up7())Cu(3)變大(4)D>A>B>C解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為正極，活動(dòng)性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負(fù)極，活動(dòng)性B>C；丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活動(dòng)性D>A，隨著H＋的消耗，pH變大。17．答案：（1）①銅(或石墨棒)鐵②有紅色物質(zhì)析出（或變粗）（2）①bc②bc解析：（1）結(jié)合氧化還原反應(yīng)的知識(shí)可知Fe?2e?=Fe2+是負(fù)極反應(yīng)，故Fe作負(fù)極，Cu2++2e?=Cu是正極反應(yīng)，故A應(yīng)是銅或石墨棒，現(xiàn)象是看到有紅色物質(zhì)析出，電極變粗。（2）不含鹽橋的原電池中正極材料是比負(fù)極金屬活潑性差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?，故此時(shí)正極是銅或石墨，但負(fù)極只能是鐵，電解質(zhì)溶液是含不活潑金屬離子的鹽溶液，可為硫酸銅、氯化銅或硝酸銅。18．答案：(1)電極上產(chǎn)生氣泡(2)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)不可靠將兩種金屬電極