高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础第一节原电池 全国公开课

人教版化学高二选修4第四章第一节原电池同步练习一、选择题1．下列对原电池的分析不正确的是（）A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al﹣3e﹣=Al3+B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2OC．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu﹣2e﹣=Cu2+D．由Al、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu﹣2e﹣=Cu2+答案：D解析：解答：A．该原电池中，Al易失电子作负极，负极上发生氧化反应，电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+，所以A正确；B．该原电池中，Al易失电子作负极，负极上Al失电子和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O，所以B正确；C．该原电池中，Al发生钝化现象，所以Cu易失电子作负极，电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+，所以C正确；D．该原电池中，Al易失电子作负极，电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+，所以D错误；所以选D．分析：本题考查电极反应式的书写，明确原电池原理及正负极的判断方法是解本题关键，注意BC中正负极的判断，B中Mg不反应、C中Al不反应，注意：不能比较金属的活泼性强弱判断正负极，为易错点．2．氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水，经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：①2H2+4OH﹣+4e﹣=4H2O，②O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣当得到饮用水时，电池内转移的电子数约为（）A．B．C．100molD．200mol答案：D解析：解答：水的质量为1800g，水的物质的量为n===100mol，负极：2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O①正极：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣②①+②得：2H2+O2=2H2O转移电子2mol4mol100mol200mol所以选D．分析：本题考查了常见化学电源及氧化还原反应的有关计算，电极反应式相加即得电池反应式（必须得失电子数相同时才可相加）．3．将锌棒和铁棒按图示方式插入CuSO4溶液中，电流计指针发生偏转，下列针对该装置的说法正确的是（）A．将电能转变为化学能B．电子由铁棒流出C．锌为正极D．电池反应为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu答案：D解析：解答：A．该装置是将化学能转化为电能的装置，属于原电池，故A错误；B．该装置中Zn易失电子作负极、Fe作正极，电子从负极Zn沿导线流向正极Fe，所以电子从锌棒流出，故B错误；C．Zn易失电子作负极，故C错误；D．该装置电池反应式与锌和硫酸铜发生置换反应方程式相同，为Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu，故D正确；故选D．分析：本题考查了原电池原理，根据能量转化方式确定装置类型，再结合正负极上发生的反应及电子流向分析解答，知道原电池正负极的判断方法．4．氢氧燃料电池已用于航天飞机，以30%KOH溶液为电解质溶液．电极反应如下：2H2+4OH﹣+4e﹣=4H2O，O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣．据此作出判断，下列说法中不正确的是（）A．O2在正极发生还原反应B．电池总反应为2H2+O2=2H2OC．反应时负极附近pH增大D．氢氧燃料电池属于环境友好电池答案：C解析：解答：A、由电极反应式可知，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，所以A正确；B、电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，总反应为2H2+O2═2H2O，所以B正确；C、根据负极反应：2H2+4OH﹣+4e﹣=4H2O，消耗氢氧根离子，所以反应时负极附近pH减小，所以C错误；D、氢氧燃料电池产物是水，对环境物污染，属于环境友好电池，且能量转化率高，所以D正确．所以选C．分析：本题考查原电池的组成以及工作原理，注意电极反应式以及能量的转换形式．5．将铁片和碳棒按图所示方式插入硫酸铜溶液中，电流计指针发生偏转．下列针对该装罝的说法，正确的是（）A．碳棒是正极B．该装置能将电能转化为化学能C．外电路中电流由铁片流出经过电流计流向碳棒D．该装置的总反应为：2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu答案：A解析：解答：A．Fe易失电子作负极、C作正极，故A正确；B．该装置是将化学能转化为电能的装置，属于原电池，故B错误；C．该装置中Fe易失电子作负极、C作正极，电流由碳棒流出经过电流计流向铁片，故C错误；D．该装置电池反应式与Fe和硫酸铜发生置换反应方程式相同为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，故D错误；故选A．分析：本题考查了原电池原理，根据能量转化方式确定装置类型，再结合正负极上发生的反应及电子流向分析解答，知道原电池正负极的判断方法．6．根据如图，可判断出下列离子方程式中错误的是（）A．