高中化学人教版 (2019)选择性必修1原电池课后作业题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1原电池课后作业题，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.电池对环境的污染目前还没有被人们充分的认识到,下列有关电池污染及回收的有关叙述正确的是( )
A.电池一般比较小,即使埋到土壤中也不会造成太大危害
B.废旧电池可以直接通过燃烧的方式销毁
C.电池不仅污染土壤,也污染地下水
D.电池回收的主要目的是为了提取里面的银、汞等金属
2.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+2Fe3+Zn2++2Fe2+,该反应的原电池的组成正确的是( )
3.图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示( )
A.锌棒的质量B.c(Zn2+)
C.pHD.c(SO42−)
4.某化学兴趣小组为了探究电极材料在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
下列说法不正确的是( )
A.实验1中Al电极作正极
B.实验3中“电流表指针偏转方向”为偏向Al
C.实验2中电解质溶液中H+移向Cu电极
D.实验3中Al电极的电极方程式:Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-
5.下面是几种常见的化学电源示意图。有关说法错误的是( )
A.上述电源分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏
C.铅蓄电池中每通过2 ml e-,负极减轻207 g
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
6.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.该电池放电时电子从Pt2电极经过外电路流向Pt1电极
B.Pt1电极是正极
C.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-+4H+2H2O
D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为1∶2
7.科学家研发了一种可植入体内的燃料电池,血糖(葡萄糖)过高时会激活电池产生电能,刺激人工模拟胰岛B细胞释放胰岛素,降低血糖水平。电池工作原理的模拟装置如图(G—CHO代表葡萄糖)。下列说法错误的是( )
A.血糖正常时,该燃料电池不工作
B.电池工作时,化学能转化为电能
C.外电路中电流的方向:纳米Cu(2)电极→胰岛B细胞→纳米Cu(1)电极
D.放电时纳米Cu(2)电极发生的反应为G—CHO+H2O-2e-G—COOH+2H+
8.我国科技工作者设计工作原理如图所示的方案,实现对废水中有机物的无害化处理。下列说法错误的是( )
A.工作时将化学能转化为电能
B.N极上的电极反应为CrO42−+3e-+4H2OCr(OH)3↓+5OH-
C.工作中Ⅰ区电解质溶液pH会增大
D.工作时,Ⅱ区溶液中n(Na+)、n(Cl-)会减小
二、非选择题
9.(12分)某实验探究小组制作苹果电池,并进行相关实验。
①按照图甲所示,连接好铁钉、铜钉、导线和耳机,且断开开关K。
②将铁钉、铜钉插入苹果中的不同位置,戴上耳机,再将开关K不断地合上、断开,可听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音。
③按照图乙所示,将电池与耳机连在一起,也将开关K不断地合上、断开,也可听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音。
请回答下列问题:
(1)第②步操作中出现“嚓、嚓、嚓……”的声音的原因是 。
(2)假设苹果中的电解液是酸溶液(可简单用H+表示),则负极反应式为 ;正极反应式为 。
(3)第③步操作的目的是 。
(4)若第②步操作中铁钉、铜钉相互接触,则 (填“能”或“不能”)听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音,原因是 。
10.(15分)为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择 作为电解质。
(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入 电极溶液中,电池工作过程中左边电解质溶液质量增加,右边电解质溶液质量 。(填“增大”“不变”或“减小”)
(3)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 ml·L-1。石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)= 。
(4)根据(2)、(3)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 ,铁电极的电极反应式为 。
(5)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 。
第10周·周末作业
1.选C 电池含有重金属,埋到土壤中会造成土壤、水体污染,故A错误;废旧电池燃烧污染环境,一般通过回收集中处理,故B错误;废旧电池中的重金属元素会通过渗液污染土壤和地下水,故C正确;电池回收的主要目的是防止污染环境,故D错误。
2.选D 根据总反应,锌发生氧化反应,所以锌是负极;Fe3+发生还原反应,说明含有Fe3+的盐溶液是电解质,故D正确。
3.选A 在铜锌原电池图1中,Zn为负极,发生反应Zn-2e-Zn2+;Cu为正极,发生反应2H++2e-H2↑。随着流入正极电子物质的量增多,即锌棒不断溶解,锌棒质量不断减小,与图2曲线变化相符,A正确;因为Zn-2e-Zn2+,随着流入正极电子物质的量增多,反应生成的Zn2+增多,c(Zn2+)应增大,与图2曲线变化不符,B错误;由于正极反应消耗H+,随着流入正极电子物质的量增多,溶液中c(H+)减小,pH应增大,与图2曲线变化不符,C错误;SO42−不参与原电池反应,其浓度不变,与图2曲线变化不符,D错误。
