1、1第 1 节 原电池一、选择题1下列说法正确的是( )A构成原电池正极和负极的材料必须是金属B在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应D原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能【答案】：C【解析】：原电池也可以用石墨作电极，A 错误。电子流出的一极是负极，负极发生氧化反应，B 错误。粗锌中的杂质与锌及稀硫酸构成原电池，加快锌与稀硫酸的反应，C 正确。原电池将化学能转化为电能，转化效率较高，但不能全部转化为电能，原电池工作时发热就是一部分能量转化为热能，D 错误。2在理论上可设计成原电池的化学反应是( )AC(s)H 2O(g)=CO(g)H
2、2(g) H 0BBa(OH) 28H2O(s)2NH 4Cl(s)=BaCl2(aq)2NH 3H2O(l)8H 2O(l) H0CCaC 2(s)2H 2O(l)=Ca(OH)2(s)C 2H2(g) H0DCH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O (l) H0【答案】：D【解析】：能设计成原电池的化学反应属于能自发进行的放出能量的氧化还原反应。A 为吸热的非自发氧化还原反应 ，B、C 不属于氧化还原反应，D 为能自发进行的放出能量的氧化还原反应。3.某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是( )A.a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出B.a 和 b
3、 用导线连接时，铜片上发生的反应为 Cu2 2e =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2D.a 和 b 用导线连接后，电流由铁电极经导线流向铜电极【答案】：D【解析】：a 和 b 不连接时，Fe 和 Cu2 直接发生氧化还原反应，铁片上会有金属铜析出，A 项正确；若 a 和 b 用导线连接，则构成原电池，此时铁为负极，铜为正极，电极反应式分别为 Fe2e =Fe2 、Cu 2 2e =Cu，B 项正确；分析选项 A、B 可知，选项C 是正确的；在原电池中，电流应由正极流出，经导线流向负极，故 D 项错。4.某原电池反应的离子方程式为 Fe2H =Fe2
4、 H 2，则下列说法中正确的是( )A.用 HNO3 作电解质溶液 B.用锌作原电池正极C.用铁作负极，铁的质量不变 D.用铜作原电池正极【答案】：D【解析】：根据原电池反应式可以确定原电池负极为 Fe，电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸，但不能为 HNO3，若为稀 HNO3，则原电池反应为3Fe8H 2NO =2NO 3Fe 2 4H 2O。 35.如图所示,X 为单质硅,Y 为金属铁,a 为 NaOH 溶液,组装成一个原电池,下列说法中正确的是( )A.X 为负极,电极反应为:Si-4e - Si4+B.X 为正极,电极反应为:4H 2O+4e- 4OH-+2H2C.X 为负极,电极反应为:Si+
5、6OH -4e- Si +3H2O2-3D.Y 为负极,电极反应为:Fe-2e - Fe2+【答案】：C【解析】：硅、铁、NaOH 溶液组成原电池时,Si 为负极:Si-4e -+6OH- Si +3H2O;2-3铁为正极:4H 2O+4e- 4OH-+2H2,总反应:Si+2NaOH+H 2O Na2SiO3+2H2。6有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：实验次数 电极材料 水果品种 电极间距/cm电压/mV1 锌 铜 菠萝 3 90032 锌 铜 苹果 3 6503 锌 铜 柑橘 3 8504 锌 铜 西红柿 3 7505 锌 铝 菠萝 3 6506 锌 铝 苹果
6、3 450下列对于甲同学提出的问题，乙同学解释不正确的是( )甲：实验 6 中的负极反应式如何写？乙：铝为负极，Al3e =Al3 。甲：实验 1 和实验 5 电流方向为什么相反？乙：实验 1 中锌为负极，电流由铜经导线流向锌；实验 5 中铝为负极，电流由锌经导线流向铝。甲：水果电池的电压与哪些因素有关？乙：只跟水果的类型有关。A B C D【答案】：A【解析】：实验 6 中 Al 为负极，故负极反应式为 Al3e =Al3 ，正确；实验 1中 Zn 为负极，实验 5 中 Al 为负极，正确；对比实验 1 和实验 5 可发现水果类型相同时，电极材料不同，电压也不相同，不正确。7.分析如图所示的