2Ag+（aq）+Cd（s）=2Ag（s）+Cd2+（aq）B．Co2+（aq）+Cd（s）=Co（s）+Cd2+（aq）C．2Ag（s）+Cd2+（aq）=2Ag+（aq）+Cd（s）D．2Ag+（aq）+Co（s）=2Ag（s）+Co2+（aq）答案：C解析：解答：原电池中活泼性较强的为负极，活泼性较弱的为正极，依据图中原电池装置可知金属单质的活泼性顺序为：Cd＞Co＞Ag，A．反应中Cd为还原剂，Ag为还原产物，所以还原性Cd＞Ag符合题意，所以A正确；B．反应中Cd为还原剂，Co为还原产物，所以还原性Cd＞Co符合题意，所以B正确；C．反应中Ag为还原剂，Cd为还原产物，所以还原性Ag＞Cd不符合题意，所以C错误；D．反应中Co为还原剂，Ag为还原产物，所以还原性Co＞Ag符合题意，所以D正确；所以选C．分析：本题以原电池为载体考查了还原剂还原性强弱的判断，明确原电池工作原理和氧化还原反应强弱规律是解题关键．7．下列反应不可能是原电池反应的是（）A．Fe+2H+=Fe2++H2↑B．H++OH﹣=H2OC．2H2+O2=2H2OD．Fe2++Zn=Fe+Cu2+答案：B解析：解答：A、属于氧化还原反应，能作为原电池工作时发生的反应，所以A错误；B、不属于氧化还原反应，能作为原电池工作时发生的反应，所以B正确；C、属于氧化还原反应，能作为原电池工作时发生的反应，所以C错误；D、属于氧化还原反应，能作为原电池（燃料电池）工作时发生的反应，所以D错误；所以选B．分析：本题考查学生电化学中有关氧化还原反应的概念知识，注重基础知识的考查．8．分析如图所示的四个装置，结论正确的是（）A．（1）（2）中Mg作负极，（3）（4）中Fe作负极B．（2）中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e﹣=6OH﹣+3H2↑C．四个装置中某一电极上均有气泡产生D．（4）中Cu作正极，电极反应式为2H++2e﹣=H2↑答案：B解析：解答：A．（2）中Mg不与NaOH溶液反应，Mg作负极，（3）中因为常温下，Fe被浓硝酸钝化，Cu作负极，所以A错误；B．当NaOH是电解质溶液时，Al作负极（Mg不与NaOH溶液反应），Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e﹣=6OH﹣+3H2↑，所以B正确；C．（4）中正极反应式为2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣，负极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，没有气泡产生，所以C错误；D．（4）中Cu作正极，发生吸氧腐蚀，正极反应式为：2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣，所以D错误．所以选B．分析：本题考查原电池的正、负极的判断及电极反应式的书写，电解质溶液不同，导致两极发生改变，考查学生知识的变迁能力和灵活应变能力．9．下列装置中能构成原电池的是（A图右边是铁，B、C、D图右边都是锌）（）A．B．C．D．答案：C解析：解答：A、没有形成闭合回路，不能形成原电池；B、两个电极一样，不能形成原电池；C、锌为负极，铜为正极，电解质为稀硫酸，可发生自发进行的氧化还原反应，符合原电池的构成条件，能形成原电池反应；D、酒精溶液不导电，不能形成原电池；故选C．分析：本题考查了原电池的构成条件，为高频考点，侧重于学生的基本理论知识的综合理解和运用的考查，注意这几个条件必须同时存在才能形成原电池，缺一不可．10．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca（OH）2，溶液呈碱性．根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间．此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag2O═Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的是（）A．装置中电流方向由Cu经导线到Ag2OB．测量原理示意图中，Ag2O为负极C．负极的电极反应式为：2Cu+2OH﹣﹣2e﹣═Cu2O+H2OD．电池工作时，OH﹣向正极移动答案：C解析：解答：A、该原电池中，铜作负极，氧化银作正极，电流从正极氧化银流向负极铜，所以A错误．B、在总反应中Ag2O作氧化剂，氧化剂在原电池中作正极，所以B错误；C、原电池的负极铜失电子和氢氧根离子反应生成氧化铜和水，所以C正确；D、电池工作时电子由负极通过外电路流向正极，由电荷守恒可知，带负电荷的阴离子应该流向负极，所以D错误，所以选C．分析：本题考查了新型化学电源的工作原理，易错C选项，会根据离子共存的条件分析生成物的化学式．11．某原电池装置图如图所示，有关该原电池的说法正确的是（）A．在铁棒上产生气泡，碳棒上没有气泡B．H+在溶液中定向流向铁C．电子由铁电极流出D．该装置能将电能转化为化学能答案：C解析：解答：A．碳棒上氢离子放电生成氢气，故A错误；B．H+在溶液中定向流向正极碳棒，故B错误；C．电子从铁棒沿导线流向碳棒，故C正确；D．该装置是原电池，是将化学能转变为电能的装置，故D错误．故选C．分析：本题考查了原电池和电解池原理，电极反应式的书写是学习的难点．12．人造地球卫星用到的一种高能电池﹣﹣银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：Zn+2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2↑，Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣．据此判断氧化银是（）A．负极，被氧化B．正极，被还原C．负极，被还原D．正极，被氧化答案：B解析：解答：根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属做负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原．