1、课时跟踪检测（十六） 原电池的工作原理1下列有关原电池的说法中正确的是()A原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能B实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应C在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D构成原电池正极和负极的材料必须是金属，原电池中正极材料一定是不活泼金属解析：选B原电池中化学能除转化为电能外，还有部分转化为热能，原电池的能量转化率小于100%，故A错误；粗锌与稀硫酸能形成原电池，能加快反应速率，所以实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应，故B正确；电子流出的一极为失电子的负极，该电极发生氧化反应，被氧化，故C错误；在原电池中一般是相对较活泼的金属作负极，不活泼
2、的金属或能导电的非金属(如石墨棒)作正极，但在Mg、Al、氢氧化钠原电池中，较不活泼的Al作负极，活泼的镁为正极，故D错误。2分别将镁条和铝条平行插入盛有一定浓度稀盐酸、NaOH溶液的烧杯中，用导线和电流计连接成两个原电池，装置如图所示。原电池工作时，下列叙述正确的是()A因为Mg比Al活泼，所以两个原电池中负极都是MgB两个原电池中，电子都是由镁条通过导线流向铝条C两个原电池中，反应放出的能量都完全转化成电能D两个原电池中，正极都有氢气生成解析：选D第一个装置中电解质溶液为稀盐酸，Mg、Al均能与盐酸反应，因Mg比Al活泼，Mg作负极，Al作正极；第二个装置中电解质溶液为NaOH溶液，Mg不
3、与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液发生自发的氧化还原反应，故负极为Al，正极为Mg。根据以上分析可知，第一个装置中Mg为负极，第二个装置中Al为负极，A错误。第一个装置中电子由Mg条通过导线流向Al条，第二个装置中电子由Al条通过导线流向Mg条，B错误。原电池中，化学能不可能全部转化为电能，C错误。两个装置中正极都是氢离子得电子生成氢气，在正极都会有氢气产生，D正确。3下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是()A均发生了化学能转化为电能的过程BZn和Cu既是电极材料又是反应物C工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高解析：选B两个装置都为原电池装置，均发
4、生了化学能转化成电能的过程，故A正确；锌比铜活泼，根据原电池的工作原理知，锌作负极，铜作正极，铜本身不是反应物，故B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，故C正确；图乙装置中产生的电流在一段时间内变化不大，但图甲装置中产生的电流在较短时间内就会衰减，故D正确。4等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中滴入少量的CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()解析：选A等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，a中发生反应：ZnCu2=Zn2Cu，形成原电池，反应速率增大，反应速率快于b
5、，但生成的氢气也少于b，图像为A。5锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选CA项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池中c(SO)基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn2e=Zn2，乙池反应为Cu22e=Cu，甲池中的Zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中的电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g
6、 Cu析出，就有65 g Zn2进入乙池，乙池溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。6某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A该装置将化学能转化为电能B负极的电极反应是AgIe=AgIC电池的总反应是AgI=AgID盐桥(含KNO3的琼脂)中NO从左向右移动解析：选DA项，经分析，该装置是原电池装置，则该装置将化学能转化为电能，正确；B项，根据电子的移动方向，可以推断出左侧电极为负极，该电极反应为AgIe=AgI，正确；C项，该电池中，表观上看，只有Ag和I反应，所以总反应是AgI=AgI，正确；D项，左侧电极为负极，右侧电
7、极为正极，NO带负电荷，向负极移动，所以应该是从右向左移动，错误。7下列有关原电池的说法中不正确的是()A由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，放电时SO向Al电极移动B由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2OC由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu2D由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为Cu2e=Cu2解析：选D该原电池中，铝比铜活泼，铝易失去电子而作负极，在原电池中阴离子向负极移动，所以放电时SO向Al电极移动，故A正确；由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，铝能和氢氧化钠溶液反应，Al失去电子而作负极，
8、镁作正极，其负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O，故B正确；该原电池中，Al遇浓硝酸发生钝化，Cu能与浓硝酸发生反应，Cu失去电子而作负极，Al作正极，其负极反应式为Cu2e=Cu2，故C正确；该原电池中，铁易失去电子而作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe2e=Fe2，故D错误。8原电池的应用极为广泛。利用如图所示原电池可测量空气中Cl2的含量，电解质是Ag可以在其中自由移动的固体物质，下列分析正确的是()A电流从Ag电极经外电路流向Pt电极B电池工作时，电解质中Ag的数目增多C正极反应式：Cl22e=2ClD空气中c(Cl2)越大，Ag电极消耗速率越快解析：选D电子从Ag电极(负极)经
9、外电路流向Pt电极(正极)，故A错误；电池工作时，负极Ag失去电子变为Ag，正极上Cl2获得电子变为Cl，Cl与电解质中的Ag结合形成AgCl沉淀，因在负极生成2 mol Ag时，正极同时生成2 mol AgCl，所以电解质中Ag的数目不变，故B错误；氯气在正极发生还原反应生成Cl，Cl与Ag反应生成AgCl沉淀，电极反应式是Cl22e2Ag=2AgCl，故C错误；反应原理是Ag与氯气反应，空气中c(Cl2)越大，Ag电极消耗速率越快，故D正确。9常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(如图甲)，测得原电池的电流(I)随时间(t)的变化如图乙所示，已知Ot1 s时，原
