高三化學化學反應原理專題練-42原電池的基本原理

2022屆高三化學大一輪復習化學反應原理專題練_42原電池的基本原理一、單選題（本大題共16小題，共48分）下列各個裝置中能組成原電池的是(????)A. B.

C. D.某興趣小組設(shè)計的簡易原電池裝置如下圖所示。該電池工作時，下列說法正確的是(????)A.鋅片作正極

B.碳棒上有氣泡產(chǎn)生

C.可將電能轉(zhuǎn)化為化學能

D.電子由碳棒經(jīng)濾紙流向鋅片

某同學組裝了如圖所示的原電池裝置，下列敘述中正確的是(

)A.電流方向：電極Ⅱ→→電極Ⅰ

B.電極Ⅱ逐漸溶解

C.電極Ⅰ上發(fā)生還原反應

D.鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，Clˉ向右池移動下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕，腐蝕由快到慢的順序為A.②①③④ B.④③②① C.④②①③ D.③②④①干電池中發(fā)生的反應為：Zn+2NH4+=Zn2++2NA.碳棒為電池的負極

B.H2在Zn片上生成

C.電流山鋅片流向碳棒

D.Zn片上發(fā)生氧化反應原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)．下列說法中正確的是A.(1)(2)中Mg作負極，(3)(4)中Fe作負極

B.(2)中Mg作正極，電極反應式為6H2O+6e-=6OH-+3H2↑

C.(3)把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H2SO4中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若A、B相連時，A為負極；C、D相連，D上有氣泡逸出；A、C相連時A極減輕；B、D相連，B為正極。則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為(A.A>C>D>B B.A>C>B>D

C.B>D>C>A D.①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；

②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是(

)A.①③②④ B.①③④② C.③④②① D.③①②④一個原電池的總反應的離子方程式是Fe+Cu2+=FeABCD正極FeFeCuCu負極CuCuFeFe電解質(zhì)溶液CuSHCuC酒精A.A B.B C.C D.D某學生用鋅片、銅片、發(fā)光二極管、濾紙、導線等在玻璃片制成如圖所示的原電池，當濾紙用醋酸溶液潤濕時，二極管發(fā)光。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(

)A.銅片上的電極反應：Cu2++?2e-=Cu

B.鋅片質(zhì)量不斷減少

某小組為研究電化學原理，設(shè)計如圖裝置。下列敘述不正確的是(

)A.a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出

B.a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為Cu2++2e-=Cu

C.無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色

下列組合能構(gòu)成原電池且正負極判斷正確的是編號負極正極電解質(zhì)溶液A.ZnCu酒精B.A?lMg

NaOH溶液C.PbPbH2D.CuFeNaCl溶液A.A B.B C.C D.D交通運輸部在南海華陽礁舉行華陽燈塔和赤燈塔竣工發(fā)光儀式，宣布兩座大型多功能燈塔正式發(fā)光并投入使用．燈塔可用鎂海水電池提供能源，其裝置如圖所示．下列有關(guān)海水電池的說法正確的是(????)A.X可為鐵、銅、石墨等電極

B.每轉(zhuǎn)移2

mol電子，2mol

H+由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移

C.正極的電極反應式為H2O氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示意圖如下所示。下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法正確的是(

)A.該電池工作時電能轉(zhuǎn)化為化學能

B.該電池中電極a是正極

C.外電路中電子由電極b通過導線流向電極a

D.該電池的總反應：2H下圖是課外活動小組設(shè)計的用化學電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法不正確的是(????)A.銅片表面有氣泡生成，且溶液中SO42-向該電極移動

B.裝置中存在“化學能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換

C.如果將硫酸換成檸檬汁，導線中仍有電子流動

銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應式為Ag2O+Zn+A.原電池放電時，負極上發(fā)生反應的物質(zhì)是Zn

B.負極發(fā)生的反應是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2

C.工作時，負極區(qū)溶液c(OH二、填空題（本大題共5小題，共52分）依據(jù)氧化還原反應：2Ag+(aq)+Cu(s)=C(1)電極X的材料是______；電解質(zhì)溶液Y是______。(2)銀電極為電池的______極，發(fā)生的電極反應為

