1、第一章化学反应与能量转化第二节化学能转化为电能-电池（四）20212022学年高二化学同步练习鲁教版（2019）选择性必修1一、单选题，共15小题1关于如图所示装置(假设溶液体积不变),下列叙述正确的是A锌片逐渐溶解B反应一段时间后,溶液逐渐变为蓝色C电子由铜片通过电解质溶液流向锌片D该装置能将电能转化为化学能2锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是A锌电极上发生的反应：Zn 2e- =Zn2+B电流从锌片流向铜片C盐桥中 K+向负极移动D铜电极上发生氧化反应3铝空气海水电池常用在海上浮标等辅助设备中，其示意图如图所示。电池反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，电池工作时，下列说
2、法正确的是A金属铝发生还原反应B电子从石墨电极经导线流向铝电极C海水作为电解质溶液DO2在金属铝电极处得到电子4变黑的银器可根据电化学原理进行翻新，其方法如下：在铝制容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后黑色会褪去，该反应的化学方程式为：2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+3H2S+2Al(OH)3。下列关于说法正确的是()A正极反应式：Al3e+3H2O=Al(OH)3+3H+B放电过程中，Cl向正极移动C每转移0.2mol电子，理论上生成0.1molH2S气体D处理过程中银器一直保持恒重5下列各组溶液中，各组内离子可能大量共存的有A含大量Ba2的溶液中：HCO3、Fe
3、3、Ag、SO42、SCNB加入铝粉后产生氢气的溶液中：NH4、Na、NO3、Cl、S2C滴加无色酚酞试液后仍无色的溶液中：Na、CO32、K、Cl、AlO2D由水电离的c(OH)1014molL1的溶液中：CH3COO、C6H5O、Na、K6碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH。下列说法错误的是A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g7某蓄电池反应式为Fe+N
4、i2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列推断中正确的是放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极 充电时，阴极上的电极反应式是Ni(OH)22e-=Fe +2OH- 充电时，阳极附近pH降低 蓄电池的电极必须是浸在某碱性溶液中A B C D8原电池的正负极不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，则下列说法正确的是AMg、Al、稀硫酸组成的原电池，负极的电极反应式为BMg、Al、NaOH溶液组成的原电池，负极的电极反应式为C由Fe、Cu、硫酸铜溶液组成的原电池，负极的电极反应式为D由Fe、Cu、溶液组成的原电池，负极的电极反应式为9按图1所示装置进行实验，若图2中x轴表示流入正
5、极的电子的物质的量，则y轴可以表示 c(Ag+) c(NO3-) a棒的质量 b棒的质量 溶液的质量A仅B仅C仅D仅10关于如图所示装置的说法中，不正确的是A铜片上发生氧化反应B电子由锌片通过导线流向铜片C该装置能将化学能转化为电能D锌片是该装置的负极，该电极反应为Zn2e=Zn2+11有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增加c极有气体产生，b极无变化d极溶解，c极有气体产生电流计指示，导线中电流从d极流向a极AbcdaBadcbCdabcDabdc12下列不属于化学电源的是A干电池B锂电池
6、C太阳能电池D铅蓄电池13关于如图所示的铜锌原电池装置，叙述正确的是AZn做正极被氧化BZn做负极被还原C铜做正极， 电极上发生还原反应D铜做正极，电极上发生氧化反应14如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是（ ）Zn为正极，Cu为负极H+向正极移动电子流动方向，从Zn经外电路流向CuCu极上有H2产生若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol正极的电极反应式为：Zn2e-=Zn2+ABCD15我国科学家构建直接异质结和间接异质结构系统，实现还原和氧化。有关该过程的叙述正确的是A只涉及太阳能转化为化学能B金属Pt表面的反应为
