课时121原电池的工作原理（精准练习-基础练）-2021-2022学年高二化学学习高效学与练（2019选择性必修1）

基础对点练4原电池的工作原理姓名班级[对点练·落实基础]一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．[2020黑龙江双鸭山模拟]反应Cu(s)＋2Ag＋(aq)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计成如图所示原电池，下列叙述正确的是()A．盐桥(饱和KNO3琼脂)中的K＋移向Cu(NO3)2溶液B．Ag作负极，Cu作正极C．工作一段时间后，溶液中c(Cu2＋)增大D．取出盐桥后，电流计的指针依然发生偏转2．根据下图可判断出下列离子方程式中错误的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)=Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)=2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)=2Ag(s)＋Co2＋(aq)3．设计如图所示的装置研究电化学原理，下列叙述错误的是()A．a和b不连接时，只锌片上有气泡逸出，锌片逐渐溶解B．a和b用导线连接时，H＋从铜片上获得锌失去的电子C．无论a和b是否用导线连接，装置中所涉及的化学反应都相同D．无论a和b是否用导线连接，装置中都存在化学能转变为电能的过程4．将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，在四张滤纸上滴加稀硫酸直至全部润湿。下列叙述中正确的是()A．锌片上有气泡，铜片溶解B．Zn片发生还原反应C．电子都是从铜片经外电路流向锌片D．该装置至少有两种形式的能量转换5．（2020山东菏泽单县二中高二月考）控制合适的条件，将反应Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥中装有琼脂硝酸钾溶液)，灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度，已知接通电路后，观察到电流计指针向右偏转。下列判断不正确的是()第5题图第7题图A．外电路中，电子从银电极流向石墨电极B．电池工作时，盐桥中的K+移向甲烧杯C．电流计居中后，向甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转D．一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转6．100mL2mol·L－1盐酸和过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是()A．加入适量的6mol·L－1的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液7．某同学设计如图所示原电池(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)，该电池工作时，下列说法正确的是()A．盐桥中的K＋移向AgNO3溶液B．负极反应为：Ag－e－=Ag＋C．在外电路中，电子由银电极流向铜电极D．铜电极上发生还原反应8．如图是一电池，下列有关说法正确的是()第8题图FeCl2溶液第9题图FeCl2溶液A．该电池负极反应为Fe2＋－e－=Fe3＋B．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少56gC．石墨电极上发生氧化反应D．盐桥中K＋移向右侧FeCl3溶液9．如下图，有关该电化学装置的叙述正确的是()A．该装置主要是电能转化为化学能B．负极反应：Cu2＋＋2e－=Cu，正极反应：Zn－2e－=Zn2＋C．在不改变总反应的前提下，可用Na2SO4替换ZnSO4，用石墨替换Cu棒D．电子流动方向：Zn电极→电流表→Cu电极→盐桥→Zn电极10．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A．Li是正极，电极反应式为Li－e－=Li＋B．Li是负极，电极反应式为Li－e－=Li＋C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－=Li2＋11．被称之为“软电池”的纸质电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O=ZnO＋2MnOOH。则下列说法正确的是()A．该电池正极反应式为：2MnO2＋2e－＋2H2O=2MnOOH＋2OH－B．该电池反应中MnO2起催化作用C．该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2D．该电池中Zn做负极，发生还原反应12．(2020山东单县二中高二月考)某学习小组的同学查阅相关资料得到氧化性：Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))>Fe3＋，设计了如图所示的盐桥原电池。盐桥中装有含琼脂的饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A．甲烧杯的溶液中发生还原反应B．外电路的电流方向是从b极到a极C．电池工作时，盐桥中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))移向乙烧杯D．乙烧杯中的电极反应式为2Cr3＋＋7H2O－6e－=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋14H＋二、非选择题13．设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)，铜片，铁片，锌片和导线。(1)完成原电池甲的装置示意图(如图)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。(2)铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_____________________________________________________________。(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________。14．某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。(1)此原电池的正极是石墨________(填“a”或“b”)，发生________反应。(2)电池工作时，盐桥中的SOeq\o\al(2－,4)移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲：_______________________________________________，乙：__________________________________。