____________，X電極上發(fā)生的電極反應為______________________。(3)外電路中的電子是從______電極流向______電極。(4)X電極看到的現(xiàn)象是_________________，發(fā)生___________(填氧化或還原)反應。(5)上述原電池每消耗64gCu同時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為______________________。(1)我國是世界上最早使用濕法煉銅的國家。濕法煉銅的原理是：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，

回答下列問題：

①鐵元素在元素周期表中的位置_______________________________。

②反應中鐵被__________(填“氧化”或“還原”)，CuSO4作________(填“氧化”或“還原”)劑。在該反應中，若生成了1?mol?Cu實驗Ⅰ實驗Ⅱ裝置現(xiàn)象電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；鐵片溶解；銅片上有紅色物質(zhì)(銅)析出，銅片質(zhì)量增加電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；……①實驗Ⅰ中，F(xiàn)e與CuSO4溶液反應的離子方程式是②根據(jù)實驗Ⅰ的原理，推測實驗Ⅱ中：鋅片上發(fā)生反應電極反應式________________；銅片上的實驗現(xiàn)象是__________________。原電池原理的提出是儲能和供能技術(shù)的巨大進步，是化學對人類的一項重大貢獻。

(1)現(xiàn)有如下兩個反應：

A.NaOH+HCl?=?NaCl+H?2O；

B.Zn+H?2SO?4=?ZnSO?4+H?2↑

上述反應中能設(shè)計成原電池的是_____。

(2)將純鋅片和純銅片按圖方式插入100mL相同濃度的稀硫酸中一段時間，回答下列問題：

①下列說法正確的是____________。

A.甲、乙均為化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

B.乙中銅片上沒有明顯變化

C.甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少

D.兩燒杯中溶液質(zhì)量均增大

②在相同時間內(nèi)，兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度：甲_______乙(填“>”、“<“或“=”)。

③在甲電池的工作過程中，Zn極質(zhì)量變化了3.25g，Cu極質(zhì)量___(填“增加”、“不變”或“減少”(3)利用“Na-CO2”電池將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“Na-CO2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料，總反應為4Na?+?3CO22Na放電時，正極的電極反應式為__________________________________。

(4)

CO與H2反應還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用。用CH3OH和電池總反應為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，c電極為_____c電極反應方程式為____________________________________。化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用．氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料．

氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進行如圖所示的實驗(圖中所用電極均為惰性電極)：

(1)對于氫氧燃料電池，下列敘述不正確的是______．

A.a電極是負極，OH-移向負極

B.b電極的電極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-

C.電池總反應式為：2H2+O2?點燃??2H2O

D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變

E.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置

(2)如圖右邊裝置中盛有如圖所示，U形管內(nèi)盛有100mL的溶液，按要求回答下列問題：

(1)打開K2，合并K1，若所盛溶液為CuSO4溶液：則A為______極，A極的電極反應式為______.若所盛溶液為KCl溶液：則B極的電極反應式為______

(2)打開K1，合并K2，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，則A電極附近可觀察到的現(xiàn)象是______，Na+移向______極(填A、B)；B電極上的電極反應式為______，總反應化學方程式是______．

(3)如果要用電解的方法精煉粗銅，打開K1，合并K2，電解液選用CuSO4溶液，則A電極的材料應換成是______

(填“粗銅”或“純銅”)，電極反應式是______，反應一段時間后電解質(zhì)溶液中Cu2+的濃度將會______(填“增大”答案和解析1.【答案】B

【解析】【分析】

本題主要考查的是原電池的構(gòu)成電池，原電池的構(gòu)成條件是：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質(zhì)溶液中，③兩電極間構(gòu)成閉合回路，④能自發(fā)的進行的氧化還原反應，據(jù)此分析解答。

【解答】

A.該裝置兩個電極活動性相同，不能構(gòu)成原電池，故A錯誤；

B.該裝置符合原電池構(gòu)成條件，能組成原電池，故B正確；

C.該裝置中酒精不是電解質(zhì)，不能導電，故C錯誤；

D.該裝置沒有構(gòu)成閉合回路，故D錯誤。

故選B。

2.【答案】B

【解析】【分析】本題考查了原電池原理，為高頻考點，側(cè)重考查學生的分析能力，注意根據(jù)電極上得失電子判斷正負極，再結(jié)合電極反應類型、離子流向來分析解答，熟記原電池原理，難點是電極反應式的書寫?！窘獯稹緼.鋅片是活潑的金屬，可以和稀硫酸反應，所以作負極，故A錯誤；

