第四章 第一节 第1课时 原电池的工作原理 课时练(含答案)2023-2024学年化学人教(202

第四章第一节第1课时原电池的工作原理课时练（含答案）2023-2024学年化
学人教（2023）
第一节原电池
第1课时原电池的工作原理
题组一原电池的工作原理
1.(2023·无锡检测)在如图所示的柠檬水果电池中，外电路上的电子从电极Y流向电极X。

若X为铅电极，则Y可能是()
A．锌B．银C．石墨D．铜
2．(2022·河南驻马店高二期中)下列有关原电池负极的说法正确的是()
A．一定是活泼金属
B．工作时电极本身一定被氧化
C．工作时一定有电子流出
D．一定带负电荷
3．如图所示，两电极分别为碳棒和铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则下列叙述正确的是()
A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为稀硫酸
B．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为稀硫酸
D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
4．用铜片、银片、CuSO4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。

下列有关该原电池的叙述正确的是()
①铜电极的质量减少②正极反应为Ag＋＋e－===Ag③在外电路中，电流由铜电极流向银电极④实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
5．(2022·南京高二检测)实验探究是提高学习效果的有力手段。

某同学用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是()
A．若将图1装置的Zn、Cu下端接触，Zn片逐渐溶解，Cu片上能看到气泡产生
B．图2中H＋向Cu片移动
C．若将图2中的Zn片改为Mg片，Cu片上产生气泡的速率加快D．图2与图3中，Zn片减轻的质量相等时，正极产物的质量比为32∶1题组二原电池工作原理的应用
6．将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。

如图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是()
7．有A、B、D、E四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、
E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E、B－2e－===B2＋，则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为()
A．A>B>E>D B．A>B>D>E
C．D>E>A>B D．D>A>B>E
8．根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是()
A．X可以是银或石墨
B．Y是硫酸铜溶液
C．电子从铜电极经外电路流向X电极
D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag
题组三原电池电极反应式的书写
9．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而被重视，目前已研制成功多种锂电池。

某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是()
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
10．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，已知O～t1，原电池的负极是Al片，反应过程中有红棕色气体产生，下列说法不正确的是()
A．O～t1，正极的电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O B．O～t1，溶液中的H＋向Cu电极移动
C．t1时，负极的电极反应式为Cu＋2e－===Cu2＋
D．t1时，原电池中电子的流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍Al进一步反应
11．(2022·杭州高二月考)实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。

实验b：将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，再与铜片、稀硫酸组成单液原电池，只有铜片表面产生气泡。

下列有关说法不正确的是() A．实验a中锌片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能
B．实验b中铜片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能
C．实验a、b中原电池总反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
D．锌片经HgCl2溶液处理后，有利于更多的化学能转化为电能12．硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流表指针发生了偏转，下列分析正确的是() A．如图装置的电流方向是从C1到C2
B．C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2
C．盐桥中的K＋向C1电极移动
D．装置发生的总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓
13．某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤：
①用导线将灵敏电流表的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图
1)。

②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中；
③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中；
④用导线把锌片和铜片连接起来后，再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。

回答下列问题：
(1)实验步骤①中应观察到的现象是__________________________________________。

(2)实验步骤②中应观察到的现象是__________________________________________。

(3)实验步骤③中应观察到的现象是__________________________________________。

(4)实验步骤④中应观察到的现象是__________________________________________。

(5)通过实验步骤④该同学头脑中有了一个猜想(或假设)，该猜想是______________。

(6)为了证实该猜想，该同学又设计了第⑤步实验，请简要画出第⑤步实验的装置示意图。

14.(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示的原电
池，回答下列问题：
①写出电极反应式
正极：___________________________________________________________ _____________;
负极：___________________________________________________________ _____________。

②图中X是________，Y是________。

③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)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极反应式为__________________________________________________________。

15．(2022·重庆高二检测)人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。

以下各种电池广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空：
(1)如图1所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽上都滴入浓CuSO4溶液(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)，一段时间后，当杠杆为绝缘体时，________(填“A”或“B”，下同)端高；当杠杆为导体时，______端高。

图1
(2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其反应的离子方程式为___________________________________________________________ ___，
若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为___________________，正极反应式为___________________________________________________________ _____________。

