1、四 原电池的工作原理(30分钟 50分)一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)1.如图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()A负极发生氧化反应B烧杯中的溶液变为蓝色C电子由铜片通过导线流向锌片D该装置能将电能转变为化学能【解析】选A。原电池中负极发生氧化反应，A正确；锌的金属性强于铜，锌失去电子，溶液是无色的，B错误；锌是负极，电子由锌片通过导线流向铜片，C错误；原电池把化学能转化为电能，D错误；答案选A。2把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c上产生大量气泡，b、d相连时，b上产生
2、大量气泡，则四种金属的活动性顺序由强到弱的是()Aabcd BacdbCcabd Dbdca【解析】选B。一般而言，原电池中，活泼性较强的电极为负极，活泼性较弱的电极为正极，放电时，电流从正极沿导线流向负极，正极上得电子发生还原反应，a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池，若a、b相连时，a为负极，则活泼性ab；c、d相连时，电流由d到c，c为负极，则活泼性cd；a、c相连时，c极上产生大量气泡，c为正极，则活泼性ac；b、d相连时，b上有大量气泡产生，b为正极，则活泼性db，因此金属活泼性的强弱顺序是acdb，故选B。3用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原
3、电池的叙述正确的是()A.电子通过盐桥从乙池流向甲池B盐桥中的电解质溶液为KCl溶液C开始时，银片上发生的反应是Age=AgD电流计中通过0.1 mol电子时，铜片质量减少3.2 g【解析】选 D。电子不能通过电解质溶液，故 A 不选；乙烧杯中的电解质溶液为AgNO3 溶液，能和 KCl 反应生成 AgCl 沉淀，堵塞盐桥，故 B 不选；铜片是负极，银片是正极，在银片上发生的反应是 Age=Ag，故 C 不选；电流计中通过0.1 mol 电子时，铜片发生反应 Cu2e=Cu2，故铜片质量减少0.1 mol2 64 gmol13.2 g，故 D 选。4100 mL浓度为2 molL1的盐酸跟过量
4、的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气总量，可采用的方法是()A加入少量浓盐酸 B加入几滴氯化铜溶液C加入适量蒸馏水 D加入适量的氯化钠溶液【解析】选B。加入适量浓度较大的盐酸，氢离子浓度增大，反应速率增大，但稀盐酸物质的量增大，所以生成氢气总量增大，故A错误；加入氯化铜溶液，Zn置换出Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池而加快反应速率，且稀盐酸物质的量不变，所以生成氢气总量不变，故B正确；加入适量蒸馏水，氢离子浓度减小，反应速率减小，故C错误；加入适量的氯化钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小，故D错误。【加固训练】1某活动小组设计原电池装置，你认为设计合理的是()【解析】
5、选B。两个电极材料相同，不能形成原电池，A错误；金属铁和非金属碳都可以导电，有电解质溶液，铁与硫酸铜溶液能发生氧化还原反应，故能形成原电池，B正确；未形成闭合回路，C错误；乙醇是非电解质，不能导电，故不能形成原电池，D错误。2下列关于实验现象的描述不正确的是()A铜、锌、稀硫酸组成的原电池中，电子是由锌经过导线流向铜B把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡C把铜片插入FeCl3溶液中，铜片表面出现一层铁D把锌片放入盛有盐酸的试管中，加入几滴CuCl2溶液，气泡放出速率加快【解析】选C。铜、锌、稀硫酸组成的原电池中，活泼金属锌作负极，不活泼金属铜作正极，电子从负极经过导线流向正极，
6、故A正确；把铜片和锌片紧靠在一起浸入稀硫酸中，形成铜锌稀硫酸原电池，正极是不活泼金属铜，氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气，故B正确；把铜片插入氯化铁溶液中，铜和氯化铁溶液反应生成氯化铜和氯化亚铁，故C错误；把锌片放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，锌置换出的铜附着在锌表面，形成了铜锌稀盐酸原电池，原电池反应可以加快反应速率，故D正确。5.控制适合的条件，将反应Fe3AgFe2Ag设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂-硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后，观察到电流计指针向右偏转。下列判断不正确的是()A在外电路中，电子从银电极流向石墨电极B盐桥中的K移向
7、甲烧杯C一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转D电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转【解析】选C。根据总反应方程式中化合价的变化分析正负极的电极反应，进而判断装置的正负极及电子和离子的移动方向；根据电流计指针的变化判断电流方向的改变。原电池中，银作负极，石墨作正极，电子从银电极流向石墨电极，故A正确；正极发生还原反应，Fe3得电子生成Fe2，所以盐桥中的K移向正极，即甲烧杯，故B正确；一段时间后，原电池反应结束，电流计指针将指向0刻度，故C错误；电流计指针居中后，原电池反应暂停，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，则石墨作为原电池的负极，则电流计指针将向左
