1、原电池的工作原理(30分钟50分) 一、选择题(本题包括2小题，每小题8分，共16分)1(2021北京人大附中高二检测)有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)()A.反应中，盐桥中的K会移向CuSO4溶液B取出盐桥后，电流计依然发生偏转C铜片上有气泡逸出D反应前后铜片质量不改变【解析】选A。原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中的K会移向CuSO4溶液，故A正确；取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流计不发生偏转，故B错误；Cu为正极，发生还原反应Cu22e=Cu，析出Cu，故C错误；Cu为正极，发生还原反应Cu22e=Cu，析出Cu附着
2、在Cu电极上，故铜片质量增加，故D错误。【补偿训练】有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：由此可判断这四种金属的活动性顺序是()AdacbBbcdaCdabc Dabdc【解析】选C。原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线流向正极，溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。a极质量减小，b极质量增加，这说明a电极是负极，失去电子，b电极是正极，溶液中的铜离子得到电子，则金属性是ab。b电极有气体产生，c极无变化，这说明b的金属性强于c；d极溶解，c极有气体产生，这说明d电极是负极，c电极是正极，溶液中的氢离子放电，生成氢气，则金属性
3、是dc；电流计指示在导线中电流从a极流向d极，这说明d电极是负极，a电极是正极，则金属性是da，所以这四种金属的活动性顺序是dabc。2(2021潍坊高二检测)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C。由图可知，该原电池反应式为ZnCu2=Zn2Cu，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，故A错误；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c(SO)
4、不变，故B错误；甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中发生反应：Cu22e=Cu，保持溶液呈电中性，进入乙池的Zn2与放电的Cu2的物质的量相等，而Zn的摩尔质量大于Cu，故乙池溶液总质量增大，故C正确；甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池，以保持溶液电荷守恒，阴离子不能通过阳离子交换膜，故D错误。【补偿训练】(2021金华高二检测)已知负极的电极反应式为AgCle=AgCl。下列说法不正确的是()A.正极的电极反应式是Age=AgB电池总反应可表示为AgCl=AgClC反应时，盐桥中的NO移向KCl溶液D该电池证明：Ag浓度越大，氧化性越弱【解析】选D。右边Ag电极为正极，则溶液中
5、的Ag在正极上得电子生成Ag，电极反应式是Age=Ag，故A正确；负极反应式是AgCle=AgCl，正极反应式是Age=Ag，二者加和得出电池总反应为AgCl=AgCl，故B正确；原电池中阴离子向负极移动，所以盐桥中的NO移向KCl溶液，故C正确；该电池中，左、右电极材料都为Ag，但左边电解质为KCl，右边电解质为AgNO3，由右边发生反应Age=Ag，则证明Ag浓度越大，氧化性越强，故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共14分)3能源是现代社会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。(1)下列装置中能够实现化学能转化
6、为电能的是_(填字母)。(2)写出该装置正极反应的电极反应式_。(3)该装置中溶液里的阴离子移向_(填电极的化学式)极。(4)若装置中转移了0.2 mol电子，则理论上溶液增加的质量是_。【解析】(1)原电池的构成条件：有两个活泼性不同的电极，将电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发地进行氧化还原反应，C装置符合构成原电池的条件，故C正确。(2)C装置中Ag作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H2e=H2。(3)阴离子移向负极锌。(4)装置中转移了0.2 mol电子，根据总反应：2HZn=Zn2H2，则理论上溶液质量增重0.165 g0.12 g6.3 g。答案：(
7、1)C(2)2H2e=H2(3)Zn(4)6.3 g【补偿训练】利用反应Cu2Ag=2AgCu2设计了如图所示的原电池。回答下列问题：(1)该原电池的负极材料是_，发生_(填“氧化”或“还原”)反应。(2)X是_，Y是_。(3)正极上出现的现象是_。(4)在外电路中，电子从_(填写电极材料)极流向_极。【解析】在反应Cu2Ag=2AgCu2中，Cu作还原剂，即为原电池的负极材料，失去电子，发生氧化反应；Ag作氧化剂，在原电池的正极得电子，故银棒上有银白色物质析出；左右两个烧杯中的电解质溶液依据其中的电极材料选择，在双液原电池中，电极材料中的金属元素一般与电解质溶液中的相同，故X是CuSO4溶液
8、或其他可溶性铜盐溶液，Y是AgNO3溶液。答案：(1)铜氧化(2)CuSO4溶液CuCl2、Cu(NO3)2等可溶性铜盐溶液也可AgNO3溶液(3)银棒上有银白色物质析出(4)CuAg一、选择题(本题包括1小题，共8分)1在探究柠檬电池的工作原理时，某课外小组同学发现：当按图所示连接一个柠檬时，二极管不发光；按图所示连接几个柠檬时，二极管发光。下列说法不正确的是()A.图中二极管不发光，说明该装置不构成原电池B图中铁环为负极、铜线为正极，负极的电极反应为Fe2e=Fe2C图中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小D图中所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和【解析】选A。A项，图所示，
9、符合构成原电池的条件，连接一个柠檬，二极管不发光是因为单个柠檬电池提供的电压较小，错误；B项，图中活泼金属铁作负极，不活泼金属铜作正极，负极的电极反应为Fe2e=Fe2，正确；C项，图中构成原电池，二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小，正确；D项，图中四个柠檬电池为串联关系，所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和，正确。【补偿训练】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D。A项，经分析，该装置是原电池装置，则该装置
10、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，该电池从表观上看，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。二、非选择题(本题包括1小题，共12分)2(1)控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。请回答下列问题：反应开始时，乙中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。甲中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此
11、时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作_(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_。(2)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。【解析】(1)根据反应2Fe32I=2Fe2I2，原电池的电极反应：负极2I2e=I2，发生氧化反应；正极2Fe32e=2Fe2，发生还原反应。反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应；当电流表读数为0时反应已平衡，此时，在甲中加入FeCl2固体，反应2Fe32I2Fe2I2向左移动。因此，右侧石墨作正极，电极反应式为I22e=2I；左侧石墨作负极，电极反应式为2Fe22e=2Fe3。(2)Cu作负极，O2在正极上得电子：O24e4H=2H2O。答案：(1)氧化2I2e=I2还原2Fe32e=2Fe2正I22e=2I(2)O24e4H=2H2O