2024-2025学年高一化学苏教版必修二课时作业 化学能与电能的转化
一、单选题
1．下列装置能形成原电池的是( )
A. B. C. D.
2．下列关于如图所示原电池装置的叙述中，正确的是( )
A.电子的流动方向：锌片→电解质溶液→铜片
B.Zn上发生的是还原反应，Cu上发生的是氧化反应
C.移向Cu电极，Cu电极上有氢气产生
D.该装置将化学能转化为电能
3．结合下图判断，下列叙述正确的是( )
A.I和II中正极材料均未被腐蚀
B.I和II中负极反应均是
C.I和II中正极反应均是
D.I和II电解质溶液中的阳离子均向负极作定向移动
4．一种基于原电池原理的氧气传感器可用于测定样气中氧气的含量，其装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.铅电极为正极
B.银电极上发生的反应为
C.电子由铅电极经过KOH溶液流向银电极
D.工作过程中，传感器的质量不变
5．利用如图装置，工业上燃料燃烧产生的废气可与协同转化为重要的化工原料。下列说法不正确的是( )
A.电极A为负极，X为阴离子交换膜
B.电极B上发生的电极反应为：
C.电池工作时，消耗、物质的量之比为1：1
D.电池工作段时间后，右室中电解质溶液的pH无明显变化
6．燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水，原理的示意图如下（忽略溶液体积的变化）。
注：质子交换膜只允许通过。
下列说法不正确的是( )
A.通过质子交换膜向a极室迁移
B.工作一段时间后，a极室中减小
C.电极b的电极反应：
D.电池的总反应：
7．盐酸酸洗钢材的废液中含有大量的盐酸、。研究人员利用如图装置可将部分铁元素在a极区转化为沉淀，实现资源和能源的再利用。下列说法不正确的是( )
A.电子由b极流向a极
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.该装置实现了化学能向电能转化
D.a极可发生电极反应：
8．贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分（如电解质溶液）与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列说法错误的是( )
A.电池放电时由正极向负极迁移
B.正极反应为
C.负极会发生副反应：
D.若将镁换成锌，同样可以构成贮备电池
9．微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.工作时，a极发生还原反应，电子从b极流向a极
B.若有机物为，则a极的电极反应式为
C.在标准状况下，b极上消耗气体，则通过M膜的离子的物质的量为
D.N膜为阳离子交换膜，脱盐室最终可得到淡盐水
10．某原电池装置的总反应为，下列说法正确的是( )
A.电池工作时正极上发生氧化反应 B.装置工作时，溶液中的向负极移动
C.可改用Fe做电极材料 D.装置工作时每转移1mol电子，将消耗64gCu
二、填空题
11．我国科研团队首次在月球上发现的新矿物命名为“嫦娥石”，嫦娥石的一种伴生矿物为方石英，其晶体结构和金刚石相似，嫦娥石的另一种伴生矿物为陨硫铁，主要成分为FeS， FeS可用于制备净水剂。
已知：①
②
③
④
（1）FeS煅烧可生成和，该反应的热化学方程式为__________________。
（2）在一密闭容器中加入一定量的，只发生反应：，下列指施能提高平衡转化率的是______（填标号）。
A.加入
B.使液化并及时分离
C.选择合适的催化剂并加入
D.保持压强不变充入氦气
（3）温度为，压强为时，在体积可变的密闭容器中加入一定量的固体，只发生反应：，达到平衡后，的物质的量为0.1 mol，此时压强平衡常数_______（列出计算式）。[提示：用分压计算的平衡常数为，分压=总压×气体物质的量分数]保持温度和压强不变，向容器中充入Ar，随着通入Ar的量增大，的量增大的原因是____________。若测得平衡状态下与的关系如图甲所示，为0.1 mol时，的物质的量为____________。
（4）嫦娥石中的阴离子结构单元为，的VSEPR模型名称为______。采用新型电池作为动力的汽车有极好的加速性能，这种电池中的铁元素与嫦娥石阴离子中铁元素价态_____（填“相同”或“不同”）。新型磷酸铁锂电池广泛应用于移动电源、电动汽车等领域，放电时正极材料为，写出该电池放电时正极的电极反应式：____________________。
（5）嫦娥石的一种伴生矿物为方石英，其晶体结构与金刚石类似，晶胞结构如图丙所示，Si-O键长为a nm，若A原子的原子坐标为（0,1,1），C原子的原子坐标为（0,0,0），则白球E原子的原子坐标为________。∠AED=109°28'，晶胞的边长为________cm（列出计算式即可）。
12．电池在许多领域中扮演着重要角色，从移动设备到太空探索，从医疗设备到军事科技，无处不在。
（1）伏打电池是意大利教授伏打发明的电池组，开创了电学发展的新时代。一种伏打电池结构如图1所示，银片和锌片间隔有浸渍溶液的纸板.伏打电池的正极为_________（填“a”或“b”），若将银片换成__________（填标号），则电流计中没有电子流过。
A.陶瓷片
B.锌片
C.铜片
D.镁片
（2）1859年，法国物理学家普兰特发明了铅酸蓄电池，其结构如图2所示.放电时，负极的质量________（填“增大”“减小”或“不变”），正极上的电极反应式为_______________。