B.碳棒是正極，正極上發(fā)生還原反應，發(fā)生反應為：2H++2eC.原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故C錯誤；D.電子由鋅片經(jīng)導線流向碳棒，故D錯誤。故選B。3.【答案】A

【解析】【分析】

本題考查了原電池原理，難度一般，明確正負極的判斷、電子的流向、電極反應式即可解答。

【解答】

由裝置圖可知，電極Ⅰ(Al)為負極，發(fā)生氧化反應，電極Ⅱ(Cu)為正極，發(fā)生還原反應，以此解答。

A.電流與電子的流向相反，由正極到負極，即電極Ⅱ→→電極Ⅰ，故A正確；

B.電極Ⅱ上銅離子放電生成單質(zhì)銅，應是有固體析出，而不是溶解，故B錯誤；

C.電極Ⅰ是負極，發(fā)生氧化反應，故C錯誤；

D.鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，Cl-向負極移動，則向左池移動，故D錯誤。

故選A。4.【答案】C

【解析】【分析】

本題考查金屬的電化學腐蝕與防護，題目難度不大，注意金屬的電化學腐蝕與化學腐蝕的區(qū)別，以及比較金屬腐蝕快慢的方法。

【解答】

①中Fe放置在海水中，形成了無數(shù)微小原電池，發(fā)生電化學腐蝕。②③④均構(gòu)成了原電池。②中Fe的活潑性強于Sn，F(xiàn)e作負極發(fā)生了電化腐蝕；③中Zn的活潑性比Fe強，Zn作負極被腐蝕，而Fe被保護；④中Fe的活潑性遠遠強于Cu，所以Fe作負極被腐蝕，并且②中形成的電流弱于④中電流，所以④中Fe比②腐蝕得快，①比②腐蝕得慢。因此Fe被腐蝕由快到慢的順序為④②①③。

故選C。

5.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查原電池原理，明確正負極與得失電子關(guān)系是解本題關(guān)鍵，知道各個電極上發(fā)生的反應及反應類型，難點是正極反應式的書寫，題目難度不大。

【解答】

該裝置是原電池，根據(jù)電池反應式知，放電時，Zn元素化合價由0價變?yōu)?2價、H元素化合價由+1價變?yōu)?價，所以Zn是負極、C是正極，負極反應式為Zn-2e-=Zn2+，正極反應式為2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑，以此解答該題。

A.放電時，Zn元素化合價由0價變?yōu)?2價、H元素化合價由+1價變?yōu)?價，所以Zn是負極、C是正極，故A錯誤；

B.Zn是負極、C是正極，正極反應式為2NH4++2e6.【答案】B

【解析】【分析】本題考查學生原電池的工作原理知識，電極的活潑性與電解質(zhì)溶液有關(guān)，如鎂和鋁在氫氧化鈉溶液中鋁活潑而鐵與銅在冷的濃硫酸和濃硝酸中銅活潑，難度不大?！窘獯稹緼.②中的氧化還原反應發(fā)生在金屬鋁和氫氧化鈉之間，失電子的是金屬鋁，為負極，③中金屬鐵在常溫下遇濃硝酸鈍化，不能形成原電池，故A錯誤；

B.②中的氧化還原反應發(fā)生在金屬鋁和氫氧化鈉之間，失電子的是金屬鋁，為負極，Mg作為正極，電極反應式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故B正確；

C.③中銅作負極發(fā)生氧化反應，所以銅失電子生成銅離子，即電極反應式為Cu-27.【答案】A

【解析】【分析】

本題考查學生利用原電池判斷金屬活潑性的方法，可以根據(jù)所學知識進行回答，難度不大，在原電池中，負極金屬的活潑性強于正極金屬的活潑性，據(jù)此來判斷各個原電池中金屬的活潑性情況。

【解答】

原電池中，若A、B相連時，A為負極，說明活潑性A>B；C、D相連，D上有氣泡逸出，說明D做原電池的正極，C是負極，所以活潑性時C>D；A、C相連時A極減輕，所以A是負極，所以活潑性是A>C；B、D相連，B為正極，所以活潑性是D>B；總上可知金屬的活潑性順序是：A>C>D>B。故A正確。