所以选B．分析：本题考查原电池知识，注意原电池两极上的变化以及原电池原理．13．某化学兴趣小组将锌片和铜片出入番茄中制成水果电池（如图）下列说法中正确的是（）A．一段时间后，锌片质量会变小B．铜片上发生氧化反应C．电子由铜片通过导线流向锌D．锌电极是该电池的正极答案：A解析：解答：A、锌在原电池中做负极失电子溶解，锌片质量会变小，所以A正确；B、铜做正极发生还原反应，所以B错误；C、原电池中电子从负极流出沿导线到正极，即从锌流向铜，所以C错误；D、锌电极是该电池的负极，所以D错误；所以选A．分析：本题考查了原电池的工作原理，电极名称、电极判断，电极反应，根本依据是氧化还原反应的判断，负极发生氧化反应．14．8．某原电池的电池反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，与此电池反应不符合的原电池是（）A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B．石墨、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池C．铁片、锌片、Fe2（SO4）3溶液组成的原电池D．银片、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池答案：C解析：解答：A、铁的活泼性大于铜，铁作负极，铜作正极，电解质溶液为氯化铁，所以是能实现该反应的原电池，故A正确；B、铁的活泼性大于石墨，铁作负极，石墨作正极，电解质溶液为硝酸铁，所以是能实现该反应的原电池，故B正确；C、锌的活泼性大于铁，锌作负极，铁作正极，故C错误．D、铁的活泼性大于银，铁作负极，银作正极，电解质溶液为Fe（NO3）3，所以是能实现该反应的原电池，故D正确；故选C．分析：本题考查原电池的设计及原电池的工作原理，注意从氧化还原反应的角度确定原电池的电极材料及电解质溶液．15．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电．电池负极反应为（）A．H2+2OH﹣=2H2O+2e﹣B．O2+4H++4e﹣=2H2OC．H2﹣2e﹣=2H+D．O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣答案：C解析：解答：氢氧燃料电池中，负极上通入氢气，氢气失电子发生氧化反应，正极上通入氧化剂，氧化剂得电子发生还原反应，酸性介质中，负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为H2﹣2e﹣=2H+，正极上氧化剂氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为O2+4H++4e﹣=2H2O，所以选C．分析：本题考查燃料电池电极反应式的书写，为高考高频点，燃料电池中负极上燃料失电子、正极上氧化剂得电子，常见燃料电池介质类型有：酸性介质、碱性介质、熔融氧化物介质、熔融碳酸盐介质．16．5．有关如图所示原电池的叙述，正确的是（盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液）（）A．反应中，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转C．铜片上有气泡逸出D．反应前后铜片质量不改变答案：A解析：解答：A．原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液，故A正确；B．取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流计不发生偏转，故B错误；C．Cu为正极，发生还原反应Cu2++2e﹣═Cu，析出Cu，故C错误；D．Cu为正极，发生还原反应Cu2++2e﹣═Cu，析出Cu附着在Cu电极上，故铜片质量增加，故D错误，故选A．分析：本题考查原电池的工作原理，注意电极的判断和电极方程式的书写，把握原电池的工作原理，学习中注意相关知识的把握．17．做罐头的马口铁是在铁的表面上镀上一层既耐腐蚀有无毒的锡，但食用时开启后的罐头易生锈，其所发生的反应正确的是（）A．负极Sn﹣2e→Sn2+B．正极Fe﹣2e→Fe2+C．正极2H2O+O2﹣2e→4OH﹣D．负极Fe﹣2e→Fe2+答案：D解析：解答：Fe、Sn和电解质溶液易构成原电池，Fe易失电子作负极、Sn作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，负极反应式为Fe﹣2e→Fe2+，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应式为2H2O+O2+4e→4OH﹣，所以选D．分析：本题考查电极反应式的书写，侧重考查原电池原理，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，会正确书写电极反应式，要结合电解质溶液酸碱性书写，为学习难点．18．工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在如图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，则下列叙述正确的是（）A．图1为原电池装置，Cu电极上产生的是O2B．图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为：Cu﹣2e﹣═Cu2+C．由实验现象可知：金属活动性Cu＞CrD．两个装置中，电子均由Cr电极流向Cu电极答案：B解析：解答：A．图1为原电池装置，铜为正极，氢离子得电子生成氢气，故A错误；B．图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，说明铜为负极，铬电极为正极，负极发生Cu﹣2e﹣═Cu2+，故B正确；C．由图1根据原电池原理知金属铬的活动性比铜强，故C错误；D．图1中，电子由Cr经导线流向Cu，图2中电子由Cu极经导线流向Cr，故D错误．故选B．