1、原电池的工作原理时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共44分)1如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法中不正确的是(C)A锌是负极，电子从锌片经导线流向铜片B铜片表面有气泡生成C如果将稀硫酸换成橙汁，导线中不会有电子流动D装置中存在“化学能电能光能”的转换解析：Zn是负极，电子从锌片经导线流向铜片，A项正确；Cu极的电极反应式为2H2e=H2，铜片表面有气泡生成，B项正确；将稀硫酸换成橙汁，橙汁为电解质溶液，仍然构成原电池，导线中仍会有电子流动，C项错误；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时电能转化为光能，D项正确。2铜锌原电池(如图)工作时，下列
2、叙述中正确的是(B)A正极反应式：Zn2e=Zn2B电池总反应式：ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从正极流向负极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液解析：锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，正极反应式应为Cu22e=Cu，故A错误；负极反应式为Zn2e=Zn2，正、负两极反应式相加，得到总反应式：ZnCu2=Zn2Cu，故B正确；根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，故C错误；根据原电池的工作原理，阳离子移向正极，即盐桥中的K移向CuSO4溶液，故D错误。3图甲和图乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法中错误的是(B)A图甲电池反应的离子方程式为Cd(s)Co2(aq)=Co(s)Cd
3、2(aq)B反应2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)能够发生C盐挢的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性D当图乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出解析：根据图甲可知，原电池中Cd为负极，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)，金属活动性：CdCo，故A正确；根据图乙可知，原电池中Co为负极，Co失电子，Ag得电子，所以Co(s)2Ag(aq)=2Ag(s)Co2(aq)，金属活动性：CoAg，则金属活动性：CdCoAg，因此反应2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)不能
4、发生，故B错误；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，并使两个烧杯中的溶液保持电中性，故C正确；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，故D正确。4下列叙述正确的是(B)A反应AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O，可以设计成原电池BZn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率C把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化DZnCu原电池工作过程中，溶液中H向负极作定向移动解析：选项A属于非
5、氧化还原反应，不能用于设计原电池，A错；选项B中锌与置换出来的铜在电解质溶液中构成原电池，加快产生H2的速率，B对；选项C中Cu与稀H2SO4不反应，Fe在稀H2SO4中不发生钝化，Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，Fe为负极，发生的电极反应为Fe2e=Fe2；Cu为正极，电极反应为2H2e=H2，Cu片上产生气泡，C错；选项D中H应向原电池的正极作定向移动，D错。5下列叙述正确的是(A)原电池是把化学能转化成电能的装置原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置均可自发进行碳棒不能用来作原电池的正极反应Cu2Ag=2AgCu2可以被设计成
6、原电池ABC D解析：原电池的负极发生氧化反应；自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池；碳棒可以作原电池的正极。6某原电池的总反应的离子方程式是Fe2Ag=Fe22Ag，该原电池的组成正确的是(C)ABCD正极FePtAgAg负极AgCuFeFe电解质溶液AgNO3H2SO4AgNO3FeCl2解析：对该反应进行分析知负极为Fe，则正极的活泼性比Fe差，溶液中阳离子为Ag，对照各选项只有选项C符合。7某原电池以银、铂为电极，用含Ag的固体作电解质，Ag可在固体电解质中自由移动。电池反应为2AgCl2=2AgCl。利用该电池可以测定空气中Cl2的含量。下列说法中错误的是(D)A空气中c(Cl2
7、)越大，消耗Ag的速率越大B铂极的电极反应式为Cl22e2Ag=2AgClC电池工作时电解质中Ag总数保持不变D电子移动方向：银固体电解质铂解析：c(Cl2)越大反应速率越快，则消耗银的速率也越快，A正确；银比铂活泼，铂作正极，Cl2在铂上得到电子发生还原反应生成Cl，再与电解质中的Ag结合，电极反应式为Cl22e2Ag=2AgCl，B正确；根据电池总反应可知，既没有消耗Ag也没有生成Ag，所以电解质中Ag总数保持不变，C正确；原电池中，电子从负极经过外电路的导线流向正极，电子不能通过电解质，故电子移动方向应是银外电路导线铂，D错误。8.下列关于右图所示原电池的说法正确的是(B)A当a为Cu，
8、b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时，b极上观察不到气泡产生B当a为石墨，b为Fe，c为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流C当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知Al的活动性强于Mg的D当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，a、b之间没有电流通过解析：A项，因为b为含有碳杂质的Al，C、Al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的H在该极上获得电子而产生H2，所以在b极上可观察到气泡产生。B项，开始时，能形成原电池，有短暂的电流产生，但Fe被浓硫酸钝化后，铁表面生成致密的氧化膜，内部的铁不再失去电子而不能形成电流。C项，由于Al可与NaOH溶液反应，所以Al为原电池的负极，实际上，M
9、g的活动性强于Al的，故不能据此判断Al的活动性强于Mg的。D项，Cu能与FeCl3发生氧化还原反应，形成原电池而产生电流。9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，下列有关叙述中正确的是(C)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：活泼金属锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；电池工作一段时间后，甲池的c(SO)不变，故B错误；铜电极上发生电极反应Cu22e=Cu，同时Zn2通过阳离子交换膜从甲池移向乙池，所以乙池溶液的
