1、达标作业 20 原电池 化学电源基础题1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：Al4OH 3e =AlO 2H 2O 2D由 Al、Cu 和浓 HNO3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al3e =Al3解析：前两项都按常规，应该是活泼金属作负极；C 项中 Al 能与 NaOH 溶液反应，作负极。D 项中 Al 在浓
2、 HNO3中钝化，Cu 能与浓 HNO3溶液反应，Cu 作负极。答案：C2某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是( )AFe 作正极，发生氧化反应B负极反应：2H 2e =H2C工作一段时间后，两烧杯中溶液 pH 均不变D工作一段时间后，NaCl 溶液中 c(Cl )增大解析：铁比石墨活泼，Fe 为负极，发生氧化反应，电极反应式为 Fe2e =Fe2 ，石墨为正极，发生还原反应，电极反应式为 2H 2e =H2，A、B 错误；工作一段时间后，左边烧杯中生成 Fe2 ，水解使溶液呈酸性，右边烧杯消耗 H ，溶液酸性减弱，两烧杯中溶液的 pH 都发生变化，C 错误；原电池工作时，阴离子向负
3、极移动，则 NaCl 溶液中c(Cl )增大，D 正确。答案：D3(2018沈阳检测)如图是课外活动小组设计的用化学电源使 LED 灯发光的装置。下列说法错误的是( )A铜片表面有气泡生成B装置中存在“化学能电能光能”的转换C如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变解析：铜锌原电池中，Cu 作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以 Cu上有气泡生成，故 A 正确；原电池中化学能转化为电能，LED 灯发光时，电能转换为光能，故 B 正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故 C 错误；金
4、属性 Cu 比 Zn、Fe 弱，Cu 作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由 Cu 流向负极，故 D 正确。答案：C4某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是( )A若 X 为 Fe，Y 为 Cu，铁为正极B若 X 为 Fe，Y 为 Cu，电子由铜片流向铁片C若 X 为 Fe，Y 为 C，碳棒上有红色固体析出D若 X 为 Cu，Y 为 Zn，锌片发生还原反应解析：Fe 比 Cu 活泼，Fe 作负极，电子从 Fe 流向 Cu，故 A、B 两项错误；若 X 为Fe，Y 为 C，电解质溶液为硫酸铜，则正极 C 上析出 Cu，故 C 正确；Zn 比 Cu 活泼，Zn 作负极发生氧化反应
5、，故 D 错误。答案：C5控制适合的条件，将反应 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是( )A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3 被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe 3 得电子变成 Fe2 被还原，I 失去电子变成 I2被氧化，所以 A、B 正确；电流计读数为零时 Fe3 得电子速率等于 Fe2 失电子速率，反应达到平衡状态，C 正确；D 项在甲中溶入 FeCl2固体，平衡 2Fe3 2I 2F
6、e 2 I 2向左移动，I 2被还原为 I ，乙中石墨为正极，D 不正确。答案：D6电化学在日常生活中用途广泛，下图是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：MgClO H 2O=Cl Mg(OH) 2，下列说法不正确的是( )A惰性电极上发生氧化反应B镁电极是该电池的负极C正极反应式为 ClO H 2O2e =Cl 2OH D进料口加入 NaClO 溶液，出口为 NaCl 溶液解析：由总反应可知镁发生氧化反应， “负氧正还原” ，镁为负极，惰性电极上发生还原反应，A 项错误，B 项正确；负极反应为：Mg2e 2OH =Mg(OH)2，正极反应为：ClO 2e H 2O=Cl 2OH ，C、D 项正
7、确。答案：A7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。根据这一特点，科学家发明了电动势( E)法测水泥初凝时间，此法原理如图所示。反应总方程式为：2CuAg 2O=Cu2O2Ag。下列有关说法不正确的是( )A工业上制备水泥的原料有黏土、石灰石、石膏B测量原理装置图中 Ag2O/Ag 极发生还原反应C负极的电极反应式为 2CuH 2O2e =Cu2O2H D在水泥固化过程中，自由水分子减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化解析：工业上制备普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏，故 A 项正确；根据电池反应式 2CuAg 2O=Cu2O2Ag 知，Ag 2O/Ag
8、 极作正极，正极上 Ag2O 得电子，发生还原反应，故 B 项正确；根据电池反应式 2CuAg 2O=Cu2O2Ag 知，铜失电子作负极，负极上的电极反应式为：2Cu2OH 2e =Cu2OH 2O，C 项错误；水泥固化过程中，自由水分子减少，导致溶液中各离子浓度发生变化，从而引起电动势变化，故 D 项正确。答案：C8电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是( )AO 2在电极 b 上发生还原反应B溶液中 OH 向电极 a 移动C反应消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 4 ：5D负极的电极反应式为 2NH36e 6OH =N26H 2O解析：
9、构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A 正确；溶液中阴离子氢氧根离子移向负极 a 极，B 正确；1 mol NH3反应生成氮气转移 3 mol 电子，1 mol O2反应转移 4 mol 电子，根据电子转移守恒，消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为4 ：3，C 错误；负极的电极反应式为 2NH36e 6OH =N26H 2O，D 正确。答案：C9某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池的总反应为Li1 xCoO2Li xC6,LiCoO2C 6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )A放电时，Li 在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为 Lix