7、：C作为氧化还原协同电对，可以换成D总反应为：二、非选择题，共5小题16（1）实事证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_。AC(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H0BNaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1) H0C2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) H0（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极反应的电极反应式为_。（3）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与下图中电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则： 若X和Y均为惰性电极，a为CuSO4溶
8、液则阳极的电极反应式为_ ，电解时的化学反应方程式为_ ，通过一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_。若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为_若用此装置电解精炼铜，_做阳极，电解液CuSO4的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”)。若用此装置在铁制品上镀铜，铁制品做_，电镀液的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”)。17航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应都表示为2H2+O22H2O。酸式氢氧燃料电池的电解质
9、溶液是酸溶液，其负极反应可表示为2H24e4H+，则其正极反应表示为_；碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是碱溶液，其正极反应表示为O2+2H2O+4e4OH，则其负极反应可表示为_。18美国圣路易斯大学研制新型的乙醇燃料电池，用质子(H+)溶剂，在200 左右供电。电池总反应为C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，如图是该电池的示意图，回答以下问题(1)该电池的正极为_(“a”或“b”)，(2)电池正极的电极反应为 _；负极的电极反应为_。(3)电池工作时，1 mol乙醇被氧化时,有_mol电子转移；(4)电池工作一段时间后，a极附近溶液的pH_(“增大”或“减小”)19已知，图1是根据该反应
10、设计的原电池。甲烷、空气(或氧气)与溶液可构成燃料电池，如图2所示。回答下列问题：(1)的成分是_(填化学式)，该原电池始工作时移向正极的离子是_(填离子符号)，负极的电极反应式为_，不可能是_(填字母)。ABC石墨D铂(2)图2中能量转化形式为_，负极上通入的气体是_。20如图所示，某同学设计一个甲醚燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：（1）写出负极的电极反应式_。（2）铁电极为_（填“阳极”或“阴极”），石墨电极（C）的电极反应式为_。（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_（填“增大”、“ 减小
11、”或“不变”）。（4）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则丙装置中阴极析出铜的质量为_。假设乙装置中氯化钠溶液足够多，若在标准状况下，有224mL氧气参加反应，则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将_（填“增大”、“减小”或“不变”），且变化了_克。（5）若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换，其他装置不变，此时乙装置中发生的总反应式为_。参考答案1A【解析】A该原电池中，锌作负极，铜作正极，锌失电子生成锌离子进入溶液，导致锌逐渐减少，A正确。B. 该原电池中，负极上锌失电子生成锌离子进入溶液，锌离子无色，正极上氢离子得电子生成氢气，溶液中没有铜离子产生，所以溶液不变蓝色，B错误；C. 锌
12、作负极，铜作正极，电子从锌极沿导线流向铜极，C错误；D. 该装置是原电池，能将化学能转化为电能，D错误。答案选A.点睛：原电池中，电子由负极经导线流向正极，电子不能在水溶液中移动。2A【详解】A. 锌是负极，锌电极上发生的反应：Zn 2e- =Zn2+，故A正确；B. 电流从铜片流向锌片，故B错误C. 盐桥中 K+向正极移动，故C错误；D. 铜电极上铜离子得电子，发生还原反应，故D错误；故选A。3C【分析】根据电池总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3，则金属铝作原电池的负极，失去电子生成氢氧化铝，石墨作原电池的正极，O2在该极得到电子，根据原电池的工作原理分析解答。【详解】A根据
