原电池基础知识及同步练习 附答案

1、-原电池知识点原电池- 9 -【知识回顾】【知识点1】原电池的构成和工作原理1.定义：原电池将化学能转化为电能的装置2.构成：两个活泼性不同的两极电解质溶液：电极必与电解质溶液接触。形成闭合回路：电极相互接触或 连接。能发生自发的氧化还原反应3.工作原理：较活泼的金属失去电子，发生氧化反应，电子沿导线流向较不活泼的金属，在不活泼的金属上得到电子，发生还原反应。【知识点2】电池正负极和正负极判断正极：符号“+”，得到电子，发生 负极：符号“”，失去电子，发生 据组成原电池的两极材料判断负极较活泼的金属为，正极较不活泼的金属或能导电的非金属。据电流方向或电子流动方向判断外电路：正极流向负极，电子：

2、由负极流向正极。据电解质溶液里离子的定向移动方向判断电解质溶液：阳离子移向正极，阴离子移向负极。据两极发生的反应判断负极：氧化反应，正极：还原反应。据反应的现象判断据原电池总反应方程式判断负极：失电子作还原剂，正极：得电子作氧化剂据向电极上通入的气体判断燃料电池：负极：可燃性气体，正极：助燃性气体。【知识点3】原电池的应用1.加快氧化还原反应的速率 2.比较金属活动性强弱3.用于金属的防护 4.设计电池5.探究金属腐蚀的快慢规律【考点1】：原电池的构成1.在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（ ） 【考点2】原电池的工作原理1.原电池的反应实质是 。写出铜锌原电池（稀硫酸为介质）的电极反

3、应：负极 ，正极 。2.关于原电池的说法中正确的是：A原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成B流出电子的一极是正极 C两极均发生氧化反应D原电池中的阳离子向正极移动3.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）A、两烧杯中铜片表面均无气泡产生B、甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C、两烧杯中溶液的pH均增大D、产生气泡的速度甲比乙慢4.右图所示的原电池装置，观察到由电流表指针有明显偏转，下列说法中不正确的是 A原电池装置能将化学能转变为电能B原电池的反应本质是氧化还原反应C锌失去电子发生还原反应，电子沿导线流向铜D铜片表面产生大量气泡5.下列关于原电池的说法不

4、正确的是 A装置都能将化学能转化为电能 B中的硫酸根离子向负极移动C中的电子由Zn流向Cu D中电流的方向是由正极到负极7.下列说法不正确的是A原电池负极被氧化B任何化学反应都能设计成原电池C原电池是一种将化学能转化为电能的装置D原电池要使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行并形成电流8.下面是某同学设计的四种原电池，其中铁片上逐渐析出铜的是( ) 负极 正极 电解质溶液(A) Fe Cu CuSO4(B) Zn Fe CuSO4(C) Fe Cu H2SO4(D) Fe Cu FeCl3【考点3】原电池的应用1有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀

5、，将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是ADCAB BDABC CDBAC DBADC2实验室欲制氢气，所用稀盐酸和稀硫酸的浓度相同，反应速率最快的是()A纯锌与稀硫酸反应B纯锌和浓硫酸反应C纯锌与稀盐酸反应D粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应【考点4】原电池的设计21.（5分）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+”设计一个化学电池，并回答下列问题：（1）该电池的正极材料是，负极材料是，电解质溶液是。（2）在外电路中

6、，电子流动方向是。（3）电解质溶液中，阳离子向极移动。【课堂练习】1.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池，下列有关说法不正确的是（ ） AZn是负极 B负极上发生氧化反应 C负极发生的反应是 Zn - 2e- = D正极发生的反应是+ 2e- = Cu2.下列装置能够组成原电池，产生电流的是 3.下列叙述中，不正确的是 A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B把铜片和银片连接后浸入AgNO3溶液中，结果在银片表面出现一层银C铜片、锌片和稀硫酸形成的原电池中，溶液中的H+ 向负极移动D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，放出气泡的速率加快4.某原电池总反应的离子方程式为2

7、Fe3+Fe=3Fe2+，可以实现上述反应的原电池是（ ） 正极负极电解质溶液ACuFeFe2(SO4)3BSnFeFeCl2CAgFeCuSO4DFeZnFe2(SO4)35.有些化学反应的化学能能直接转化成电能I.利用 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu反应，设计一个原电池：（1）在右框中画出装置图（标明电解质溶液、正、负极和电极材料）（2）下列说法中，正确的是 。（填字母）A.电解质溶液中阳离子向负极移动 B.电子通过外导线由负极流向正极C.当导线中有1mol电子通过时，理论上正极放出1g气体D.若所选电极的质量相等，理论上两极质量差为60g,导线中有1 mol电子通过II.

