1、1第 1 节 原电池（满分：100 分，考试时间：45 分钟）一、选择题：本题包括 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。1.对于原电池的电极名称，叙述错误的是( )A.发生氧化反应的一极为负极 B.正极为电子流入的一极C.比较不活泼的金属为负极 D.电流流出的一极为正极答案 C解析 原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。2.一个电池反应的离子方程式是 ZnCu 2 =Zn2 Cu，该反应的原电池正确组合是( )选项 A B C D正极 Zn Cu Cu Fe负极 Cu Zn Zn Zn电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO
2、4 HCl答案 C解析 该原电池负极为 Zn，正极为比 Zn 不活泼的金属或石墨等，电解质溶液中含有Cu2 ，故只有 C 选项正确。3X、Y、Z、W 四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中，组成原电池。X、Y 相连时，X 为负极；Z、W 相连时，电流方向是 WZ；X、Z 相连时，Z 极上产生大量气泡；W、Y 相连时， W 极发生氧化反应。据此判断四种金属的活泼性顺序是( )AXZW Y BZXY WCW XY Z DY W ZX答案 A解析 在原电池中，一般较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应；较不活泼的金属作正极，得到电子，发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反。X、
3、Y 相连时，X 为负极 ，则活泼性 XY ；Z、W 相连时，电流方向是 WZ，则活泼性 Z W；X 、Z 相连时，Z 极上产生大量气泡，则活泼性 XZ；W、Y 相连时，W 极2发生氧化反应，则活泼性 WY 。综上所述，可以得出金属的活泼性顺序是XZWY。4下列关于实验现象的描述不正确的是( )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用锌片作负极，铜片作正极，在 CuSO4 溶液中，铜片质量增加C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁DAl 和 Cu 分别作为两电极，用导线连接插入浓硝酸中，铜溶解，溶液变成蓝色答案 C解析 铜片和铁片紧靠并浸入稀 H2SO4 中，铜片上的
4、 H 获得由铁片传递过来的电子，电极反应为 2H 2e =H2，所以可观察到铜片表面出现气泡，选项 A 正确；锌片作负极，铜片作正极，发生反应 ZnCu 2 =Zn2 Cu，生成的 Cu 在铜片上析出使其质量增加，选项 B 正确；铜片插入 FeCl3 溶液中，发生的反应是 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 ，没有单质铁的析出，选项 C 不正确；由于 Al 与浓硝酸常温下发生钝化，所以 Cu 为负极，电极反应式为 Cu2e =Cu2 ，选项 D 正确。5下图是 Zn 和 Cu 组成的原电池示意图，某小组做完该实验后，在读书卡片上记录如下，卡片上描述合理的是( )卡 片 No. 10 Date
5、： 2013 3 11实 验 记 录 ： 导 线 中 电 流 方 向 ： 锌 铜 铜 极 上 有 气 泡 产 生 锌 片 变 薄实 验 结 论 ： Zn为 正 极 ， Cu为 负 极 铜 比 锌 活 泼 H 向 铜 片 移 动A BC D答案 D解析 由图可知，该电池反应为 ZnH 2SO4=ZnSO4H 2，活泼金属 Zn 作负极，Cu 作正极；外电路电流的方向为正极流向负极，、 、错误；Zn 失去电子被氧化，溶解成 Zn2 ，失去的电子经外电路流向正极，溶液中的 H 在正极板上得到电子，析出H2，、正确。6.如下图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和 NaCl的
6、琼脂热溶液,冷却后形成琼胶( 离子在琼胶内可以移动), 下列叙述正确的是 ( )3A.a 中铁钉附近呈现红色 B.b 中铁钉上发生还原反应C.a 中铜丝上发生氧化反应 D.b 中铝条附近有气泡产生答案 B解析 a 中构成原电池,铁钉作负极,铜丝作正极,故 Fe 失去电子,在铜丝上 O2 得电子发生还原反应;b 中也构成原电池 ,铁钉作正极,铝条作负极,所以 Al 失去电子生成 Al3+,在铁钉上O2 得电子发生还原反应。7在盛有稀 H2SO4 的烧杯中放入用导线连接的电极 X、Y ，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( )A外电路的电流方向为 XA YB若两极分别为铁和碳棒