13、上述反应和分析可知，Al作原电池的负极，失去电子，发生的是氧化反应，A错误；B电子从原电池的负极经过外电路流向正极，该反应中，电子从铝电极经导线流向石墨电极，B错误；C根据上述装置可知，海水可导电，作为电解质溶液与两电极和导线构成原电池，C正确；DO2在石墨电极（正极）处得到电子，D错误；故选C。4C【分析】根据电池反应式知，Al元素化合价由0价变为+3价，Al失电子发生氧化反应而作负极，Ag元素化合价由+1价变为0价，所以Ag是正极，负极反应式为Al3e+3H2O=Al(OH)3+3H+，正极反应式为3Ag2S+6H+6e6Ag+3H2S。【详解】A.负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发
14、生还原反应，负极反应式为Al3e+3H2O=Al(OH)3+3H+，正极反应式为3Ag2S+6H+6e6Ag+3H2S，故A错误；B.放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，所以氯离子向负极移动，故B错误；C.2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+3H2S+2Al(OH)3中每生成3mol硫化氢转移电子6mol，则每转移0.2mol电子，理论上生成0.1molH2S气体，故C正确；D.处理过程中硫化银转化为Ag，所以银器质量会减小，故D错误；故选：C。5D【解析】【分析】离子彼此间不反应，且在指定溶液中能存在，即能大量共存。【详解】A. HCO3与Fe3双水解反应完全，Fe3与
15、SCN反应生成血红色Fe(SCN)2等，Ba2、Ag与SO42生成难溶或微溶物，A项错误；B. 加入铝粉后产生氢气的溶液可能呈强酸性或强碱性。若酸性，NO3氧化S2，且S2不能存在。若碱性NH4与OH-反应，B项错误；C. 滴加无色酚酞试液后仍无色的溶液pH8.2，而CO32、AlO2只能存在于强碱性溶液中，C项错误；D. 水电离的c(OH)1014molL1的溶液，pH=0或14。当pH=0时，CH3COO、C6H5O与H+不能大量共存；当pH=14时，能大量共存，D项正确。本题选D。6C【详解】A电池工作时，锌作负极，失去电子，发生氧化反应，A说法正确；B电池正极MnO2得电子生成MnOO
16、H，电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-，B说法正确；C电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，C说法不正确；D外电路中每通过0.2 mol电子，理论上锌减少0.1mol，质量为6.5 g，D说法正确；答案为C。7D【解析】由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，即正极为Ni2O3、负极为Fe，故错误；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-，故正确；充电时，阴极发生Fe(OH)2+2e-=Fe+
17、2OH-，阳极发生2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O，Ni(OH)2做阳极，阳极附近pH降低，故正确；根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极，发生氧化反应，为还原剂，失电子生成Fe2+，碱性电解质中最终生成Fe(OH)2，所以电解质溶液是碱，故正确；故选D。点睛：根据电池的总反应：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极，发生氧化反应，为还原剂，失电子生成Fe2+，最终生成Fe(OH)2，Ni2O3作正极，发生还原反应，为氧化剂，得电子，最终生成N
18、i(OH)2，电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe(OH)2，则充电时，阴极发生Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-，阴极附近溶液的pH升高，电池充电时，阳极发生2Ni(OH)2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O。8B【详解】AMg、Al、稀硫酸组成的原电池，Mg作负极，电极反应式为，故A错误；B由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极，负极的电极反应式为，故B正确；C由Fe、Cu硫酸铜溶液组成的原电池，Fe作负极，电极反应式为，故C错误；D该原电池中，Fe易失去电子而作负极，Cu作正极，负极的电极反应式为，故D错误。故选B。9B【分析】图1装置形成原电
19、池，Fe为负极，负极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+，Ag为正极，正极发生的反应为：Ag+e-=Ag，总反应为：Fe+2Ag+=Fe2+2Ag，据此解答。【详解】由Ag+e-=Ag可知，随着流入正极的电子增多，c(Ag+)减小，满足；由总反应可知，NO3-没参与反应，随着流入正极的电子增多，c(NO3-)不变，不满足； a棒是Fe，随着流入正极的电子增多，Fe失电子的物质的量也增多，由Fe-2e-=Fe2+可知，Fe失电子的物质的量增多，Fe的质量减小，满足； 由Ag+e-=Ag可知，随着流入正极的电子增多，产生的Ag的质量增大，Ag棒质量增大，不满足； 由总反应Fe+2Ag+=Fe2+2