4.选B 金属与酸构成的原电池中,活泼金属作负极,则实验1中Mg的活动性大于Al,Mg电极作负极:Mg-2e-Mg2+,Al电极作正极2H++2e-H2↑,故A正确;实验3中发生2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,所以铝是负极,根据实验1和2可知,电流表偏向正极,所以实验3中“电流表指针偏转方向”为偏向石墨,故B错误;金属与酸构成的原电池中,活泼金属作负极,则实验2中Al的活动性大于Cu,Cu电极作正极,实验2中电解质溶液中H+移向Cu电极,故C正确;根据选项B的分析,可知实验3中Al为负极,电极的电极方程式:Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-,故D正确。
5.选C 由装置可知三种电源分别为一次电池、二次电池和燃料电池,故A正确;干电池中Zn作负极,失电子,逐渐溶解,因此长时间使用后,锌筒被破坏,故B正确;铅蓄电池负极反应为Pb-2e-+SO42−PbSO4,每通过2 ml e-,负极增重96 g,故C错误;氢氧燃料电池总反应为2H2+O22H2O,产物无污染,且能量转化率高,是一种具有应用前景的绿色电源,故D正确。
6.选C 该电池为原电池,Pt1电极上二氧化硫失电子生成硫酸,Pt1是负极,电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++SO42−;Pt2电极上氧气得电子生成水,Pt2是正极,电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。电池总反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4。Pt1是负极、Pt2是正极,该电池放电时电子从负极经外电路流向正极,故电子从Pt1电极经过外电路流向Pt2电极,A、B错误;Pt2是正极,Pt2电极氧气得电子生成水,电极反应为O2+4e-+4H+2H2O,C正确;总反应为二氧化硫和氧气、水反应生成硫酸,反应方程式为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1,D错误。
7.选C 燃料电池通入氧化剂的电极为正极,氧气发生还原反应生成水,纳米Cu(2)为负极,G—CHO被氧化为G—COOH,电极反应式:G—CHO+H2O-2e-G—COOH+2H+。血糖(葡萄糖)过高时会激活电池产生电能,血糖正常时,该燃料电池不工作,故A正确;电池工作时,化学能转化为电能,故B正确;外电路中电流的方向是从正极流向负极,故外电路中电流流向:Cu(1)极→胰岛B细胞→Cu(2)极,故C错误;负极附近G-CHO被氧化,放电时纳米Cu(2)电极发生的反应为G—CHO+H2O-2e-G—COOH+2H+,故D正确。
8.选C 由图可知,外电路接有用电器,此装置应该是原电池,所以它是将化学能转化为电能的装置,故A正确;N极上CrO42−转化为Cr(OH)3,Cr的化合价从+6价转化为+3价,得到3e-,所以Ⅲ区是正极,根据电荷守恒原则,产物产生OH-,故B正确;Ⅰ区的有机物转化为二氧化碳,碳元素化合价升高,一定是负极,失去电子,生成H+,pH降低,故C错误;工作时,Ⅰ区产生H+,Ⅲ区产生OH-,为平衡两边电荷,Ⅱ区的钠离子和氯离子分别移向Ⅲ区和Ⅰ区,故D正确。
9.解析:(1)苹果、导线、铁钉、铜钉、耳机形成原电池,电路中有电流通过。
(2)铁做负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+,铜作正极,苹果中的电解液是酸溶液,电极反应式为2H++2e-H2↑。
(3)图乙装置可以和图甲作对比,通过出现相同现象证明甲中形成原电池。
(4)若第②步操作中铁钉、铜钉相互接触,相当于电池的正负极直接接触,造成短路,外电路中无电流通过,不能听到耳机中“嚓、嚓、嚓……”的声音。
答案:(1)苹果、导线、铁钉、铜钉、耳机形成的闭合回路中有电流通过
(2)Fe-2e-Fe2+ 2H++2e-H2↑
(3)使图甲、图乙装置形成对比
(4)不能 铁钉和铜钉相互接触,造成短路现象
10.解析:铁电极反应为Fe-2e-Fe2+,石墨电极反应Fe3++e-Fe2+。
(1)盐桥是双液原电池中保证电路通路的装置,盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,Li+、Na+、Ca2+和K+在溶液中相对稳定,不会与溶液中的物质发生化学反应,但HCO3−能与Fe2+反应生成FeCO3,SO42−与Li+、Na+、Ca2+和K+的电迁移率相差较大,且CaSO4微溶,则阴离子应该选择Cl-,与Cl-电迁移率尽可能相近的为K+。
(2)石墨为原电池的正极,铁电极为负极,原电池内部阴离子移向负极,即盐桥中的阴离子向铁电极作定向移动,进入铁电极溶液中,盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中,铁电极反应为Fe-2e-Fe2+,电池工作过程中左边电解质溶液质量增加,石墨电极反应Fe3++e-Fe2+,右边电解质溶液质量不变。
(3)铁电极反应为Fe-2e-Fe2+,石墨电极反应Fe3++e-Fe2+,铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 ml·L-1,根据电荷守恒可知,则石墨电极溶液中c(Fe2+)增加了0.04 ml·L-1,原溶液中c(Fe2+)为0.05 ml·L-1,则石墨电极溶液中c(Fe2+)=0.04 ml·L-1+0.05 ml·L-1=0.09 ml·L-1。
(4)根据(2)、(3)实验结果,石墨电极为正极,电极反应为Fe3++e-Fe2+,铁电极为负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+。
(5)铁电极表面活化是少量Fe3+与铁电极表面的Fe反应,当活化反应完成时Fe3+消耗完全,所以检验活化反应是否完成,只需要检验溶液中是否还含有Fe3+即可,方法是:取少量活化液,加入洁净的试管中,向其中加入几滴KSCN溶液,若溶液不变红,说明活化已经完成。
答案:(1)KCl (2)石墨 不变
(3)0.09 ml·L-1
(4)Fe3++e-Fe2+ Fe-2e-Fe2+
(5)取少量活化液,加入洁净的试管中,向其中加入几滴KSCN溶液,看是否变红,若不变红,说明已经活化完成
A
B
C
D
正极
Zn
Ag
Cu
Cu
负极
Cu
Cu
Zn
Zn
电解质溶液
FeCl3
H2SO4
CuSO4
FeCl3
实验编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、石墨
NaOH溶液
阳离子
Li+
Na+
Ca2+
K+
u∞×108/(m2·s-1·V-1)
4.07
5.19
6.59
7.62
阴离子
HCO3−
NO3−
Cl-
SO42−
u∞×108/(m2·s-1·V-1)
4.61
7.40
7.91
8.27