故選A。

8.【答案】B

【解析】【分析】

本題考查原電池的應用，難度不大，明確原電池的組成特點及工作原理，一般原電池中負極金屬較活潑。

【解答】

組成原電池時，負極金屬較活潑，①②相連時，外電路電流從②流向①，說明①為負極，活潑性①>②；①③相連時，③為正極，則①為負極，活潑性①>③；②④相連時，②上有氣泡逸出，②為原電池的正極，④為負極，活潑性④>②；③④相連時，③的質(zhì)量減少，③為負極，活潑性③>④，綜上分析可知這四種金屬活動性由大到小的順序是：①>③>④>②，故B正確。

故選B。

9.【答案】C

【解析】【分析】

本題考查了原電池原理，難度不大，明確原電池的構(gòu)成條件是解本題關(guān)鍵，注意根據(jù)方程式中發(fā)生的反應類型判斷原電池的正負極及電解質(zhì)溶液。

【解答】

由電池反應式Fe+Cu2+=Fe2++Cu知，F(xiàn)e失電子發(fā)生氧化反應，作負極；不如Fe活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應，則電解質(zhì)溶液中應含有銅離子，所以應為可溶性的銅鹽。

A.Fe應作負極，可以是銅作正極，故A錯誤；

B.該裝置中，F(xiàn)e易失電子作負極，銅作正極，電解質(zhì)溶液應為可溶性的銅鹽，不符合條件，故B錯誤；

C.該裝置中，F(xiàn)e易失電子作負極，銅作正極，電解質(zhì)溶液為可溶性的銅鹽，符合條件，故C正確；

D.酒精是非電解質(zhì)，故D10.【答案】B

【解析】【分析】

本題考查了原電池原理，根據(jù)原電池概念、電子流向、正負極的判斷方法、電極反應式等知識點來分析解答。

【解答】

該裝置中鋅易失電子而作負極，銅作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應，電子從負極沿外電路流向正極，結(jié)合原電池概念判斷。

A.該裝置中鋅易失電子作負極，銅作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為2H++2e-=H2↑，故A錯誤；

B.鋅易失電子而作負極，電極反應：Zn-2e-=Zn2+，鋅片質(zhì)量不斷減少，故B正確；

11.【答案】D

【解析】【試題解析】解：A、a和b不連接時，F(xiàn)e與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應，則在鐵片上有金屬銅析出，故A正確；

B、a和b用導線連接時，電解質(zhì)溶液為硫酸銅，形成原電池，Cu作正極，發(fā)生還原反應，電極反應為Cu2++2e-=Cu，故B正確；

C、無論a和b是否連接，都發(fā)生Fe+Cu2+=Fe2++Cu，則鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色，故C正確；

D、a12.【答案】B

【解析】【分析】

本題考查形成原電池的條件，原電池正負極的判斷，難度不大，掌握基礎(chǔ)及會靈活運用基礎(chǔ)知識是關(guān)鍵。

【解答】

A.酒精不是電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，A項錯誤。

B.電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時，Al為負極，B項正確。

C.鉛蓄電池，Pb為負極，PbO2為正極，C項錯誤。

D.電解質(zhì)溶液為NaCl溶液，F(xiàn)e為負極，D13.【答案】C

【解析】解：A、該海水電池的負極材料是金屬鎂，正極X的材料的金屬活潑性比金屬鎂的差，但是不能是可以和雙氧水發(fā)生反應的金屬鐵等物質(zhì)，故A錯誤；

B、陽離子會移向正極，即每轉(zhuǎn)移2mol電子，2mol?H+由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，故B錯誤；

C、原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應：H2O2+2e-+2H+=2H2O14.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查了燃料電池，能正確的判斷正負極以及電極反應是解答本題的關(guān)鍵，一般規(guī)律為原電池的負極上物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應，電子從負極經(jīng)導線流向正極，電流從正極流向負極。

【解答】

氫氧燃料電池工作時，是把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽ㄈ霘錃獾囊粯O為電源的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為H2-2e-=2H+，通入氧氣的一極為原電池的正極，電極反應式為O2+4H++4e-=2H2O，正負極電極反應式相加得電池反應式，電子由負極經(jīng)外電路流向正極。