7、，则 X 为碳棒，Y 为铁CX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为 XY答案 D解析 外电路电子流向为 X A Y ，电流方向与其相反； X 极失电子发生氧化反应，作负极，Y 极发生的是还原反应；若两极分别为铁和碳棒，则 Y 为碳棒，X 为铁。8.在如图所示的装置中，a 的金属活动性比氢要强，b 为碳棒， 下列关于此装置的叙述不正确的是( )A.碳棒上有气体放出，溶液 pH 变大B.a 是正极，b 是负极C.导线中有电子流动，电子从 a 极流向 b 极D.a 极上发生了氧化反应答案 B解析 本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。电
8、极 a、b 与电解质溶液稀 H2SO4 组成原电池。因活动性 ab(碳棒)，所以 a 为电池的负极，b 为正极。电极反应4式：a(负 )极：a ne =an (氧化反应) b(正) 极：nH ne = H2(还原反应)。由于n2正极消耗 H ，溶液中 c(H )减小，pH 增大。在外电路中，电子由 a 极流出经电流表流向b 极。9.下列关于右图所示原电池的说法正确的是( )A当 a 为 Cu，b 为含有碳杂质的 Al，c 为稀硫酸时，b 极上观察不到气泡产生B当 a 为石墨， b 为 Fe，c 为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流C当 a 为 Mg，b 为 Al，c 为 NaOH 溶液时，根据现
9、象可推知 Al 的活动性强于 Mg 的D当 a 为石墨，b 为 Cu，c 为 FeCl3 溶液时，a、b 之间没有电流通过答案 B解析 A 项，因为 b 为含有碳杂质的 Al，C、Al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的 H在该极上获得电子而产生 H2，所以在 b 极上可观察到气泡产生。B 项，开始时，能形成原电池，有短暂的电流产生，但 Fe 被浓硫酸钝化后，铁表面生成致密的氧化膜，内部的铁不再失去电子而不能形成电流。C 项，由于 Al 可与 NaOH 溶液反应，所以 Al 为原电池的负极，实际上，Mg 的活动性强于 Al 的，故不能据此判断 Al 的活动性强于 Mg 的。D 项，Cu 能与 FeC
10、l3 发生氧化还原反应，形成原电池而产生电流。10实验发现，298 K 时，在 FeCl3 酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe 3 立即被还原成Fe2 。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是( )A该原电池的正极反应：Zn2e =Zn2B左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去5C该电池铂电极上有气泡生成D该电池总反应：3Zn2Fe 3 =2Fe3Zn 2答案 B解析 Zn 失去电子，发生氧化反应，Zn 为负极，A 项错误；Fe 3 被还原为 Fe2 ，溶液红色逐渐褪去，B 项正确，铂电极作正极，无气泡生成，C 项错误；该电池总反应：Zn2Fe 3 =2Fe2 Zn
11、2 ，D 项错误。11根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )A2Ag(s) Cd 2 (aq)2Ag (aq)Cd(s) BCo 2 (aq)Cd(s)Co(s)Cd 2 (aq)C2Ag (aq) Cd(s)2Ag(s)Cd 2 (aq) D2Ag (aq)Co(s)2Ag(s)Co 2 (aq)答案 A解析 根据原电池知识，金属活动性负极正极，可得三种金属的活动性顺序应为：CdCoAg，则选项中符合此关系的置换反应成立。12.如图所示，烧杯内盛有浓 HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb 都有剩余。下列有关说法正确的是( )A.Fe 比
12、 Pb 活泼，始终作负极B.Fe 在浓 HNO3 中钝化，始终不会溶解C.电池停止工作时，烧杯中生成了 Fe(NO3)3D.利用浓 HNO3 作电解质溶液不符合“绿色化学”思想答案 D解析 开始时，电解质溶液是浓 HNO3，Fe 在浓 HNO3 中钝化，所以开始时 Pb 是负极：Pb2e =Pb2 ；随着反应的进行，浓 HNO3 变成稀 HNO3，Fe 变为原电池的负极：Fe2e =Fe2 。由于最终 Fe 有剩余，所以不会生成 Fe(NO3)3。根据 Pb 与浓 HNO3 反应：Pb4HNO 3(浓)= =Pb(NO3)2 2NO22H 2O，过量的 Fe 与稀 HNO3 发生反应：63Fe
