1、第四节 原电池原理及应用1在原电池构成的闭合回路中，关于电子和阴、阳离子运动方向的描述正确的是()A电子从原电池的负极通过导线移动向正极B电子从原电池的正极通过导线移动向负极C阴离子在电解质溶液中向正极移动D阳离子在电解质溶液中向正极移动解析：根据同一闭合回路中，同性电荷运动方向一致，异性电荷运动方向相反的规律，在电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。答案：AD2(2008重庆理综，12)如图所示，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 () Aa中铁钉附近呈现红色 Bb中铁钉上发生还原
2、反应Ca中铜丝上发生氧化反应 Db中铝条附近有气泡产生解析：依据原电池原理分析可知：a中铁钉作负极，发生氧化反应，铜丝作正极发生O22H2O4e=4OH的还原反应，可知A、C错误；b中铁钉作正极，发生O22H2O4e=4OH的还原反应，而铝条发生氧化反应不会冒气泡，D错误。答案：B3(2009广东)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，锌电极是负极解析：本题考查实用电池的有关知识。手机用电池是可充电电池，A对；铜锌原电池，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流
3、向正极，B错；燃料电池将化学能转化为电能，C对；锌锰干电池，Zn为负极，D对。答案：B4(2010东城期末)摩托罗拉公司研发了一种由甲醇、氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，容量达氢镍电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充电一次。其电池反应为：2CH3OH3O24OH 2CO326H2O，则下列说法不正确的是 ()A充电时，电能转化为化学能B充电时，电解质溶液的pH逐渐增大C放电时，CH3OH参与反应的电极为负极，发生还原反应D放电时，负极的电极反应为：CH3OH8OH6e=CO326H2O解析：分析充放电反应原理，可知，充电时，生成强碱，故pH逐渐增大；放电时，CH3OH被氧化，故参与
4、负极反应，发生氧化反应，电极反应式见D选项。答案：C5(2009江苏)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示。关于该电池的叙述正确的是 () A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为：C6H12O66H2O24e=6CO224HC放电过程中，H从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L解析：高温条件下，微生物失去生理活性，A不正确；B正确；放电过程中，H向正极移动,C不正确；结合B中负极反应和电子守恒可得电池总反应为：C6H12O66O26CO26H2O，消耗1 mol氧气，理论上生成CO2 1 mol，在标准状况下的体积应为2
5、2.4 L，D不正确。答案：B6关于铅蓄电池的说法正确的是 ()A在放电时，正极发生的反应是Pb(s)SO42(aq)=PbSO4(s)2eB在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)2e=Pb(s)SO42(aq)解析：A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：PbO24HSO422e=PbSO42H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。答案：B7(2008北京理综，5)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为
6、KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是 ()A正极反应式为：O22H2O4e 4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2 2H2OD用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时,有0.1 mol电子转移解析：碱性氢氧燃料电池总反应式是2H2O2=2H2O，不消耗和生成KOH，O2为正极反应物，故A、B、C都正确；由Cl生成0.1 mol Cl2转移0.2 mol电子，D错误。答案：D8有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实验：将X和Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀将片状的X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，
7、W比X反应剧烈用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z根据以上事实，下列判断或推测错误的是 ()AZ的阳离子氧化性最强 BW的还原性强于Y的还原性CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X做负极解析：由得XY，得WX，得YZ，则活泼性顺序为WXYZ。答案：C9右图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 ()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2eFe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢
8、腐蚀解析：a中发生吸氧腐蚀，气体压强减小，b中发生析氢腐蚀，气体压强增大，所以红墨水柱两边的液面变为左高右低，故B项错。答案：B10有关右图装置中的叙述正确的是 ()A这是电解NaOH溶液的装置B溶液中发生了变化：4Fe(OH)2O22H2O 4Fe(OH)3CFe为正极，电极反应为：Fe2e2OH Fe(OH)2DNaOH溶液的碱性逐渐减弱解析：这是一个原电池装置，也是一个吸氧腐蚀装置。电极反应的书写应与电解质溶液的性质相联系。电解质pH的变化应与电极反应相联系。答案：B11由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列
9、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pH_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼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，活泼性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性DA，随着H的消耗，pH变大。答案：(1)A2e A2(2)Cu22e Cu(3)变大(4)DABC12有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H和Z
10、n2进行工作，试分析其工作原理，并写出有关反应的化学方程式。解析：根据构成原电池的三个条件分析：Zn是较活泼金属，与Pt组成了原电池的电极。体液中O2在Pt电极上发生反应；依靠体液作电解质溶液。答案：(1)相互连接的Pt和Zn作原电池的电极。(2)溶有O2、H和Zn2的人体体液作为电解质溶液。因Zn活泼性大于Pt，故Zn是原电池的负极：Zn2e Zn2；Pt作为原电池的正极,由于人体体液不可能呈强酸性，故正极反应类似吸氧腐蚀：O22H2O4e=4OH，总反应化学方程式是：2ZnO4e22H2O 2Zn(OH)213新型高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原
11、电池，充电时为电解池，反应原理为：2NaxSNa2Sx。(1)放电时Na发生_反应，S作_极。(2)充电时Na所在电极与直流电源的_极相连。(3)放电时负极反应为_；充电时阳极反应为_。(4)用此电池作电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生33.6 L(标准状况)气体时，消耗金属Na的质量为_。解析：该题考查化学“两池”(原电池、电解池)的原理及应用，以新的科技成果即新型高能钠硫电池为背景，要求考生学会应用原电池的原理解释新问题、新现象。主要考查对知识的应用能力 、计算能力、推理能力等。解答本题要仔细审题，寻找突破口“电池放电时为原电池”，根据原电池的知识，失电子，发生氧化反应的电极是负极；得电
12、子，发生还原反应的电极是正极。(1)Na作负极，S作正极。负极反应为Nae=Na；(2)“充电时为电解池”，根据电解的知识，阳极失电子，发生氧化反应；阴极得电子，发生还原反应。因此Na所在的电极是阴极，与直流电源的负极相连，S所在的电极是阳极，与直流电源的正极相连，阳极反应式为Sx22e=xS。(4)电解饱和NaCl溶液阳极产生的气体是Cl2，由2Cl2e=Cl2，又2Na2e=2Na，可列式求得Na的质量为69克。答案：(1)氧化正(2)负(3)Nae NaSx22e xS(4)69 g14(2010江苏如皋高三期末)金属镁在目前的汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中得到迅猛发展。(1)
13、目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用镁铝合金、钛铝合金等材料。镁铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是_。(多选)A降低成本 B增强美观 C利于散热D增加强度 E增加运算速度(2)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。给你一只安培表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。一段时间后，铝片发生的电极反应式是_；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H2O2e=H22OH，则镁电极产生的主要反应的电极反应式为_。解析：(1)铝合金材料比有机合成材料在价格上要高，所以A错；实际上铝合金材料在
14、电脑外壳上的使用是从“增加强度”和“增强美观”的角度考虑的，当然铝合金作为电脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好的多；铝合金材料的应用与电脑的运算速度没有关系。(2)铝能够与NaOH溶液反应，所以作为原电池的负极，而镁则作为正极。 答案：(1)BCD(2)如图所示Al+4OH- AlO2-+2H2O+3e-O2+2H2O+4e- 4OH-15(重庆高考)铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：PbPbO24H2SO422PbSO42H2O请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是_；电解液中H2SO4的浓度将变_；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按上图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_、B电极上生成_，此时铅蓄电池的正负极的极性将_。解析：回答本题的关键在于抓住电池总反应式中各反应物和生成物之间质和量的关系。(1)放电时正极上发生还原反应，并消耗H2SO4，生成PbSO4沉淀。(2)当完全放电耗尽PbO2和Pb时，按图连接，进行电解时，A极是电解池的阴极，B极是电解池的阳极。答案：(1)PbO22e4HSO42=PbSO42H2O小48(2)PbPbO2对换