A.該電池工作時化學能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；

B.氫氧燃料電池中，H2在負極a上被氧化，O2在正極b上被還原，所以該電池中電極b是正極，故B錯誤；

C.原電池工作時，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，即由a15.【答案】A

【解析】【分析】

本題考查了原電池原理，明確正負極的判斷方法以及能量的轉(zhuǎn)化等知識即可解答，難度不大。

【解答】

A.銅鋅原電池中，Cu作正極，溶液中的氫離子在正極上得電子生成氫氣，所以Cu上有氣泡生成，溶液中的陰離子向負極移動，故A錯誤；

B.原電池中化學能轉(zhuǎn)化為電能，LED燈發(fā)光時，電能轉(zhuǎn)化為光能，所以裝置中存在“化學能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換，故B正確；

C.檸檬汁顯酸性也能作電解質(zhì)溶液，所以將硫酸換成檸檬汁，仍然構(gòu)成原電池，所以導線中仍有電子流動，故C正確；

D.金屬性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正極，所以將鋅片換成鐵片電路中的電流方向不變，仍然由Cu流向負極，故D正確；

故選：A。

16.【答案】D

【解析】【分析】

本題考查原電池的工作原理，掌握原電池的相關(guān)規(guī)律以及電極反應式的書寫是解題的關(guān)鍵，注意總方程式的靈活應用，難度不大。

【解答】

A.負極活潑金屬失去電子，所以原電池放電時，負極上發(fā)生反應的物質(zhì)是Zn，故A正確；

B.根據(jù)總方程式可以整理出負極發(fā)生的反應式為：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，故B正確；

C.工作時，負極氫氧根離子被沉淀，所以負極區(qū)溶液c(OH-)減小，故17.【答案】(1)銅；AgNO3溶液

(2)正；Ag++e-=Ag；Cu-2e-=C【解析】【分析】

本題考查原電池原理，涉及正負極的判斷、電極反應式的書寫以及反應類型的判斷、原電池的有關(guān)計算，較綜合地考查了原電池的有關(guān)知識，較好地考查了學生分析解決電化學問題的能力，題目難度中等。

【解答】

依據(jù)氧化還原反應：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池，Cu發(fā)生氧化反應，為負極，故X為Cu，發(fā)生：Cu-2e-=Cu2+；Ag+發(fā)生還原反應，是正極，故電解質(zhì)溶液Y為AgNO3溶液，電極反應為：Ag++e-=Ag；據(jù)此解題，

(1)電極X的材料是銅；電解質(zhì)溶液Y是AgNO3溶液，故答案為：銅；AgNO3溶液；

(2)銀電極為電池的正極，發(fā)生的電極反應為：Ag++e-=Ag；X電極上發(fā)生的電極反應為：Cu-2e-=Cu2+；故答案為：正；Ag+18.【答案】(1)①第四周期第Ⅷ族

②氧化；氧化；56g(2)①Fe+C②Zn-2e【解析】【分析】

本題考查原電池，為高頻考點，把握圖中裝置、原電池的工作原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應用能力的考查，注意氧化還原反應的應用，題目難度不大。

【解答】

(1)①鐵是26號元素，在元素周期表中的位置：第四周期第Ⅷ族；

②濕法煉銅的原理是Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，其中鐵失去電子被氧化，CuSO4作氧化劑。在該反應中，由反應可知，若生成了1molCu，消耗Fe的物質(zhì)的量是1mol，質(zhì)量為56g；

(2)①實驗Ⅰ中，F(xiàn)e與CuSO4溶液發(fā)生原電池反應，F(xiàn)e失去電子，銅離子得到電子，則Fe與CuSO4溶液反應的離子方程式是Fe+Cu2+19.【答案】(1)B

(2)①BD

②>

③不變；0.1；1.12

(3)3CO2+4N【解析】【分析】

本題考查學生原電池的構(gòu)成條件以及燃料電池的工作原理知識，原電池原理是解題的關(guān)鍵，難度不大?

【解答】

(1)反應A.NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化還原反應，不能設(shè)計成原電池，反應B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑是氧化還原反應，能設(shè)計成原電池；

故答案為：B；

(2)①A.甲裝置是原電池，乙裝置中不能形成閉合回路，不能將化學能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；

B.乙裝置中銅片不反應，也沒構(gòu)成原電池的正極，所以銅片上沒有明顯變化，故B正確;

C.甲?乙中鋅片質(zhì)量都減少，故C錯誤；

D.兩個燒杯中都產(chǎn)生氫氣，氫離子濃度減小，而鋅離子進入