10、总质量增加，故C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过阳离子交换膜，故D错误。10最近科学家开发出一种新型的燃料电池固体氧化物电池，该电池用辛烷(C8H18)作燃料，电池中间部分为固体氧化物陶瓷，可传递氧离子。下列说法中正确的是(C)A电池工作时，氧气发生氧化反应B电池正极的电极反应式：O22H2O4e=4OHC电池负极的电极反应式：C8H1825O250e=8CO29H2OD若消耗的O2为11.2 L(标准状况)，则电池中有1 mol电子发生转移解析：该燃料电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O24e=2O2，故A、B错误；负极上燃料辛烷失电子发生氧化反
11、应，电极反应式为C8H1825O250e=8CO29H2O，故C正确；标准状况下11.2 L氧气的物质的量为0.5 mol，根据O24e=2O2知，转移电子的物质的量为2 mol，故D错误。11如图所示，X为单质硅，Y为金属铁，a为NaOH溶液，组装成一个原电池，下列说法正确的是(C)AX为负极，电极反应为：Si4e=Si4BX为正极，电极反应为：4H2O4e=4OH2H2CX为负极，电极反应为：Si6OH4e=SiO3H2ODY为负极，电极反应为：Fe2e=Fe2解析：硅、铁、NaOH溶液组成原电池时，Si为负极：Si4e6OH=SiO3H2O；铁为正极：4H2O4e=4OH2H2，总反应式
12、：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。二、非选择题(56分)12(16分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如图所示的原电池，请完成下列问题：(1)甲池中正极上的实验现象是产生气泡。(2)乙池中总反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表可直接判断原电池正负极”，这种作法不可靠(“可靠”或“不可靠”)，如不可靠，请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案：将两种金属电极连上电流表而构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而判断电子流动方向，由此确定原电池正负极(若你认为可靠，此
13、空可不作答)。(4)一段时间后，乙学生将乙池两极取出，然后取少许乙池溶液逐滴滴加6 molL1稀硫酸直至过量，可能观察到的现象是开始无明显现象，过一段时间产生白色沉淀，沉淀逐渐溶解最后消失，各阶段对应的离子方程式分别是HOH=H2O，AlOHH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O。解析：当稀硫酸是电解质溶液时，Mg作负极(活泼性MgAl)，Al作正极，电极上产生气泡；当NaOH是电解质溶液时，Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应)，总反应为：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。通过本题可知原电池的两极与电解质溶液有关，电解质溶液不同，导致两极发生改变(正、负极变化)；将乙
14、池两极取出，电解液中含有AlO，是NaOH和NaAlO2的混合溶液，所以逐滴滴加H2SO4，应该先中和掉NaOH，再与NaAlO2反应生成沉淀，当硫酸过量时，Al(OH)3沉淀逐渐消失。13(16分)某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：(1)反应过程中，锌棒质量减少。(2)正极的电极反应为Cu22e=Cu。(3)反应过程中，当一电极质量增加2 g，另一电极减轻的质量大于(填“大于”“小于”或“等于”)2 g。(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NH和Cl，使两烧杯溶液中保持电荷守恒。反应过程中Cl将进入甲(填“甲”或“乙”)烧杯。当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯
15、中浓度最大的阳离子是NH。解析：(3)转移0.2 mol电子时，铜棒质量增加6.4 g，锌棒质量减少6.5 g，故反应过程中，当铜电极质量增加2 g时，另一电极减少的质量大于2 g。(4)反应过程中，溶液为了保持电中性，Cl将进入甲烧杯，NH进入乙烧杯。当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中有0.1 mol Cu2消耗，还剩余0.1 mol Cu2，有0.2 mol NH进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是NH。14(24分)(1)利用反应Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2设计成如图所示的原电池，回答下列问题：写出电极反应式：正极：2Fe32e=2Fe2；负极：Cu2e=Cu2
16、。图中X溶液的溶质是FeCl3(填化学式，下同)，Y溶液的溶质是CuCl2。原电池工作时，盐桥中的阳(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。(2)控制合适的条件，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氧化(填“氧化”或“还原”，下同)反应，电极反应式为2I2e=I2。甲中石墨电极上发生还原反应，电极反应式为2Fe32e=2Fe2。电流计读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作正(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为I22e=2I。(3)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制
17、备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为O24e4H=2H2O。解析：(1)原电池中正极发生还原反应，则根据原电池反应可知正极是Fe3得到电子，正极反应式为2Fe32e=2Fe2；负极是Cu失去电子，电极反应式为Cu2e=Cu2。图中碳棒是正极，铜棒是负极，因此X溶液是FeCl3溶液，Y溶液是CuCl2溶液。原电池工作时溶液中的阳离子向正极区移动，因此盐桥中的阳离子向X溶液方向移动。(2)I失去电子，则乙中石墨电极是负极，所以反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应，电极反应式为2I2e=I2。甲中石墨电极上发生还原反应，电极反应式为2Fe32e=2Fe2。电流计读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，平衡向逆反应方向移动，则乙中的石墨电极作正极，电极反应式为I22e=2I。(3)根据反应方程式可知氧气得到电子，所以氧气在正极放电，溶液显酸性，则电极反应式为O24e4H=2H2O。