8、偏转，故D正确。【加固训练】如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为X外电路YB若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XYCX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe【解析】选B。X为负极，Y为正极，外电路的电流方向为Y外电路X，A错误；根据原电池原理，若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY，B正确；X极为负极，发生的是氧化反应，Y极上发生的是还原反应，C错误；若两电极分别为Fe和碳棒，负极与电解质溶液发生反应，则X为Fe，Y为碳棒，D错误；
9、答案为B。二、非选择题(本题包括1小题，共14分)6任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成一个原电池。请根据：FeCuSO4=CuFeSO4设计成一个原电池。(1)该电池的负极材料为_，其电极反应为_；(2)正极材料为_，电解质溶液为_，其电极反应为_；(3)画出装置的简图，并注明正负极和电解质。【解析】(1)该反应中，铁失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为Fe2e=Fe2；(2)不如铁活泼的金属或导电的非金属作正极，可选铜作正极；硫酸铜作电解质溶液，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu22e=Cu；(3)画出装置的简图。答案：(1)铁 Fe2e=Fe2(2)铜 硫酸铜溶
10、液 Cu22e=Cu(3)一、选择题(本题包括1小题，共5分)7关于如图装置的说法中正确的是()A.该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于电解池B盐桥的存在使内电路离子流动不畅，因此灯泡忽明忽暗C相比于单池单液原电池，该装置电流更持续和稳定D盐桥中K向左侧烧杯移动，因为左侧是负极区【解析】选C。由图中所示可知，该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于原电池，A错误；盐桥内的K和Cl可以自由移动，故盐桥的存在使内电路离子流动顺畅，因此灯泡不会出现忽明忽暗的现象，B错误；相比于单池单液原电池，该装置使用了盐桥能够有效防止锌和硫酸铜直接接触而发生反应，这样电流更持续和稳定，C正确；在原
11、电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故盐桥中K向右侧烧杯移动，因为右侧是正极区，D错误。【加固训练】某实验兴趣小组按下图装置实验后，所记录内容合理的是()实验 记录 Cu为正极,Zn为负极;Zn质量减少,Cu质量增加;S向Cu极移动;电子流动方向是由Zn经导线流入Cu片;Zn电极发生还原反应;正极反应式:Cu2+2e-Cu A.BCD【解析】选B。根据图示知该原电池的电池反应为ZnCu2=Zn2Cu，据此解答。Zn电极发生氧化反应，作原电池的负极，Cu电极上发生还原反应，作原电池的正极，正确；Zn质量减少，Cu质量增加，正确；原电池中，阴离子移向电池的负极，则SO24向Zn极移动，错误；电子
12、流动方向是由负极沿导线流入正极，即由Zn经导线流入Cu片，正确；Zn电极发生氧化反应，错误；正极反应式：Cu2 2e=Cu，正确。二、非选择题(本题包括1小题，共11分)8下列是构成原电池的实验方案，请按要求回答下列问题：(1)电解质溶液为0.5 molL1硫酸溶液，电极为用砂纸打磨过的镁片和铝片，设计成原电池，则铝片为_极(填“正”或“负”)，正极电极反应式为_；若将电解质溶液改为0.5 molL1氢氧化钠溶液，则被氧化的是_(填“镁片”或“铝片”)，该原电池总反应的离子方程式为_。(2)以“Fe2Fe3=3Fe2”反应为原理设计原电池，请在该原电池装置图括号中写出电极材料及电解质溶液。【解
13、析】(1)Mg、Al和稀硫酸构成的原电池，Mg比Al活泼，作原电池的负极，则铝片为正极，正极电极反应式为2H2e=H2；若Mg、Al和0.5 molL1氢氧化钠溶液构成原电池，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和氢气，而Mg与NaOH溶液不反应，所以Al作负极，失电子，被氧化，该原电池总反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO23H2。(2)将Fe2Fe3=3Fe2 设计成原电池，根据化合价变化，铁单质失电子，作原电池的负极，选择石墨作原电池的正极，因为Fe3得电子生成Fe2，所以电解质溶液为FeCl3 溶液。答案：(1)正 2H2e=H2铝片 2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2(2)