分析：本题综合考查原电池知识，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握原电池的工作原理，答题时注意体会电极方程式的书写方法．19．如图所示实验中，把四根洁净的金属条A、B、C、D轮流放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧．在每次轮流实验时，记录了电压表指针的移动方向和电压表的读数（如下表）．下列说法中正确的是（）金属电子流动方向电压AA→Cu+BCu→B﹣CC→Cu+D+A．金属D与Cu之间电子流动方向为Cu→DB．A金属可能是最强的还原剂C．B金属不能从硫酸铜溶液中置换铜D．B金属可能是最强的还原剂答案：C解析：解答：A、金属A与Cu形成的电压为+，说明金属D比Cu活泼，电子流动方向为A→Cu，所以A错误；B、电压值越大，金属的活泼性越强，金属的还原性越强，因此最强的还原剂为金属C，所以B错误；C、电压为﹣，说明Cu比金属B活泼，因此金属B金属不能从硫酸铜溶液中置换铜，所以C正确；D、B金属对应的电压最小，说明B金属是还原性最弱的金属，所以D错误；所以选C．分析：本题考查常见金属的活动性顺序的比较方法以及金属的电化学腐蚀及防护，注意把握原电池的工作原理，注意加强对数据分析能力的培养．20．原电池产生电流的本质原因是（）A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D．电极上进行的氧化还原反应中发生了电子的转移答案：D解析：解答：原电池中，外电路中，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极；内电路中，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以形成了闭合回路，产生了电流，所以电极上进行的氧化还原反应中发生了电子的转移是原电池产生电流的本质原因．故选D．分析：本题考查了原电池产生电流的本质原因，明确只有在闭合回路中才可能产生电流．二、非选择题21．在铜锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液．锌为极，电极上发生的是反应（“氧化”或“还原”），电极反应式为，铜为极，电极反应式是．答案：负|氧化|Zn﹣2e﹣=Zn2+|正|Cu2++2e﹣=Cu解析：解答：铜锌原电池中，较为活泼的金属锌为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+，正极为较不活泼的铜，发生还原反应，铜离子在正极上得电子生成铜，电极反应为，Cu2++2e﹣=Cu，所以答案为：负；氧化；Zn﹣2e﹣=Zn2+；正；Cu2++2e﹣=Cu．分析：本题考查原电池的工作原理，注意正负极的判断和电极反应式的书写．22．请观察如图装置，回答下列问题：（1）负极是，发生反应（填氧化或还原）答案：Zn|氧化（2）正极是，发生反应（填氧化或还原）答案：C|还原（3）正极的电极反应式：．答案：2H++2e﹣=H2解析：解答：（1）电极材料为C和Zn，Zn较活泼，作原电池的负极，失去电子而被氧化，所以答案为：Zn；氧化；（2）C为该原电池的正极，正极上发生还原反应，所以答案为：C；还原；（3）该原电池工作时，正极反应为2H++2e﹣=H2，负极反应为Zn﹣2e﹣=Zn2+，所以答案为：2H++2e﹣=H2．分析：本题考查原电池的组成和工作原理，注意基础知识的积累．23．Cu﹣C/FeCl3原电池中负极是负极反应式：正极反应式：．答案：Cu|Cu﹣2e﹣=Cu2+|Fe3++e﹣=Fe2+解析：解答：该原电池反应式为Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，Cu易失电子作负极，C作正极，负极上Cu失电子生成铜离子进入溶液，电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e﹣=Fe2+，所以答案为：Cu；Cu﹣2e﹣=Cu2+；Fe3++e﹣=Fe2+．分析：本题考查电极反应式的书写，为高考高频点，明确正负极上发生的反应是解本题关键，注意结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式．24．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol•L﹣1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol•L﹣1的NaOH溶液中，如图所示．（1）甲中SO42﹣移向极（填“铝片”或“镁片”）．写出甲中正极的电极反应式．答案：镁片|2H++2e﹣=H2↑（2）乙中负极为，总反应的离子方程式：．此反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为．答案：铝片|2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑|3：1（3）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法（填“可靠”或“不可靠”）．如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行性实验方案（如可靠，此空可不填）．答案：不可靠|在两电极之间连上一个电流计测电流方向，判断原电池的正负极解析：解答：（1）镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，原电池中阴离子向负极移动，所以硫酸根离子流向镁片，正极的电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑，故答案为：镁片；2H++2e﹣=H2↑；（2）在碱性介质中铝比镁活泼，所以乙池中铝易失电子作负极、镁作正极，负极上铝失电子发生氧化反应，总的电极反应式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，氧化剂是水，还原剂是铝，而1mol的水电离