1、第1课时 原电池的工作原理 化学电源一、选择题1下列说法中正确的是()A原电池是把电能转化为化学能的装置B形成原电池后，原电池中的阳离子移向正极C原电池中电子流出的一极是正极D原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应解析：原电池是把化学能转变为电能的装置，A项错；原电池的电解质溶液中，阳离子移向得电子的电极为正极，B项正确；原电池中负极流出电子，C项错；原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项错。答案：B2用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为
2、：Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同ABC D解析：在该原电池中，Cu比Ag活泼，Cu作负极，发生Cu2e=Cu2。Ag作正极，发生2Ag2e=2Ag；外电路中，电流由银极流向铜极；取出盐桥，则不能构成闭合回路，原电池停止工作；将铜片浸入硝酸银溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同。答案：C3四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是()A BC D解析：利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电
3、路中，电流从正极流向负极，则做原电池的负极，做正极，故金属活动性；活动性相对较弱的金属做原电池的正极，故金属活动性；有气泡产生的电极发生的反应为2H2e=H2，为原电池妁正极，故金属活动性；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故金属活动性。由此可得金属活动性。答案：B4下列反应，不可以设计成原电池的是()A2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2BNaOHHCl=NaClH2OC2Fe3Br2=2FeBr3D2KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO4解析：只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池，B选项为中和反应，所以不能设计成原电池。答案：B5如图所
4、示是Zn和Cu组成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上描述合理的是()Cu为负极，Zn为正极Cu极上有气泡产生，发生还原反应SO向Cu极移动若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体正极反应式：Cu2e=Cu2，发生氧化反应电子的流向：CuZnA BC D解析：锌和铜组成原电池，锌为负极，铜为正极，故错误，铜为正极，溶液中的氢离子得到电子生成氢气，发生还原反应，故正确；硫酸根离子向锌极移动，故错误；当有2 mol电子转移时，生成1 mol氢气，所以当有0.5 mol电子转移时，生成0.25 mol氢气，故正确；铜为正极，H在正极发生还原反应，电极
5、反应式为2H2e=H2，故错误；电子从锌电极经过导线流向铜电极，故错误。答案：D6氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：H2NiOOHNi(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是()A电池放电时，电池负极周围溶液的OH浓度不断增大B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原D电池放电时，H2在正极放电解析：放电时，H2失电子生成H中和OH，导致负极周围溶液的OH浓度不断减小，A项错，电池放电时，Ni元素的化合价降低被还原，B项错；电池充电时，氢元素由1价降为0价，被还原，C项对；H2在负极放电，D项错。答案选C。答案：C7如图为
6、氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是()Aa电极是负极Bb电极的电极反应为4OH4e=2H2OO2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为2H24e=4H；b极为正极，其电极反应为O22H2O4e=4OH，电池总反应式为2H2O2=2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内。答案：B8图甲和图乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法错误的是()A图甲电池反应的离子方程式为Cd(s)Co2(aq)=Co(s)Cd2(
7、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)不能发生
8、，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(g)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。答案：B9如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌AgNO3溶液D锌铁Fe(NO3)3溶液解析：由M棒变粗知M棒表面析出金属，发生还原反应，应为原电池的正极；同理由N棒变细知N棒为负极。再根据原电池的构成条件知，金属活性NM，故A、D项不符合题意
9、。B项的正极反应为：2H2e=H2，不符合题意。C项：负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为2Ag2e=2Ag，符合题意。答案：C10某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是()A电池工作中，盐桥中的Cl向负极移动B负极反应式：2H2e=H2C工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变DFe作正极，发生氧化反应解析：根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl向负极移动，故A正确；铁作负极：Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2e=H2，故B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H，c(H)减小，pH增大，故C错误；总电极反应
10、式为Fe2H=Fe2H2，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。答案：A11下列关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()A装置是原电池，总反应是Cu2Fe3=Cu22Fe2B装置中，铁作正极，正极反应式为Fe3e=Fe2C装置通电一段时间后，石墨电极附近红褐色加深D若用装置精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液解析：装置中，Fe为负极，总反应为Fe2Fe3=3Fe2，A、B项错误；装置中石墨电极为阴极，Fe(OH)3胶粒带正电荷，移向阴极，阴极附近颜色加深，C项正确；装置中，c极为阳极，则c极为粗铜，d极为阴极，则d极为纯铜，D项错误。答案：C12MgH2O2电池可用于驱动无
11、人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是()AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析：由电池总反应MgH2O22H=Mg22H2O可知，在该过程中镁被氧化，故镁电极为负极，A项错误。H2O2为氧化剂，在石墨电极上被还原为水，发生的电极反应为H2O22H2e=2H2O，则石墨电极附近溶液的pH增大，答案：C二、非选择题13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问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(
12、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：(1)装置甲中二价金属A不断溶解，A极为原电池负极，电极反应式是A2e=A2。(2)装置乙中C的质量增加，则C极为原电池正极，溶液中的Cu2得电子析出，电极反应式为Cu22e=Cu。(3)装置丙中A上有气体产生，则析出气体为H2，D为负极，原电池反应为DnH=DnH2(设n为金属D的化合价数)，反应一段时间后溶液的pH变大。(4)三个装置中关于金属活泼性的比较分别为：甲中AB，乙中BC，丙中DA，综上可知四种金属活泼性由强到弱的顺序是DABC。 答案：(1
13、)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC14(1)利用反应Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2设计成如图所示原电池，回答下列问题：写出电极反应式：正极：_；负极：_。图中X溶液的溶质是_(填化学式，下同)，Y溶液的溶质是_。原电池工作时，盐桥中的_(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。(2)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”，下同)反应，电极反应式为_。甲中石墨电极上发生_反应，电极反应式为_。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
14、乙中的石墨作_(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_。解析：(1)原电池中正极发生还原反应，则根据方程式可知正极是Fe3得到电子，正极反应式为2Fe32e=2Fe2；负极是铜失去电子，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
15、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。答案：(1)2Fe32e=2Fe2Cu2e=Cu2FeCl3CuCl2阳(2)氧化2I2e=I2还原2Fe32e=2Fe2正I22e=2I15科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：请回答下列问题：(1)Pt(a)电极是电池的_极，电极反应式为_；Pt(b)电极发生_反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_。(2)电池的总反应方程式为_。(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有_mol。解析：Pt(a)反应物为CH3OH和水，产物为CO2、H和水，碳元素化合价由2价升到4价，失去电子发生氧化反应，Pt(a)为负极；Pt(b)反应物为O2、H，产物为H2O，氧元素化合价降低，发生还原反应，为正极。答案：(1)负CH3OHH2O6e=CO26H还原O24H4e=2H2O(2)2CH3OH3O2=2CO24H2O(3)
