2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版题组训练过关：第6章 考点1 6.2 原电池 化学电源

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题组训练过关
原电池的工作原理
1.(双选)下列有关 2个电化学装置的叙述正确的是( )
A.图Ⅰ,由于盐桥中的K+移向CuSO4溶液,一段时间后使溶液中的正
电荷数量增加
B.图Ⅰ,在不改变总反应的前提下,可用Na2SO4替换ZnSO4,用石墨替
换 Cu棒
C.图Ⅱ,通电后H+和Na+先从阳极区移动到阴极,然后阴极才发生反应
2H++2e-H 2↑
D.图Ⅱ,通电后,由于 OH-向阳极迁移,导致阳极附近 pH 降低
【解析】选B、D。

A选项,图Ⅰ是原电池,Zn为负极,Cu为正极,盐桥
中的K+移向右侧,但溶液中的Cu2+在Cu电极上不断得到电子变为Cu,溶液中的正电荷数量不会增加,故A错误;B选项,图Ⅰ发生的电极反应式,负极:Zn-2e-Zn2+,正极:Cu2++2e-Cu,用Na 2SO4替换ZnSO4,用
石墨替换Cu棒,总反应不改变,故B正确;C选项,图Ⅱ是电解池,由
于溶液中氢离子来源于水的电离,氢离子浓度很小,所以通电后Na+先
从阳极区移动到阴极,阴极周围的水电离出氢离子在阴极放电,故C 错误;D 选项,图Ⅱ,通电后,阳极是氯离子放电,生成氯气,氯离子放电结束后在阳极处水电离出的氢氧根离子放电,导致阳极附近pH 降低,故D 正确,综上所述,答案为BD 。

2.(新题预测)新装修的房屋会释放出有毒的甲醛气体,这是典型的装修杀手,影响着人们的健康。

银-Ferrozine 法检测甲醛(HCHO)的原理如下(在原电池中完成氧化银与甲醛的反应
):
下列有关说法正确的是( )
A.其他条件相同,甲醛浓度越小,所得有色配合物溶液的吸光度越大
B.电池正极的电极反应式为Ag 2O+2H ++2e -2Ag+H 2O
C.30 g HCHO 被氧化时,理论上电路中通过2 mol 电子
D.理论上,消耗HCHO 和消耗Fe 3+的物质的量之比为4∶1
【解析】选B 。

首先注意HCHO 中C 为0价。

该检测过程涉及的化学反应为2Ag 2O+HCHO 4Ag+CO 2+H 2O,Ag+Fe 3+Ag ++Fe 2+,Fe 2+与
Ferrozine 形成有色配合物。

吸光度与有色物质的浓度成正比,根据反应式可推出吸光度与甲醛的浓度成正比,A 项错误;负极的电极反应式为HCHO-4e -+H 2O CO 2+4H +,正极的电极反应式为2Ag 2O+4e -+4H +
4Ag+2H 2O,B 项正确;n(HCHO)==1 mol,负极消耗
30 g
30 g · mol -1
1 mol HCHO,理论上电路中通过4 mol 电子,C项错误;HCHO4Ag
4Fe2+,1 mol HCHO完全反应,理论上能生成4 mol Ag,消耗4 mol Fe3+,D项错误。

【加固训练】
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
O2-4
B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)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。

A项,由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上Cu2+得电子发生还原反应生成Cu,错误;B项,由于阳离子交换膜
O2-4
只允许阳离子和水分子通过,故甲池的c(S)不变,错误;C项,在乙池中Cu2++2e-Cu,同时甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池中,由于M(Zn2+)>M(Cu2+),故乙池溶液的总质量增加,正确;D项,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中Zn2+通过阳离子交
换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是不能通过交换膜的,错误。

1.构建原电池思维模型
2.原电池中正、负极判断的5种方法
判断原电池的正、负极需抓住闭合回路和氧化还原反应进行分析,如图:
注意:原电池的正负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成思维定式——活泼金属一定是负极。

如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,Mg为正极。

原电池原理的应用
3.一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时,为了加快反应速率又不影响生成H2的总量,可采取的措施是( )
A.加入少量稀NaOH溶液
B.加入少量CH3COONa固体
C.加入少量NH4HSO4固体
D.加入少量CuSO4溶液
【解析】选D。

A中加入NaOH溶液,消耗盐酸,H2的生成量会减少,错误;B中加入CH3COONa固体,在溶液中CH3COO-会结合H+生成醋酸,减
慢反应速率,错误;C中加入NH4HSO4固体,增加了H+的量,生成的H2会
增多,错误;D中加入少量CuSO 4溶液,Zn置换出少量Cu附着在锌表
面,形成原电池可以加快反应速率,并且不影响H2的生成量,正确。

4.有A、B、C、D四种金属,做如下实验:①将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀;②将A、D分别投入等物质的量浓度的
盐酸中,D比A反应剧烈;③将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,如
果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。

据此判断它们的活动性由
强到弱的顺序是( )
A.A>B>C>D
B.C>D>A>B
C.D>A>B>C
D.A>B>D>C
【解析】选C。

①A与B用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池,B不易腐蚀,说明B为原电池的正极,说明金属活动性:
A>B;②A、D与等物质的量浓度的盐酸反应,D比A反应剧烈,说明金
属活泼性:D>A;③根据置换反应规律,Cu不能置换出B,说明金属活泼性:B>Cu;Cu能置换出C,说明金属活动性:Cu>C。