8、三套装置如下图所示，A、B、C烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。 （1）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为 ；6.在锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，下列说法中正确的是A.铜是正极B.锌电极的反应为：2H+ + 2e- = H2C.铜电极的质量减轻 D锌片上发生还原反应7.下列关于右图所示装置的叙述，正确的是       （ ）A.铜是负极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少 C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原8右图为学生制作的番茄电池，下列说法正确的是A一段时间后，锌片质量会变小B铜电

9、极附近会出现蓝色C电子由铜通过导线流向锌 D铜是该电池的负极9由等质量的锌片、铜片组成的ZnCuH2SO4原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了2.6g。求：（1）生成氢气的体积（标准状况）；（2）若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池两极的质量差为12.9 g时，从电池中流出的电子数目。10.在铜锌原电池中，盛有浓度为1.25mol/l 的稀硫酸200ml,工作一段时间后，在正极收集气体224ml（标准状况下）。负极的反应式是 ，正极的反应式是 ，通过导线的电子的物质的量 mol。原电池同步训练一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1为探究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计

10、了如下实验，并记录了实验现象：向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成；向上述浓度的稀硫酸中插入铜片，没有气泡生成；将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入上述浓度的稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实验中快；在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中，发现电流计指针偏转下列关于以上实验设计及现象的分析，不正确的是()A实验、说明锌能与稀硫酸反应而铜不能B实验说明发生原电池反应时会加快化学反应速率C实验说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气D实验、说明该原电池中铜为正极、锌为负极2原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关下列

11、说法中正确的是()A由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Cu2e=Cu2B由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为：Cu2e=Cu2C由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al4OH3e=AlO2H2OD由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al3e=Al33研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaClNa2Mn5O102AgCl。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A正极反应式：AgCleAgClB每生成1 mol N

12、a2Mn5O10转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物4世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最下列有关叙述正确的是()A光伏电池是将太阳能转变为电能B光伏电池是将化学能转变为电能C电流从a流向bD图中N型半导体为正极，P型半导体为负极5根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s) BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq) D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)6下列有关电化学知识的描述正确

13、的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极D理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池7(2011·汕头模拟)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点其中一种镁原电池的反应为xMgMo3S4 MgxMo3S4；在镁原电池放电时，下

14、列说法错误的是()AMg2向正极迁移 B正极反应为：Mo3S42xe=Mo3SCMo3S4发生氧化反应 D负极反应为：xMg2xe=xMg28结合图B1判断，下列叙述正确的是()图B1A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e=Fe2C和中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀9上海世博会期间，氢氧燃料电池车进入世博园，园区内实现了公共交通“二氧化碳零排放”下列说法中正确的是()ACH4燃料电池车也能实现“二氧化碳零排放”B燃料电池正极发生氧化反应C通入氢气的一极为燃料电池的负极D氢氧燃料电池把H2和O2燃烧放出的热能转化为电能10高功率N

15、i/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车总反应方程式如下：Ni(OH)2MNiOOHMH，下列叙述正确的是()A放电时正极附近溶液的碱性增强B放电时负极反应为：MH2Oe=MHOHC充电时阳极反应为：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHD放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH被氧化11.研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动 D总反应为：2Li2H2O=2LiOHH212

16、.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动13.根据右图，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯b中发生氧化反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl214. 铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是()A电池的电解液为

17、碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB电池放电时，负极反应为Fe2OH2eFe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2eNi2O33H2O15.以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C. 电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用二、非选择题(共50分)162011·山东卷 科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。(1)实验室可用无水