（3）镍镉电池（如图3）是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的可充放电电池，放电时总反应为，下列说法正确的是_______（填标号）。
A.镍镉电池充电时，化学能转化为电能
B.放电时，负极发生了氧化反应
C.电解质溶液为稀硫酸
D.镍镉电池为二次电池
（4）近年来，采用非贵重金属作为催化剂的节能环保的熔融碳酸盐燃料电池备受青睐，其工作原理如图4。该电池负极上的电极反应式为_______，相同条件下，正、负极消耗的气体的体积之比为______。
13．下列装置中，均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液的体积不变。
（1）甲装置中，电极为____________（填“正”“负”“阳”或“阴”）极，电极的电极反应式为__________。
（2）若乙装置中溶液的体积为400mL，起始时溶液的pH为6，当外电路中通过0.04mol电子时，溶液的pH约为__________。
（3）丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，并获得硫酸、烧碱和氢气，水分子不能通过膜X和膜Y。膜X为_________（填“阳离子”或“阴离子”）交换膜。当外电路中通过0.04mol电子时，中间废水的质量改变了_________g。
（4）丁装置工作中发生反应的化学方程式为__________。
三、实验题
14．如图所示，是原电池的装置图。请回答：
(1)若溶液C为稀溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，B电极反应式为___________；在反应中溶液中的阴离子移向____________(填“A”或“B”)，反应进行一段时间后溶液C中H+浓度___________。(填“增大”“减小”或“基本不变”)
(2)若需将反应设计成如图所示的原电池装置，则A极(负极)材料为___________，B极电极反应式为___________。
参考答案
1．答案：C
解析：A.该装置中两个电极活动性相同，所以不能形成原电池，故A不选；
B.酒精是非电解质，不能导电，该装置中不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，故B不选；
C.该装置中符合原电池构成条件，所以能形成原电池，且锌作负极，铜作正极，故C选；
D.该装置中不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，故D不选；
故选C。
2．答案：D
解析：A.原电池工作时，电子从负极出发，沿导线流入正极，则电子的流动方向：锌片→导线→铜片，A不正确；
B.Zn为负极，Zn失电子生成，发生氧化反应，Cu上得电子发生还原反应，B不正确；
C.原电池工作时，阴离子向负极移动，则移向Zn电极，Cu电极上得电子生成氢气，C不正确；
D.该装置属于原电池，将化学能转化为电能，D正确；故选D。
3．答案：A
解析：A选项，I和II中正极材料均未被腐蚀，受到保护，故A正确；
B选项，II中负极反应均是，I中负极是锌失去电子，故B错误；
C选项，I中正极反应均是，II中正极是析氢反应，故C错误；
D选项，I和II电解质溶液中的阳离子均向正极作定向移动，故D错误。
综上所述，答案为A。
4．答案：B
解析：A.由分析知，银电极是正极，铅电极是负极，A错误；B.银电极是正极，发生还原反应，电极反应式为，B正确；C.电子从负极经外电路流向正极，所以电子由铅电极经过导线流向银电极，C错误；D.由银电极即正极电极反应可知，氧气转化为氢氧根，进入装置溶液中，使装置质量变大，所以工作过程中，传感器的质量增加，D错误；故选B。
5．答案：B
解析：A.电极A亚硫酸根失去电子生成硫酸根离子，发生氧化反应，A为负极，阴离子向负极移动，X为阴离子交换膜，A正确；
B.电极B上发生的电极反应为：，B错误；
C.电池工作时，1mol与离子反应生成1mol亚硫酸根离子，1mol亚硫酸根离子失去2mol电子生成硫酸根离子，1mol得到1mol电子生成，当转移电子的物质的量相等时，消耗、物质的量之比为1：1，C正确；
D.电池工作段时间后，右室发生，2mol电子转移消耗2mol，同时氢离子通过离子交换膜Y转移2mol离子，溶液中氢离子浓度不变，电解质溶液的pH无明显变化，D正确；
答案选B。
6．答案：B
解析：由图可知，b电极铵根离子生成氮气，说明铵根离子被氧化，为原电池负极，电极反应式为；，则a为正极，发生还原反应，电极反应为：，据此进行解答。
A.原电池中，阳离子移向正极，即通过质子交换膜向a极室迁移，故A正确；
B.a为正极，电极反应为：，转移4mol电子的同时有4mol通过质子交换膜向a极室迁移，但是由于有水生成，故工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度减小，但a极室中不变，故B错误；
C.由上述分析可知，b的电极反应式为；，故C正确；
D.b的电极反应式为；，a极反应为：，故总反应为：，故D正确；
故选B。
7．答案：B
解析：由图可知，该装置为原电池，通入空气的电极a为正极，电极反应为：，电极b是负极，负极区盐酸酸洗的废液含有大量的盐酸、，负极的电极反应为，负极区的通过阳离子交换膜进入正极区，使该区溶液pH增大，转化为沉淀，据此分析解答。