20、Ag可知，随着反应的进行，溶液的质量减小(2Ag+Fe2+)，满足；综上所述，满足图像，B符合题意。答案选B。10A【详解】Zn-Cu-稀硫酸原电池，发生的是将化学能转化为电能，其中铜为正极，发生还原反应，电子由锌片经外电路流向铜片，负极上发生的电极反应为Zn2e-=Zn2+，故选项A不正确。11B【详解】a极质量减小，b极质量增加，则表明a极金属失电子作负极，溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极，金属活动性ab；c极有气体产生，b极无变化，则表明c极金属能与H+发生置换反应，而b极不能，金属活动性cb；d极溶解，c极有气体产生，则d极为负极，c极为正极，金属活动性dc；电流计指示，
21、导线中电流从d极流向a极，则a极为负极，d极为正极，金属活动性ad；综合以上分析，金属活动性adcb，B满足题意。故选B。12C【分析】化学电源又称电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。【详解】A. 干电池，大多为一次电池，属于化学电源；B. 锂电池，通常为二次电池，属于化学电源；C. 太阳能电池，将太阳能直接转化为电能，不需发生化学反应，不属于化学电源；D. 铅蓄电池，为二次电池，属于化学电源。答案为C。13C【分析】原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，结合原电池的组成分析解答。【详解】A. 金属性锌强于铜，则Zn
22、做负极被氧化，铜做正极，溶液中的氢离子得到电子被还原，A错误；B. Zn做负极被氧化，B错误；C. 铜做正极，溶液中的氢离子得到电子被还原，电极上发生还原反应，C正确；D. 铜做正极，电极上发生还原反应，D错误。答案选C。14B【分析】根据图示，是Zn和Cu形成的原电池，原电池中活泼电极作负极，则Zn作负极，电极反应为：Zn2e-=Zn2+；Cu作正极，电极反应为：2H+2e=H2，据此分析解答；【详解】一般情况下，原电池中活泼金属作负极，则Zn作负极，故错误；原电池中，阳离子向正极移动，则H+向正极移动，故正确原电池中，电子经外电路由负极流动方向正极，该原电池中Zn作负极，铜作正极，则电子从
23、Zn经外电路流向Cu，故正确；H+向正极移动，在正极上得到电子变为氢气，则Cu电极上发生2H+2e=H2，故正确；由正极反应：2H+2e=H2可知，有1mol电子流向导线，则产生氢气0.5mol，故正确；根据分析，正极的电极反应式为：2H+2e=H2，负极电极反应为：Zn2e-=Zn2+，故错误；描述合理正确的是，答案选B。15A【详解】A由反应机理图可知只涉及太阳能转化为化学能，A正确；B金属Pt表面的反应为：，B错误；C由于是阳离子交换膜，不可以换成，C错误；D总反应为：，D错误；答案选A。16C 0.4mol 粗铜 减小 阴极 不变 【详解】(1)能设计成原电池的反应必须是放热反应，同时
24、必须是氧化还原反应，A该反应是氧化还原反应但属于吸热反应，故A错误；B该反应不是氧化还原反应，故B错误；C该反应是氧化还原反应且为放热反应，故C正确；故答案为：C； (2) 燃料电池中，负极上投放燃料，正极上投放氧化剂，负极上氢气失电子生成H+，H+与OH-结合生成水，负极的电极反应式为：，故答案为：。(3) 电解硫酸铜溶液时，阳极上生成氧气，阴极上生成铜，同时溶液中生成硫酸，所以电池反应式为：，根据铜原子守恒知，氧化铜和铜的比是1：1，所以0.2molCuO能生成0.2mol铜，转移电子的物质的量=0.2mol2=0.4mol，故答案为：；0.4mol；若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO4
25、溶液，Y电极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为C u-2e-=Cu2+，故答案为：Cu-2e-=Cu2+；电极精炼铜是粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，粗铜中含有的杂质金属铁、镍、锌等电解过程中也会失电子，所以电解质溶液中铜离子浓度减小，故答案为：粗铜；减小；若用此装置在铁制品上镀铜，依据电镀原理，镀层金属铜做电解池的阳极，待镀物质铁做阴极，电解质溶液是含镀层金属离子铜离子的溶液，阳极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+；阴极电极反应为：Cu2+2e-=Cu，反应电解质溶液浓度基本不变，故答案为：阴极；不变。17O2+4H+4e=2H2O 2H2+4OH4e=4H2O 【详