10、C6 xe ,xLi C 6C充电时，若转移 1 mol e ，石墨(C 6)电极将增重 7x gD充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2 xe ,Li1 xCoO2 xLi解析：放电时，负极反应为 LixC6 xe =xLi C 6，正极反应为Li1 xCoO2 xe xLi =LiCoO2，A、B 正确；充电时，阴极反应为：xLi C 6 xe =LixC6，转移 1 mol e 时，石墨 C6电极将增重 7 g，C 项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoO 2 xe =Li1 xCoO2 xLi ，D 项正确。答案：C10金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具
11、有更高的能量密度。它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作示意图如图，下列说法正确的是( )A放电时，空气极为负极B放电时，电池反应为 4LiO 2=2Li2OC有机电解液可以是乙醇等无水有机物D在更换锂电极的同时，要更换水性电解液解析：A.放电时，Li 极为负极，错误；B.放电时，电池反应为 4LiO 22H 2O= 4LiOH，错误；C.因为有锂存在，就不能用乙醇，锂和乙醇反应，错误；D.水性电解液中有沉淀生成，所以在更换锂电极的同时，要更换水性电解液，正确，所以选 D。答案：D11高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的
12、总反应为3Zn2K 2FeO48H 2O 3Zn(OH)22Fe(OH) 34KOH 放 电 充 电下列叙述正确的是( )A放电时 Zn 是正极B放电时负极反应为 Zn2e 2OH =Zn(OH)2C充电时 Fe(OH)3被还原D充电时电解液的碱性增强解析：放电时，Zn 失去电子，发生氧化反应，所以 Zn 作负极，A 错误；根据电池总反应可知，放电时负极发生的反应是 Zn2e 2OH =Zn(OH)2，B 正确；充电时，Fe(OH) 3中 Fe 元素的化合价从3 价升高到6 价(K 2FeO4)，被氧化，C 错误；充电时，消耗 OH ，则溶液的碱性减弱，D 错误。答案：B12锌溴液流电池用溴化
13、锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是( )A充电时 Zn2 通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B放电时每转移 2 mol 电子，负极增重 130 gC充电时阴极的电极反应式为 Br22e =2BrD若将电解液改为氯化锌溶液，放电效果更好、更安全解析：根据装置示意图可判断，右侧是负极区，故充电时 Zn2 通过阳离子交换膜由左侧流向右侧，A 项正确；放电时负极溶解，质量减少，B 项错误；充电时阴极发生还原反应，电极反应式为 Zn2 2e =Zn，C 项错误；若将电解液改为氯化锌溶液，电解产生 Cl2，会污染环境，D 项错误。答案：A13(1)A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同物质的
14、量浓度的稀硫酸。B 中 Sn 极的电极反应式为_，Sn 极附近溶液的 pH_(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。C 中总反应离子方程式为_。比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_。(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：电池的负极是_(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应是_。电池工作一段时间后电解质溶液的 pH_(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。解析：(1)B、C 中均形成了原电池，在 B 中 Fe 作负极，腐蚀速率加快，在 C 中 Zn 作负极，而 Fe 被保护了起来，故被腐蚀的速率最慢。(2)CH 4在反应时失去电子，故 a 电极是电池的负极。负极反
15、应式可用总反应式 CH42OH 2O 2=CO 3H 2O 减去正极反应式23O22H 2O4e =4OH 而得。由于电池工作过程中会消耗 OH ，故一段时间后，电解质溶液的 pH 会减小。答案：(1)2H 2e =H2 增大 Zn2H =Zn2 H 2 BAC(2)a CH 410OH 8e =CO 7H 2O 减小23能力题14锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3
16、)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)MnO2可与 KOH 和 KClO3在高温下反应，生成 K2MnO4，反应的化学方程式为_。K 2MnO4在酸性溶液中歧化，生成 KMnO4和 MnO2的物质的量之比为_。解析：(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知 Li 作负极材料，MnO 2作正极材料，所以电子流向是从 ab，那么电流方向则是 ba。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO2晶格中，生成 LiMnO2”，所以正极的电极反应式为 MnO2e Li =LiMnO2。(3)因为负极的电极材料 L
17、i 是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO 2可与KOH 和 KClO3在高温条件下反应，生成 K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn 元素化合价升高( )，则 Cl 元素的化合价降低( )，所以化学方程式为Mn 4 Mn 6 Cl 5 Cl 1 3MnO2KClO 36KOH 3K2MnO4KCl3H 2O；根据“K 2MnO4在酸性溶液中歧化，= = = = =高 温 生成 KMnO4(K2 O4K O4)和 MnO2(K2 O4 O2)”，根据得失电子守恒，可知生成的Mn 6 Mn 7 Mn 6 Mn 4 KMnO4和 MnO2的物质的量之比为 21。答案：(1)b a(2)MnO2e Li =LiMnO2(3)否 电极 Li 是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO 36KOH 3K2MnO4KCl3H 2O 21= = = = =高 温