10、电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是()AOt1 s时，正极的电极反应式为2HNOe=NO2H2OBOt1 s时，溶液中的H向Cu电极移动Ct1 s时，负极的电极反应式为Cu2e=Cu2Dt1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应解析：选A原电池的正极发生还原反应，电极反应式为2HNOe=NO2H2O，故A错误；在Ot1 s时，铝作负极，在电场作用下，阳离子向电池正极移动，即溶液中的H向Cu电极移动，故B正确；由图乙得t1 s时刻电流方向改变，说明电池的负极发生变化，所以t1 s时，负极的电极反应式为Cu2e=C
11、u2，故C正确；t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应，故D正确。10图甲和图乙均是双液原电池装置。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(s)Co2(aq)=Co(s)Cd2(aq)B反应2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)不能够发生C盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子D乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出解析：选C根据甲图知，Cd失电子，Co2得电子，所以其电池反应的离子方程式为Cd(s)Co2(aq)=Co(s)Cd2(aq)，A正确；根据乙图知，Co失电子，Ag得电
12、子，所以氧化性强弱顺序为AgCo2Cd2，因此反应2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)不能发生，B正确；原电池放电时，盐桥中的阴、阳离子定向移动而构成闭合回路，且使两溶液中电荷平衡，所以盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性，电子不能通过溶液传递，且盐桥中不能装含氯化钾的琼脂，因为ClAg=AgCl，C错误；根据Co(s)2Ag(aq)=2Ag(s)Co2(aq)知，当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出，D正确。11某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题：(1)导线中电子流向为_(用a、b表示)。(2)写出
13、装置中锌电极上的电极反应式：_。(3)若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为_。(4)装置中的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K、Cl的移动方向表述正确的是_(填字母)。A盐桥中的K向左侧烧杯移动、Cl向右侧烧杯移动B盐桥中的K向右侧烧杯移动、Cl向左侧烧杯移动C盐桥中的K、Cl都向左侧烧杯移动D盐桥中的K、Cl几乎不移动(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2，会加速Zn电极的腐蚀，还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填字母)。ANaOH BZnCFe DH2SO4解析：(1)在该原电池中Zn为负极，
14、Cu为正极，在导线中电子流向是由a到b(或ab)；(2)在该装置中，锌电极为负极，失去电子发生氧化反应，则Zn电极的电极反应式为Zn2e=Zn2；(3)在Cu电极上发生还原反应，电极反应式为Cu22e=Cu，每生成1 mol Cu，正极质量增加64 g，转移2 mol电子。若装置中铜电极的质量增加0.64 g，生成的Cu的物质的量是0.01 mol，则导线中转移的电子的物质的量是0.02 mol，故转移的电子数目为1.2041022(或0.02NA)；(4)在装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，盐桥中的K向右侧烧杯的正极区移动；Cl向左侧烧杯的负极区移动，故合理选项
15、是B；(5)除去其中含有的Cu2，既不能引入新的杂质离子，也不能与Zn2反应，根据金属活动性：ZnCu，可用Zn作还原剂，发生反应：ZnCu2=Zn2Cu，达到除杂净化的目的，故合理选项是B。答案：(1)由a到b(或ab)(2)Zn2e=Zn2(3)1.2041022(或0.02NA)(4)B(5)B12.某兴趣小组为了提高电池的效率设计了如图所示的原电池。请回答下列问题：(1)若X是AlCl3溶液，Y是稀硫酸，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片()_ _，Cu片()_。(2)若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片()_，Cu片()_。解析：(1)若X是Al
16、Cl3溶液，Y是稀硫酸，实质上是由Al稀硫酸Cu组成的原电池，由于Al比Cu活泼，所以Al作负极，Al失电子被氧化为Al3，Cu作正极，溶液中的H得电子被还原为H2。(2)若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，实质上是由Al浓硝酸Cu组成的原电池，由于Al遇浓硝酸发生钝化，Al作正极，Cu作负极，Cu失电子被氧化为Cu2。答案：(1)负极Al3e=Al3正极2H2e=H2(2)正极NO2He=NO2H2O负极Cu2e=Cu213原电池是化学对人类的一项重大贡献。(1)依反应2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：电极X的材料是_(填化学式)；电解质溶
17、液Y是_溶液。银电极为电池的正极，发生的电极反应式为_。导线上转移0.2 mol电子时，Cu片质量减轻_g。(2)铅蓄电池在放电时发生的电池反应为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，负极的电极反应式为_。(3)LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4、SOCl2溶液。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。则该电池正极的电极反应式为_。解析：(1)根据反应的总方程式，Cu作负极失电子，则X电极为Cu；银作正极，溶液中的银离子得电子生成银，则溶液Y为硝酸银溶液；银作正极，溶液中的银离子得电子生成银，电极反应式为Age=Ag；Cu片发生反应：Cu2e=Cu2，转移0.2 mol电子时，反应消耗0.1 mol铜，铜片质量减轻6.4 g。(2)Pb作负极，失电子与溶液中的硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb2eSO=PbSO4。(3)电池正极有元素的化合价降低，得电子，根据总反应可知，SOCl2得电子生成S和SO2，电极反应式为2SOCl24e=4ClSSO2。答案：(1)CuAgNO3Age=Ag6.4(2)Pb2eSO=PbSO4(3)2SOCl24e=4ClSSO2