7、四个原电池装置，下列结论正确的是( )A.中 Mg 作负极，中 Fe 作负极B.中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2O6e =6OH 3H 2C.中 Fe 作负极D.中 Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H24【答案】：B【解析】：电解质溶液不同，导致两极反应发生改变。当稀硫酸是电解质溶液时，Mg作负极( 活动性 MgAl)；当 NaOH 溶液是电解质溶液时， Al 作负极(Mg 不与 NaOH 溶液反应) ； 中 Cu 作负极，反应式为 Cu2e =Cu2 ，Fe 作正极，因为常温下，Fe 遇浓硝酸发生钝化；中 Cu 作正极，电极反应式为 2H2OO 2 4e =4OH 。8.关于
8、下图所示的原电池，下列说法正确的是( )A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是 2H 2e =H2D.取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变【答案】：A【解析】：锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A 选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B 选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为 Cu2 2e =Cu，C 选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D 选项错误。9.用铜片、银片、Cu(NO 3)2 溶液、AgNO 3 溶液、导线和盐桥( 装
9、有琼脂-KNO 3 的 U 形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为 Ag e =Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 将铜片直接浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A. B. C. D.【答案】：C【解析】：铜片、银片、Cu(NO 3)2 溶液、AgNO 3 溶液、导线、盐桥构成一个原电池，Cu 作负极，Ag 作正极，电极反应为 Cu2e =Cu2 (负极) ，2Ag 2e =2Ag(正极) ，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子是由负极流向正极，电流的方向和电子的流向相反。因此错误，正确。51
10、0.根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )A.2Ag(s)Cd 2 (aq)=2Ag (aq)Cd(s)B.Co2 (aq)Cd(s)= =Co(s)Cd 2 (aq)C.2Ag (aq)Cd(s)= =2Ag(s)Cd 2 (aq)D.2Ag (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 CdCo Ag，则选项中符合此关系的置换反应成立。11.下列叙述正确的是( )A.反应 AlCl34NaOH =NaAlO23NaCl 2H 2O 可以设计成原电池B.Zn 和稀硫酸反应时，加入少量
11、CuSO4 溶液能加快产生 H2 的速率C.把 Fe 片和 Cu 片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到 Cu 片上产生大量气泡，说明 Cu 与 H2SO4 能发生反应而 Fe 被钝化D.ZnCu 原电池工作过程中，溶液中 H 向负极作定向移动【答案】：B【解析】：A 项，属非氧化还原反应，不能用于设计原电池；B 项，锌与置换出来的铜在电解质溶液中形成原电池，加快产生 H2 的速率；C 项，构成原电池，负极Fe2e =Fe2 ，正极 2H 2e =H2；D 项，H 向原电池的正极作定向移动。12下图中甲和乙均是盐桥原电池装置。判断下列说法不正确的是( )A甲中电池总反应的离子方程式为 Cd
12、(s)Co 2 (aq)=Co(s)Cd 2 (aq)B反应 2Ag(s)Cd 2 (aq)=Cd(s)2Ag (aq)能够发生C盐桥的作用是形成闭合回路，并使两烧杯中溶液保持电中性6D乙电池中有 1 mol 电子通过外电路时，正极有 108 g Ag 析出【答案】：B【解析】：根据甲、乙装置分析可知 A 项正确，且可推知 Cd 的活泼性强于 Ag，故Ag 不能置换出 Cd，B 项错误。二、填空题13.由 A、B、C、D 四种金属按下表中装置图进行实验。装置现象 二价金属 A 不断溶解 C 极质量增加 A 上有气泡产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_ 。(2)装置乙
13、中正极的电极反应式是_ 。(3)装置丙中溶液的 pH_(填“变大” 、 “变小”或“ 不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_ 。【答案】：(1)A2e =A2 (2)Cu 2 2e =Cu(3)变大 (4)DABC【解析】：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中 A 不断溶解，则 A 为负极、B 为正极，活动性 AB；乙中 C 极增重，即析出 Cu，则 B 为负极，活动性 BC；丙中 A 上有气泡即 H2产生，则 A 为正极，活动性 DA，随着 H 的消耗，pH 变大。14.常温下，将除去表面氧化膜的 Al、Cu 片插入电解质 A 溶液中组成原电池，如图 1所示：图 1 图
14、27(1)若 A 为稀盐酸，则 Al 片作 _极，该电极的电极反应式为_，Cu 片电极反应式为_。(2)若 A 为 NaOH，则 Al 片作_极，该电极的电极反应式为_。(3)若 A 为浓 HNO3，测得原电池的电流强度(I) 随时间(t)的变化如图 2 所示，反应过程中有红棕色气体产生。0t 1 s 时，原电池的负极是_ ，正极的电极反应式为_，溶液中的 H 向_极移动。 t1 时，原电池中电子流动方向发生改变，此时_作负极，该电极的电极反应式为_。(4)若 A 为稀 HNO3，则 Cu 片作_极，该电极的电极反应式为_。【答案】：(1)负 Al3e =Al3 2H 2e =H2(2)负 A
15、l4OH 3e =AlO 2H 2O 2(3)Al 片 NO 2H e =NO2H 2O 3正(或 Cu 片) Cu 片 Cu2e =Cu2(4)正 NO 3e 4H =NO2H 2O 3【解析】：(1)CuAl盐酸构成的原电池，Al 作负极，电极反应式为Al3e =Al3 ；Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2。(2)AlCuNaOH 溶液构成的原电池，Al 作负极，电极反应式为Al3e 4OH =AlO 2H 2O，Cu 作正极，电极反应式为 2H2O2e =H22OH 。 2(3)AlCu浓硝酸构成的原电池，在 0 t1时，Al 片作负极，正极 NO 在酸性条件 3下得电子生成
16、 NO2和 H2O，在原电池中，阳离子向正极移动，即 H 向正极移动。由于 Al 在浓 HNO3中发生了钝化，生成的氧化膜阻止了反应的进行，此时 Cu 与浓 HNO3反应而导致 Cu作负极，电子流动方向发生改变。(4)AlCu稀 HNO3构成的原电池中 Al 片作负极，Cu 片作正极，该电极上 NO 在酸 3性条件下得电子生成 NO 和 H2O。15.某研究性学习小组根据反应 2KMnO410FeSO 48H 2SO4=2MnSO45Fe 2(SO4)3K 2SO48H 2O 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 molL 1，溶液的体积均为 200 mL，盐桥中装有
17、饱和 K2SO4 溶液。8回答下列问题：(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 SO 移向_( 填“甲”或“乙”)烧杯。24(3)写出两烧杯中的电极反应式：甲_，乙_。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO 4 浓度变为 1.5 molL1 ，则反应中转移的电子为_mol。【答案】：(1)a 还原 (2)乙(3)MnO 5e 8H =Mn2 4H 2O 5Fe 2 5e =5Fe3 4(4)0.5【解析】：(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO 4作氧化剂，发生还原反应，故石墨 a 是正极。(2)电池工作时，SO 向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的24电极反应式为 MnO 5e 8H =Mn2 4H 2O；乙烧杯中的电极反应式为 45Fe2 5e =5Fe3 。(4)溶液中的 MnSO4浓度由 1 molL1 变为 1.5 molL1 ，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的 MnSO4的物质的量为 0.5 molL1 0.2 L0.1 mol，转移的电子为 0.1 mol50.5 mol。