则四种金属活动性
的排列顺序是D>A>B>C。

5.X、Y、Z均是中学化学中常见的物质,某同学用X、Y两种单质及Z的溶液进行实验,部分实验内容如下表所示:
步骤
现象
X表面产生大
量无色气泡X表面只能产生少量气
泡,然后就无明显变化
X、Y接触后,X表
面持续产生气泡
(1)Ⅰ中反应物与生成物总能量的大小E(反应物)________E(生成物) (填“ >”“< ”或“=”),仅由Ⅰ、Ⅱ中的信息可知,Z可能是
__ __________________。

(2)若X是铝,在温度不变时向Ⅰ中分别加入(适量)等物质的量的NaCl、KCl、CsCl后,产生无色气泡的速率明显加快,导致这种变化最可能的原因是__________
_______________________。

(3)若X是铝,Ⅱ中反应产生的气泡有特殊颜色,则发生反应的离子方程式为______________;单质Y不可能是
___________________________(填字母)。

A.铅
B.石墨
C.镁
D.银
(4)若Ⅲ溶液最终变成蓝色,写出负极上电极反应式
___________________;
变化过程中,参与正极上放电的离子是
_______________________________。

【解析】(1)Ⅰ进行的是自发的氧化还原反应,为放热反应,所以反应物总能量高于生成物总能量;由Ⅰ、Ⅱ可知,X在常温下被Z的浓溶
液钝化,故Z可能是硫酸或硝酸;
(2)由于加入(适量)等物质的量的NaCl、KCl、CsCl后反应速率明显加快,因三种盐均含有Cl-,而Cl-不可能与Al反应,故只能是Cl-起
催化作用;
(3)有色气体为NO 2,Z是硝酸,铝被浓硝酸氧化后生成致密的Al2O3,
O-3
故反应的离子方程式为2Al+6H++6N Al 2O3+6NO2↑+3H2O;由Ⅲ知,X、Y与浓硝酸构成原电池且Y是负极,故Y的单质在常温下应该
与浓硝酸发生反应,铅、镁、银都能与浓硝酸反应,石墨与浓硝酸一
般条件下不反应,答案选B;
(4)Ⅲ溶液最终变成蓝色,则说明生成铜离子,即铜是负极,发生失电
O-3
子的氧化反应,其电极反应式为Cu-2e-Cu2+;N与H+在正极得
电子生成NO2和H2O。

答案:(1)>　硝酸或硫酸
(2)Cl-对铝与H+之间的反应有催化作用
O3-
(3)2Al+6H++6N Al 2O3+6NO2↑+3H2O　B
O-3
(4)Cu-2e-Cu2+　N
【归纳提升】原电池设计类试题的解题思路
(1)利用氧化还原反应知识判断题给总反应中的氧化反应、还原反应。

(2)选择合适的电极材料和电解质溶液。

(3)画出原电池装置图。

画图时应注意:电极材料、电解质溶液、简易装置图和带有盐桥的装置图的区别等。

聚焦“盐桥”原电池
6.(2020·桂林模拟)如图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液,电池工作一段时间后,甲烧杯中溶液颜色不断变浅。

下列叙述中正确的是( )
A.b极是电池的正极
B.甲烧杯中K+经盐桥流向乙烧杯
C.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
O-4
D.电池的总反应离子方程式为Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H 2O 【解析】选D。

由Mn元素的化合价降低,得到电子,Fe元素的化合价升高,失去电子,则b为负极,a为正极,所以总的电极反应为
2KMnO 4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O,结合原电池中负极发生氧化反应,电流从正极流向负极,阴离子向负极移动。

由于Fe2+在b电极失去电子,发生氧化反应,所以b极是电池的负极,A 错误; K+向正极移动,所以乙烧杯中K+经盐桥流向甲烧杯,B错误;甲
O-4
烧杯中(a电极)Mn获得电子,发生还原反应,锰元素的化合价降
O-4
低,电极反应为Mn+8H++5e-Mn2++4H 2O,所以甲烧杯中溶液的pH 逐渐增大,C错误;由总的电极反应可知:
2KMnO 4+10FeSO4+8H2SO42MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O,反应的离子O-4
方程式为Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H 2O,D正确。

【加固训练】
O2-7
某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:Cr2>Fe3+,设计了盐桥式的原电池,如图所示。

盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。

下列叙述中正确的是( )
A.甲烧杯的溶液中发生还原反应
O2-7
B.乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3++7H 2O-6e-Cr2+14H+
C.外电路的电流方向为从b到a
O2-4
D.电池工作时,盐桥中的S移向乙烧杯
【解析】选C。

A项,甲烧杯中发生的反应为Fe2+-e-Fe3+,为氧化反应,错误;B项,乙烧杯中发生还原反应,得到电子,错误;C项,a极
O2-4
为负极,b极为正极,外电路的电流由b→a,正确;D项,S向负极移动,即移向甲烧杯,错误。

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