A.电池中电子由负极经外电路流向正极，即电子由b极流向a极，故A正确；
B.a极的电极反应为：，为维持电荷守恒，H+由右池通过离子交换膜向左池迁移，则离子交换膜为质子交换膜，故B错误；
C.该装置为原电池，实现了化学能向电能转化，故C正确；
D.a极为原电池正极，该极通入空气，氧气得电子，电极反应为：，故D正确；
答案选B。
8．答案：B
解析：A.放电时阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以Cl－由正极向负极迁移，A正确；
B.电池放电时，正极发生还原反应，AgCl是难溶物，电极反应式为，B错误；
C.镁是活泼金属，镁能与水反应，所以能发生副反应，C正确；
D.锌为活泼金属，若将镁换成锌，也可构成海水原电池，D正确；
故选B。
9．答案：B
解析：A.根据电极转化关系可知，a极为负极、b极为正极，因此工作时，a极发生氧化反应，电子从a极流向b极，A项错误；
B.若有机物的分子式为，则a极失电子生成，电极反应式为，B项正确；
C.若b极上消耗标准状况下，则外电路中通过，此时通过阳离子交换膜的电荷数为2mol，M为阴离子交换膜，经过M膜的离子为和，其所带电荷数不同，故此离子数目无法确定，C项错误；
D.阴离子向a极迁移，阳离子向b极迁移，因此N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜，从而达到脱盐的目的，D项错误；
答案选B。
10．答案：B
解析：电池工作时正极发生还原反应,A项错误;装置工作时,阴离子向负极移动,B项正确;若Fe做电极材料,负极发生反应为,C项错误;由总反应可推知负极的电极反应式为,转移1mol电子,消耗0.5 molCu,其质量为32g,D项错误。
11．答案：（1）
（2）BD
（3）；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，随着氩气通入量的增大，平衡体系中各气体的分压减小，平衡向正反应方向移动；0.7
（4）正四面体形；相同；
（5）；
解析：（1）FeS煅烧生成和的化学方程式为；根据盖斯定律，③×3+④×4-①×4-②×2可得该反应的热化学方程式为。
（2）为固体，加入固体，平衡不移动，A不符合题意；使液化并及时分离，可使平衡正向移动，平衡转化率增大，B符合题意；催化剂不能使平衡移动，不改变平衡转化率，C不符合题意；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，保持压强不变充入氦气，随着氦气通入量的增大，平衡向正反应方向移动，平衡转化率增大，D符合题意。
（3）根据可知，达到平衡后，当的物质的量为0.1 mol时，的物质的量为0.2mol，的物质的量为0.35 mol，气体的总物质的量为0.65 mol，此时压强平衡常数；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，随着氩气通入量的增大，平衡体系中各气体的分压减小，平衡向正反应方向移动，的量增大。由图甲可知，时，，由化学方程式中的化学计量数可知。
（4）的价层电子对个数为4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知的VSEPR模型为正四面体形；中铁元素的化合价为+2，中铁元素的化合价为+2，二者化合价相同。
（5）由晶胞结构图丙可知，若A原子的原子坐标为（0,1,1），C原子的原子坐标为（0,0,0），则白球E原子的原子坐标为；Si-O键长为，设晶胞边长为l，硅氧原子在体对角线上，硅氧键的键长为体对角线的，根据几何关系可知.
12．答案：（1）a；AB
（2）增大；
（3）BD
（4）；3：2
解析：
13．答案：（1）正；
（2）1
（3）阴离子；2.84
（4）
解析：（1）正极发生还原反应，负极发生氧化反应，甲装置中电极上氧气得电子为正极；电极中失电子产生氮气，电极反应式为。
（2）乙装置发生的反应为，当外电路中通过0.04mol电子时，反应生成，原溶液中，故溶液的pH约为1。
（3）丙装置中，电极为阳极，阳极上有产生；电极为阴极，阴极上有产生。中间废水中的通过膜X向阳极区移动，通过膜Y向阴极区移动，故膜X为阴离子交换膜，膜Y为阳离子交换膜；当外电路中通过0.04mol电子时，中间废水中减少溶质的质量为。
（4）丁装置中，Fe与丙装置中阴极相连，Fe为阳极，比更容易失去电子，Fe质量减少，水得电子生成氢氧根离子和氢气，二价铁离子与氢氧根离子结合形成，丁装置工作中发生反应的化学方程式为。
14．答案：(1)；B；减小
(2)Cu；
解析：（1）铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，B电极材料为Fe且作负极，负极失电子，电极反应式为，阴离子移向负极即移向B极，溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小；
（2）将设计成如上图所示的原电池装置，根据反应中元素化合价的变化判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有，如溶液等，B极为正极，得电子，电极反应式为。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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