13、8HNO 3(稀 )=3Fe(NO3)22NO4H 2O，可知反应产生了有害气体 NO2、NO ，会污染环境，不符合“绿色化学”思想。故选 D。二、填空题：本题包括 3 小题，共 40 分。13.（12 分）(1)向等质量的两份锌粉 a、b 中分别加入过量的稀 H2SO4，同时向 a 中加入少量 CuSO4 溶液，下列产生氢气的体积( V)与时间(t)的关系基本正确的是_。(2)甲、乙两个烧杯中盛有等体积等浓度的两份稀 H2SO4，分别加入足量的锌粒，要保证产生 H2 的量不变而使甲烧杯中的反应速率减慢、乙烧杯中的反应速率加快，可向甲烧杯中加入的一种盐是_( 写化学式，下同) ，向乙烧杯中加入
14、的一种盐是 _。答案 (1)A (2)CH3COONa(或 HCOOK 等) CuSO 4(或 CuCl2 等)解析 (1)Zn 粉的质量相等、H 2SO4 过量，H 2 的量由 Zn 粉的量决定。a 中部分 Zn 与CuSO4 发生反应置换出 Cu 并形成“ZnCu H 2SO4”原电池，反应速率加快了，但产生H2 的体积减小了。(2) 向甲中加入一种盐使 V(H2)不变而反应速率减慢，应使 c(H )减小而H 的总量不变，加入 CH3COONa 等弱酸盐最合适，但不能加入 Na2CO3、NaHCO 3、Na 2S等盐，因为它们与 H2SO4 反应产生气体而使 H2 的量减少；欲加快反应速率
15、，可加入CuCl2、CuSO 4 等盐，因为 Zn 粉足量，所以不影响产生 H2 的量，但不能加入 Cu(NO3)2，因为若加入 Cu(NO3)2，溶液中就有了 H 、NO ，与 Zn 反应不产生 H2。 314.（12 分）设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO 4(aq)，FeSO 4(aq)，CuSO 4(aq)，铜片，铁片，锌片和导线。(1)完成原电池甲的装置示意图，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，CuSO 4(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
16、中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原7因是_。答案 (1)(下列三幅图中，作出任意一幅即可)（3 分）或(2)电极逐渐溶解，表面有红色固体析出 （3 分）(3)甲（2 分） 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（4 分）解析 (1)金属活泼性：ZnFeCu，根据带盐桥原电池的工作原理，ZnSO 4(aq)/Zn(左)CuSO4(aq)/Cu(右)、FeSO 4(aq)/Fe(左)CuSO 4(aq)/Cu(右)和 ZnSO4(aq)/Zn(左)FeSO4(aq)/Fe(右)，都能构
17、成符合装置示意图所要求的原电池。(2)根据无盐桥原电池的工作原理，Zn(负极)CuSO 4(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，溶液中的 Cu2 移向正极，在正极上被还原为 Cu。(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，甲可更有效地将化学能转化为电能。15.（16 分）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
18、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)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_( 填“是”或“否”)，原因是_8_。(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_。答案 (1)b a（各 2 分，共 4 分）(2)MnO2e Li =LiMnO2（3 分）(3)否（1 分） 电极
19、Li 是活泼金属，能与水反应（2 分）(4)3MnO2KClO 36KOH 3K2MnO4KCl3H 2O （3 分） 21（3 分）= = = = =高 温 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 Li 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( )，Mn 4 Mn 6 Cl 5 Cl 1 所以化学方程式为 3MnO2KClO 36KOH 3K2MnO4KCl3H 2O；根据= = = = =高 温 “K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成 KMnO4(K2 nO4K nO4)和 MnO2(K2 nO4 O2)”，M 6 M 7 M 6 Mn 4 根据得失电子守恒，可知生成的 KMnO4和 MnO2的物质的量之比为 21。
