1、基础课时3原电池原理及应用(时间：45分钟)一、选择题(每小题仅有一个选项符合题意)1下列有关电池的说法不正确的是()。A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极答案B2下列反应没有涉及原电池的是()。A生铁投入稀盐酸中B铜片与银片用导线连接后，同时插入FeCl3溶液中C纯锌投入硫酸铜溶液中D含铜的铝片投入浓硫酸中答案D3选用下列试剂和电极：稀 H2 SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流计的指针均明显偏转，则其可能的组合共有(
2、)。A6种 B5种C4种 D3种解析铁棒、铜棒作电极，H2SO4、Fe2(SO4)3作电解质可组成两种原电池，铁棒、铂棒作电极，H2SO4、Fe2(SO4)3 作电解质可组成两种原电池，铂棒、铜棒作电极，Fe2(SO4)3作电解质可组成一种原电池，一共能形成5种原电池，均能够观察到电流计指针明显偏转。答案B4.如图所示，杠杆AB两端分别挂有大小相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中分别滴入浓CuSO4溶液和浓FeSO4 溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)()。A杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低
3、B杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高C当杠杆为导体时，A端低B端高D当杠杆为导体时，A端高B端低解析当杠杆为导体时，构成原电池，Fe球作负极，Cu球作正极，电极反应式分别为负极：Fe2e=Fe2，正极：Cu22e=Cu，铜球质量增加，铁球质量减少，杠杆A端低B端高。答案C5.实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()。A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn2解析该电池的
4、总反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3e=Fe2，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn2e=Zn2。由于左烧杯中的Fe3被还原为Fe2，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。答案B6.燃料电池具有能量转化率高、无污染等特点，如图为MgNaClO燃料电池的结构示意图。下列说法正确的是()。A镁作Y电极B电池工作时，Na向负极移动C废液的pH大于 NaClO 溶液的pHDX 电极上发生的反应为ClO 2H2O 4e=ClO 4H解析图中 OH向Y电极移动，那么Y为负极，故镁作Y电极，A正确；电池工作时，Na向正极移动，B错；X电极上发生的反应为ClO H2O2e=Cl
5、 2OH，OH移向负极与Mg2反应生成Mg(OH)2沉淀，废液 NaCl 溶液的pH小于 NaClO 溶液的pH，故C、D错误。答案A二、不定项选择题(每小题有12个选项符合题意)7利用人工光合作用合成甲酸的原理为2CO22H2O2HCOOHO2，装置如下图所示，下列说法不正确的是()。A该装置将太阳能转化为化学能和电能B电极1周围pH增大C电极2上发生的反应为CO22H2e=HCOOHDH由电极1室经过质子膜流向电极2室解析在太阳能作用下CO2和H2O转化为HCOOH和O2，并且有电子流动，太阳能转化为化学能和电能，选项A正确；电极1流出电子，反应式是2H2O4e=4HO2，周围pH减小，选
6、项B错误；根据总反应方程式推出电极2上发生的反应为CO22H2e=HCOOH，选项C正确；电极1反应产生H，电极2反应消耗H，故H由电极1室经过质子膜进入电极2室，选项D正确。答案B8有关电化学知识的描述正确的是()。A理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池B某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液C因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，必是铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe2e=Fe2D由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O解析A项，原电
7、池反应是自发进行的氧化还原反应；B项，因为电解质溶液中有Ag，盐桥内不能有Cl，因为二者反应会生成AgCl沉淀；C项，Fe、Cu、浓硝酸组成的原电池，由于铁遇浓硝酸钝化，则Cu为负极，Fe为正极，其负极反应式为Cu2e=Cu2；D项，由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，电池总反应为2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2，Al作负极，负极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O，D正确。答案AD9下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。
8、下列叙述中正确的是()。A甲组操作时，电流计(A)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2作正极D乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I解析装置中的反应，AsO2I2HAsOI2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作，电流计(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深。向装置 的B烧杯中加入NaOH溶液，发生反应AsO2eH2O=AsO2H，电子由C2棒沿导线到C1棒，发生反应I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。答案D10用选项中的电极、溶液和如图所示装置可组成原电池。下列现象或结论的叙述正确的
9、是木()。选项电极a电极bA溶液B溶液现象或结论ACuZnCuSO4ZnSO4一段时间后，a增加的质量与b减少的质量相等BCuZn稀H2SO4ZnSO4盐桥中阳离子向b极移动CFeCNaClFeCl3外电路电子转移方向：abDCCFeCl3KI、淀粉混合液若开始时只增大FeCl3溶液浓度，b极附近溶液变蓝的速度加快解析对于A选项来说，电极b的电极反应为Zn2e=Zn2，电极a的电极反应为Cu22e=Cu，所以一段时间后，a增加的质量小于b减少的质量；B项，由于b极上锌失电子，盐桥中阴离子向b极移动；C项，Fe作负极，C作正极，外电路电子转移方向：ab。答案CD三、填空题11依据氧化还原反应：2
10、Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_。(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_。(3)外电路中的电子流向为_。(4)盐桥中的Cl向_极移动。解析设计原电池应将氧化还原反应2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)拆分为氧化反应和还原反应两个半反应(电极反应式)；根据原电池构成的条件确定原电池的正、负极材料和电解质溶液，铜作负极，Ag作正极，AgNO3溶液作电解质溶液。答案(1)铜(或Cu)AgNO3溶液(2)正Age=Ag(3)从负极(Cu)流向正极(Ag)(4)Cu(或负)12(1)观察
11、如图所示的两个装置，图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为_。(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，该极的电极反应式为_。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)由图1可知还原性CrCu，但在稀硝酸中却出现了反常，结合稀硝酸的氧化性，不难推测铬被稀硝酸钝化，导致活性降低。(2)CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极。由总反应式 CH42OH2O2=CO3H2O减去正极反应式O22H2O4e
12、=4OH可得负极反应式。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)金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成 H2金属铬易被稀硝酸钝化(2)a CH410OH8e=CO 7H2O减小 13(1)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应式为H22NiOOH2Ni(OH)2。图1根据所给信息判断，混合动力
13、车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将_(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_。(2)图2是一种新型燃料电池，以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题：A极为电源_(填“正”或“负”)极，写出A极的电极反应式：_。要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与_极(填“C”或“D”)相连。当消耗标准状况下2.24 L CO时，C电极的质量变化为_。解析(1)上坡或加速时，电动机工作，为原电池，乙电极中NiOOHNi(OH)2，Ni的化合价降低，乙电极为正极，电极反应式为NiOOHeH=Ni(OH)2，周围溶液的pH增大。(2)在燃料电池中可燃性气体作负极，即A为负极，根据所给新型燃料电池的构成原理装置图，结合原电池的工作原理，可直接写出A极的电极反应式：CO2eCO=2CO2。根据电解精炼原理，粗铜应与电源的正极相连，精铜应与电源的负极相连，因B极是正极，所以B极应与D极相连。标准状况下2.24 L CO失去0.2 mol e，根据得失电子守恒，C极上增加Cu的质量为6.4 g。答案(1)增大NiOOHeH=Ni(OH)2(2)负CO2eCO=2CO2D增加6.4 g