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5mol·L－1，则反应中转移的电子为____mol。[答案]1．【答案】C【解析】由电池总反应可知，Cu失电子被氧化生成Cu2＋，则Cu为负极，Ag为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则K＋移向AgNO3溶液，A、B错误；负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，则原电池工作一段时间后，溶液中c(Cu2＋)增大，C正确；取出盐桥后，该装置不能形成闭合回路，故电流计指针不发生偏转，D错误。2．【答案】A【解析】由图可知，左侧原电池的负极反应为Cd－2e－=Cd2＋，正极反应为Co2＋＋2e－=Co，金属活动性Cd>Co；右侧原电池负极反应为Co－2e－=Co2＋，正极反应为Ag＋＋e－=Ag，金属活动性Co>Ag；故金属活动性强弱顺序为Cd>Co>Ag，金属活动性强的金属能置换出金属活动性弱的金属，A项不能发生反应。3．【答案】D【解析】a和b不连接，未构成原电池，锌片与稀硫酸反应，Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，锌片上产生氢气，锌片逐渐溶解，A正确；a和b用导线连接，构成原电池，锌作负极，铜作正极，根据原电池工作原理，H＋在铜片上得到锌失去的电子，转化成氢气，B正确；是否连接，都发生反应Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，C正确；a和b连接，构成原电池，是化学能转化成电能的过程，a和b不连接，不构成原电池，没有电流产生，D错误。4．【答案】D【解析】锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌为负极，铜为正极，正极上发生还原反应生成氢气，故A错误；锌为负极，发生氧化反应，故B错误；电子从锌极经外电路流向铜极，故C错误；该装置存在电能与化学能、电能与光能的转化，故D正确。5．【答案】D6．【答案】B【解析】加入适量的6mol·L－1的盐酸会增加生成氢气的量，A项不符合题意；加入数滴氯化铜溶液，锌置换出铜以后，会构成原电池，加快反应速率，B项符合题意；加入适量蒸馏水或加入NaCl溶液，都会减小氢离子浓度，从而减慢了反应速率，C、D项不符合题意。7．【答案】A【解析】Ag为正极，阳离子向正极移动，即盐桥中的K＋移向AgNO3溶液，故A项正确；Cu为负极，被氧化，负极电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故B项错误；电子由负极经导线流向正极，即由铜极流向银极，故C项错误；Cu为负极，失电子被氧化，发生氧化反应，故D项错误。8．【答案】D【解析】如图装置构成Fe－FeCl3－石墨原电池，活泼金属Fe为负极，Fe－2e－=Fe2＋，发生氧化反应，石墨电极发生还原反应，Fe3＋＋e－=Fe2＋，A、C项错误；Fe－2e－=Fe2＋，当转移1mol电子时，参与反应的Fe有0.5mol，即28g，B项错误；石墨电极为正极，正极反应为Fe3＋＋e－=Fe2＋，溶液中c(Fe3＋)减少，为使FeCl3溶液保持电中性，盐桥中的K＋移向右侧FeCl3溶液，D项正确。9．【答案】B【解析】由总反应方程式Li＋MnO2=LiMnO2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中做负极，电极反应式为Li－e－=Li＋，MnO2在正极上得电子，电极反应式为MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)。10．【答案】C【解析】该装置为原电池，把化学能转化为电能，故A项错误；负极反应：Zn－2e－=Zn2＋，正极反应：Cu2＋＋2e－=Cu，故B项错误；在不改变总反应的前提下，可用Na2SO4替换ZnSO4，用石墨替换Cu棒，故C项正确；电子流动方向：Zn电极→电流表→Cu电极，电子不通过溶液，故D项错误。11．【答案】A【解析】由反应的总方程式可知，该原电池中，Zn元素化合价升高，被氧化，Mn元素化合价降低，被还原，则锌做负极，二氧化锰做正极，负极电极反应为Zn－2e－＋2OH－=ZnO＋H2O，正极电极反应为2MnO2＋2e－＋2H2O=2MnOOH＋2OH－，故A项正确；该原电池中，锰元素化合价由＋4价变为＋3价，所以二氧化锰做正极，发生还原反应，故B项错误；电子从负极沿导线流向正极，电流由正极流向负极，故C项错误；该原电池中，锌元素的化合价由0价变为＋2价，锌失电子做负极，发生氧化反应，故D项错误。12．【答案】B【解析】由于氧化性：Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))>Fe3＋，即Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，故在原电池中，Fe2＋失电子被氧化，则a极为负极；Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))得电子被还原，则b极为正极。Fe2＋失电子被氧化，即甲烧杯的溶液中发生氧化反应，A错误；外电路中电流由正极流向负极，即由b极流向a极，B正确；原电池中，阴离子移向负极，则SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))移向甲烧杯，C错误；乙烧杯中Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))得电子被还原，则电极反应式为Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6e－＋14H＋=2Cr3＋＋7H2O，D错误。13．【答案】(1)(下列三幅图中，作出任意一幅即可)(2)电极逐渐溶解(3)甲乙池的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；甲池的负极不与所接触的电解质溶液发生化学反应，化学能在转化为电能时损耗较小解析(2)根据无盐桥原电池的工作原理，Zn(负极)|CuSO4(aq)|Cu(正极)、Fe(负极)|CuSO4(aq)|Cu(正极)，都能构成符合题目所要求的原电池。在这样的原电池中，负极金属失去电子被氧化。(3)在原电池甲中，负极不与CuSO4溶液直接接触，所发生的化学反应只有原电池反应，而在原电池乙中，负极与CuSO4溶液直接接触，所发生的化学反应除原电池反应以外，还有非原电池反应，因此，在原电池甲和乙中，甲能更有效地将化学能转化为电能。14．【答案】(1)a还原(2)乙(3)MnOeq\o\al(－,4)＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O5Fe2＋－5e－=5Fe3＋(4)0.5【解析】(1)