18、乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为_。要清洗附着在试管壁上的硫，可用的 图115试剂是_。 (2)如图115所示的为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320左右，电池反应为2NaxSNa2Sx，正极的电极反应式为_。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。(3)Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为_，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。Na2S溶液长期放置有硫析出，原因为_(用离子方程式表示)。17(1)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交

19、通工具之一，下列有关说法不正确的是_A太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学B氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为：3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH.该电池放电时负极反应式为_放电时每转移3 mol电子，正极有_ mol K2FeO4被还原(3)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位电池反应式为：Li1xMnO4LixLiMnO4，下列有关说法

20、不正确的是_A放电时电池的正极反应式为：Li1xMnO4xLixe=LiMnO4B放电过程中，石墨没有得失电子C该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D充电时电池上标有“”的电极应与外接电源的负极相连18某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L1，盐桥中装有饱和K2SO4溶液回答下列问题：(1)发生氧化反应的烧杯是_(填“甲”或“乙”)(2)外电路的电流方向为：从_到_(填“a”或“b”)(3)电池工作时，盐桥中的SO移向_(填“甲

21、”或“乙”)烧杯(4)甲烧杯中发生的电极反应为_19(2011·东北高三联考)锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为ZnAg2O=ZnO2Ag.请回答下列问题：(1)该电池的正极材料是_；电池工作时，阳离子向_(填“正极”或“负极”)移动；负极的反应式为_(2)电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，化学反应方程式为ZnOCZnCO，此法为_ A电解法B热还原法C热分解法电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为_(3)可用石墨作电极电解提纯氢氧化钾电解液电解池内的阳离子交换膜只允许

22、阳离子通过，其工作原理如图所示该电解池的阴极反应式为_除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口_(填“A”或“B”)导出在相同条件下，a处与b处产生的气体体积比为_20.2011·四川卷 开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。请回答下列问题：(1)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为_。(2)该循环工艺过程的总反应方程式为_。(3)用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是_。(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示

23、)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)MHNi(OH)2M电池放电时，负极的电极反应式为_。充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_。原电池同步训练答案一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)123456789101112131415CCBAADCACACDABCC16.(1)2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2CS2(或热NaOH溶液)

24、(2)xS2e=S(或2NaxS2e=Na2Sx)离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫4.5(3)c(Na)>c(S2)>c(OH)>c(HS)>c(H)减小2S2O22H2O=2S4OH【解析】 (2)负极发生氧化反应：2Na2e2Na，正极发生还原反应：xS2eS。在铅蓄电池中，铅作负极，当铅蓄电池消耗a g Pb时转移电子的物质的量为 mol，而钠硫电池消耗a g Na时转移电子的物质的量为 mol，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的4.5倍。(3)Na2S溶液中存在水解平衡：S2H2OHSOH和HSH2OH2SOH，故溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na)c(S2

25、)c(OH)c(HS)c(H)。当加入CuSO4时，Cu2与S2结合成CuS沉淀，使上述两个平衡均向左移动，使溶液中c(OH)减小，溶液pH减小。而Na2S溶液长期放置有硫析出，则是由于S2被空气中的氧气氧化所致。17.解析：(1)选项A，电解获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学选项B，氢氧燃料电池中生成物为H2O，对环境无污染选项C，以稀H2SO4为介质的电池负极反应式为：H22e=2H，以KOH为介质的电池负极反应式为H22OH2e=2H2O.选项D，氢氧燃料电池的总反应式均为：2H2O2=2H2O.(2)放电时，在碱性条件下，负极反应式为：Zn2

26、e2OH=Zn(OH)2.根据电池总反应式可知，2 mol K2FeO4被还原时有6 mol电子转移，所以放电时每转移3 mol电子，有1 mol K2FeO4被还原(3)选项A，根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为：xLixe=xLi，由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为Li1xMnO4xLixe=LiMnO4.选项B，根据总反应式可判断石墨没有得失电子选项C，Li能与KOH溶液中的H2O反应，导致电池无法正常工作选项D，充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提供的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，所以标有“”的电极应与外接电源的负极相连答案：(1)C(2)Zn2e2OH=Zn(OH)21(3)C18.解析：根据氧化还原反应可知：甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应为：MnO48H5e=Mn24H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe2