1、课时跟踪检测（五） 原电池的工作原理、化学电源1一个原电池总反应为ZnCu2=Zn2Cu，该电池材料及电解质溶液可能是()选项正极负极电解质溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DAgCuCuSO4解析：选C原电池总反应为ZnCu2=Zn2Cu，可得出其负极反应：Zn2e=Zn2(氧化反应)，正极反应：Cu22e=Cu(还原反应)，因此负极材料只能是Zn。正极为Cu2得电子还原成铜，电解质应为可溶性铜盐，正极材料为活泼性比Zn弱的Cu、Fe(或C、Pt)等。2下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是 ()解析：选BA项和C项装置中无外接电源，则构成原电池，铜电极均作正
2、极，发生的电极反应均为2H2e=H2，均放出H2。B项装置是电解池，铜电极作阳极，电极反应为Cu2e=Cu2，铜电极上无气体生成。D项装置是电解池，铜电极作阴极，电极反应为2H2e=H2，有H2放出。3目前常见的燃料电池主要有四种，下面是这四种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是 ()解析：选CA中通空气的一极为正极，电极反应式为O24e=2O2。B中通O2的一极为正极，电极反应式为2H2OO24e=4OH。C中通空气的一极为正极，电极反应式为4HO24e=2H2O。D中通CO2和O2的一极为正极，电极反应式为2CO2O24e=2CO。4(2016全国卷)MgAgCl电池是一种
3、以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 ()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：选BMgAgCl电池的电极反应：负极Mg2e=Mg2，正极2AgCl2e=2Ag2Cl，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。5.如图所示是Zn和Cu组成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上描述合理的是 ()Cu为负极，Zn为正极Cu极上有气泡产生，发生
4、还原反应SO向Cu极移动若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体正极反应式：Cu2e=Cu2，发生氧化反应电子的流向：CuZnAB C D解析：选D锌和铜组成原电池，锌为负极，铜为正极，错误；铜为正极，溶液中的H得到电子生成氢气，发生还原反应，正确；SO向锌极移动，错误；当有2 mol 电子转移时，生成1 mol氢气，所以当有0.5 mol 电子转移时，生成0.25 mol氢气，正确；铜为正极，H在正极发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2，错误；电子从锌电极经过导线流向铜电极，错误。6(2016全国卷)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反
5、应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是 ()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析：选CA项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2
6、，其体积为11.2 L(标准状况)。7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)装置乙中正极的电极反应式是 。(3)装置丙中溶液的c(H)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是 。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上有气体即产生H2，则A为正极，活动性DA，随着H的消耗，c(H)减小。答案：(1)A2e=A2(2)Cu
7、22e=Cu(3)变小(4)DABC8某实验室备有如下实验用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、NaCl溶液以及部分导线。试回答下列问题：(1)若选用铜片、碳棒、FeCl3溶液及导线，_(填“能”或“否”)构成原电池。若能，请画出其装置图。判断该电池的正极材料是_，负极材料是_，正极反应为 。负极反应为 。电池反应为 。若不能，请说明原因： 。(2)若选用铜片、铁片、NaCl溶液及导线并外加电流计，_(填“能”或“否”)组成原电池装置。解析：在分析构成条件时，要特别注意三个因素：活泼程度不同的金属作电极(也可以是金属和导电非金属)；要有电解质溶液；要形成
8、闭合电路。(1)、(2)中所涉及的装置均符合条件，能组成原电池。答案：(1)能碳棒铜片2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu22Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)能1已知：AB2=A2B；C2H2O=C(OH)2H2；以B、D为电极，与D的盐溶液组成原电池，电极反应式为D22e=D、B2e=B2。下列说法正确的是 ()A氧化性：D2B2A2C2B氧化性：C2D2A2B2C反应DA2=AD2能够进行D提取某废水中含有的少量A2时可以选用C解析：选A同一化学反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性。AB2=A2B，该反应中氧化剂是B2，氧化产物是A2，所以氧化性：B2A2；C2H2O=C(OH)2H
9、2，该反应中氧化剂是H2O，氧化产物是C(OH)2，所以氧化性：H2OC2，说明C为活泼金属，C2的氧化性非常弱；以B、D为电极与D的盐溶液组成原电池，电极反应为D22e=D、B2e=B2，该电池的总反应式为D2B=DB2，氧化剂是D2，氧化产物是B2，所以氧化性：D2B2，所以各离子的氧化性强弱关系为D2B2A2C2，A项正确，B项错误；根据化学反应DA2=AD2，说明氧化性：A2D2，与前面的结论不符，C项错误；因为C可与水反应，则提取某废水中含有的少量A2时不可以选用C，D项错误。2将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确()A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲
10、中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速度甲比乙慢解析：选C甲、乙中发生的反应均为ZnH2SO4=ZnSO4H2，故pH均增大；甲形成原电池，铜片是正极，表面有气泡产生；乙中Zn与稀硫酸反应，在Zn表面产生气泡，产生气泡的速度比甲慢。3某同学组装了如图所示的电化学装置。电极为Al，其他电极均为Cu，则 ()A电流方向：电极电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu解析：选A首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极为负极，电极为正极，所以电流方向：电极电极，A正确。电极上铝失电子发
11、生氧化反应，B错。电极上有铜析出，C错。电极的电极反应：Cu2e=Cu2，D错。4.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=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Da和b分别连接直流电流正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动解析：选Da和b不连接时，不能构成原电池，铁与铜发生置换反应，生成的铜附着在铁片上，A项正确；a和b用导线连接，构成原电池，溶液中的Cu2得到电子生成铜在铜片上析出，B项正确；无论a和b是否连接，都是铁片不断溶解生成Fe2，溶液中的C
12、u2不断得到电子生成Cu，溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，铜片做阳极，失电子生成铜离子，溶液中Cu2向阴极移动，在阴极上得电子，D项错误。5某可充电的锂离子电池LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li导电固体为电解质。放电时的电池反应为LiLiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是 ()A放电时，LiMn2O4发生氧化反应B放电时，正极反应为LiLiMn2O4e=Li2Mn2O4C充电时，LiMn2O4发生氧化反应D充电时，阳极反应为Lie=Li解析：选B根据电池反应可写出电极反应式为负极：Lie=Li正极：LiMn2O4Lie=Li
13、2Mn2O4则充电时的电极反应式为阴极：Lie=Li阳极：Li2Mn2O4e=LiMn2O4Li可知B正确，D错误；放电时，LiMn2O4发生还原反应生成Li2Mn2O4，充电时，Li2Mn2O4发生氧化反应生成LiMn2O4，A、C均不正确。6某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(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LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移1 mol e，石墨(C6)电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li
14、1xCoO2xLi解析：选CA原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC6xe=xLiC6，正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，正确。7(2017全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是 ()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材
15、料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多解析：选D 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池
16、中Li2S2的量越多，D项错误。8下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH3O24NaOH=2Na2CO36H2O请回答下列问题：(1)图中甲、乙两池的名称：甲池是_装置，乙池是_装置；(2)下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是_，B(石墨)电极的名称是_；(3)写出电极反应式：通入O2的电极的电极反应式是 ；A(石墨)电极的电极反应式为 ；(4)乙池中反应的化学方程式为_；(5)若反应结束后乙池中A(石墨)电极上共收集到气体0.050 mol，则甲池中理论上消耗O2_mL(标准状况下)。解析：甲池是以CH3OH为燃料的燃料电池，乙池是以石墨为电极电解饱和食盐水的电解装置。根据电子守恒O24e2H2 1 mol 2 mol n(O2) 0.050 mol n(O2)0.025 molV(O2)0.56 L560 mL答案：(1)原电池电解池(2)负极阳极(3)O22H2O4e=4OH 2H2e=H2(4)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(5)560