26、解】氢氧燃料电池总反应都表示为2H2+O22H2O，据此分析可知，氢气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应；酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是酸溶液，溶液显酸性，因此正极反应应表示为O2+4H+4e2H2O；同理可得出碱式氢氧燃料电池的负极反应式为2H2+4OH4e4H2O。18b 4H+O2+4e-2H2O C2H5OH+3H2O-12e-2CO2+12H+ 12 减小 【分析】由质子的移动方向可知a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO2和H+，电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-2CO2+12H+，b为正极，发生还原反应，电极方程式为4H+O2+4e-2H2
27、O，以此解答该题。【详解】(1)由分析可知，b为正极，故答案为：b；(2)电池正极氧气得电子生成水，电极反应为：4H+O2+4e-2H2O；a为负极，a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO2和H+，电极方程式为：C2H5OH+3H2O-12e-2CO2+12H+，故答案为：4H+O2+4e-2H2O；C2H5OH+3H2O-12e-2CO2+12H+；(3)乙醇中C元素的化合价为-2价，被氧化后升高到+4价，则电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故答案为：12；(4)a极附近发生电极反应C2H5OH+3H2O-12e-2CO2+12H+，氢离子浓度增大，pH减小
28、，故答案为：减小。19FeCl3 Fe3+ Cu-2e- = Cu2+； B 化学能变为电能 甲烷 【分析】(1)根据反应方程式，铜失电子发生氧化反应，铜是负极；Fe3+得电子发生还原反应，Fe3+在正极发生反应；(2)图2是燃料电池，负极失电子发生氧化反应；【详解】(1)根据反应方程式，Fe3+得电子发生还原反应，Fe3+在正极发生反应，电解质Y是FeCl3；原电池中阳离子移向正极，该电池工作时移向正极的离子是Fe3+，负极铜失电子生成铜离子，负极的电极反应式为Cu-2e- = Cu2+，铜是负极，是正极，正极活泼性小于负极，X不可能是，选B；(2)图2是燃料电池，能量转化形式为化学能变为电
29、能，负极失电子发生氧化反应，负极上通入的气体是甲烷。【点睛】本题考查原电池原理，明确负极失电子发生氧化反应、正极得电子发生还原反应，阳离子移向正极、阴离子移向负极，负极的活泼性大于正极，电子由负极经导线流向正极。20CH3OCH312e+ 16OH= 2CO32+ 11H2O 阴极 2Cl2e=Cl2 减小 12.8 增大 0.88 Fe+2H2OFe(OH)2+H2 【详解】（1）燃料电池中通入氧化剂氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，负极上燃料失电子和氢氧根离子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OCH3 - 12e- + 16OH- = 2CO32+ 11H2O；（
30、2）铁电极连接原电池负极而作电解池阴极，碳作阳极，电解氯化钠饱和溶液时，阳极上氯离子放电，电极反应式为2Cl-2e-=Cl2；（3）丙装置中，阳极上金属失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子生成铜，根据转移电子守恒，阳极上铜消耗的质量小于阴极上析出铜的质量，所以溶液中硫酸铜浓度减小；（4）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，转移电子4=0.4mol，则丙装置中阴极上铜离子得电子生成铜单质，析出铜的质量=64g/mol=12.8g，根据串联电池中转移电子数相等得氧气、氢气的关系式为：O22H2，则生成氢气的物质的量是2=0.2mol，所以消耗0.022=0.04mol氢离子，则乙装置中阳离子交换膜右侧进入左侧的钠离子也为0.04mol，所以乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将增大0.04mol23g/mol-0.04mol1g/mol0.88g；（5）若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换，其他装置不变，则阳极上铁失电子发生氧化反应，阴极上氢离子放电生成氢气，所以电池反应式为Fe+2H2OFe(OH)2+H2。点睛：本题考查了原电池和电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键。注意如果电解池阳极是活泼金属，则阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子，为易错点。另外有关计算需要利用好电子得失守恒，解题方法如下：。