(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为__________(填字母)。

A．铝片、铜片B．铜片、铝片
C．铝片、铝片D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：______________________________。

(4)某原电池装置如图2所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl，当电路中转移a mol电子时，交换膜左侧溶液中约减少____________ mol 离子。

交换膜右侧溶液中c(HCl)______(填“>”“＜”或“＝”)1 mol·L－1(忽略溶液体积变化)。

图2
第一节原电池
第1课时原电池的工作原理
1．A 2.C 3.C
4．A[金属活动性：Cu>Ag，Cu为负极，失去电子，Cu－2e－===Cu2＋，①正确；Ag为正极，得到电子，Ag＋＋e－===Ag，②正确；电子经外电路流向银电极，电流由银电极流向铜电极，③错误；取出盐桥不能形成闭合回路，不能构成原电池，④错误。

]
5．D[Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，稀硫酸作电解质溶液，所以Cu片上可看到有气体产生，A正确；H＋带正电荷，向正极移动，即向Cu片移动，B正确；由于Mg失电子能力强于Zn，所以将Zn片改为Mg片时，电子转移速率加快，生成H2的速率也加快，C正确；若两装置负极消耗Zn的质量均为65 g，图2正极产生2 g H2，图3正极上析出64 g Cu，正极产物的质量比为1∶32，D错误。

] 6．D7.D8.B
9．B[根据锂电池的总反应式Li＋MnO2===LiMnO2，失电子的金属Li为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，A、D错误，B正确；MnO2是正极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO，C错误。

]
10．C[O～t1，Al在浓硝酸中发生钝化，铝氧化得到氧化铝，Cu为正极，NO放电生成NO2，正极电极反应式为2H＋＋NO＋e－===NO2↑＋H2O，A正确；O～t1，Cu为正极，溶液中的H＋向Cu电极移动，B正确；t1时，铜为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，C错误。

] 11．A[实验a中锌片表面产生气泡是因为锌片和稀硫酸发生氧化还原反应生成氢气，对应的能量转换形式是化学能转化为热能，A错误；
实验b中铜片表面产生气泡是因为形成原电池，对应的能量转化形式是化学能转化为电能，B正确；实验a、b中形成原电池，锌片作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，铜片作正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C正确；将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，阻止锌与稀硫酸直接反应，从而有利于更多的化学能转化为电能，D正确。

] 12．B
13．(1)电流表指针不偏转(2)锌片上有气泡产生(3)铜片上无气泡产生(4)铜片上有大量气泡产生，锌片上没有气泡或有少量气泡(5)有电子从锌片经导线向铜片移动
(6)
14．(1)①2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Cu－2e－===Cu2＋②FeCl3 CuCl2③阳
(2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O
15．(1)A B(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋铜Fe3＋＋e－===Fe2＋(3)B Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O(4)2a>
解析(1)当杠杆为绝缘体时，加入硫酸铜溶液后，铁和硫酸铜发生置换反应生成铜附着在铁表面，质量增加，因此是A端比B端高；当杠杆为导体时，加入硫酸铜溶液后，铁和铜构成原电池，铁的金属性强于铜，因此铁是负极失去电子，被氧化，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子，发生还原反应析出铜，因此是A端比B端低。

(2)氯化铁溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋
＋Cu2＋；该反应为氧化还原反应，铜发生氧化反应，作原电池的负极，正极材料只要能够导电且活动性小于铜即可，氯化铁在正极得电子发生还原反应，电极反应式：Fe3＋＋e－===Fe2＋。

(3)将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中，形成原电池，常温下，Al遇浓硝酸钝化，所以Cu电极作负极；将铝片和铜片用导线相连，插入烧碱溶液中，Al能和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，Cu不能和NaOH溶液反应，所以Al作负极，B正确；烧碱溶液中形成原电池的负极反应式：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O。

(4)负极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，原电池工作时，电路中转移a mol电子，则负极消耗a mol Cl－，形成闭合回路移向正极的n(H＋)为a mol，所以负极区即交换膜左侧溶液中约减少2a mol离子；正极区电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，生成n(HCl)＝a mol，所以交换膜右侧溶液c(HCl)增大，即交换膜右侧溶液c(HCl)>1 mol·L－1。