湖北省武汉市武昌区武汉中学高二上学期化学(人教版选修4)期末复习试题：专题13原电池基础

湖北省武汉市武昌区武汉中学【最新】高二上学期化学（人教版选修4）期末复习试题：专题13原电池基础学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有关电化学知识的描述正确的是
A．CaO+H2O=Ca(OH)2,可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
C．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
D．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生
2．控制适合的条件，将反应设计成如右图所示的原电池。

下列判断不正确的是
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
3．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(SO42－)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
4．根据反应KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→MnSO4＋Fe2(SO4)3＋K2SO4＋H2O（未配平）设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

下列说法不正确的是( )
A．石墨b是原电池的负极，发生氧化反应
B．甲烧杯中的电极反应式：MnO4-＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O
C．电池工作时，盐桥中的阴阳离子分别向乙甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡D．忽略溶液体积变化，Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L，则反应中转移的电子为0.1 mol
二、多选题
5．下列原电池的电极反应式书写不正确的是
A．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。

正极反应式为2FeO42-＋10H＋＋6e－＝Fe2O3＋5H2O
B．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag，负极反应式：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2
C．海水中电池反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl＝Na2Mn5O10＋2AgCl，其正极反应式为Ag＋Cl―－e－＝AgCl
D．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极常用掺有石墨烯的S8材料，已知电池反应为16Li＋xS8＝8Li2S x，则正极反应可为2Li2S6＋2Li＋＋2e－＝3Li2S4
三、填空题
6．正误判断
①在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极（____）
②在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强（____）
③在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应（____）
④在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生（____）
⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动（____）
⑥两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极（____）
7．按要求填空。

①锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

电池正极反应式为____________。

②取Pt和Zn为电极材料埋入人体内作为心脏起搏器的能源，它跟人体体液中含有的一定浓度的溶解O2、H＋和Zn2＋进行作用，其正极反应式为___________________，负极
反应式为__________。

四、实验题
8．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：
（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，活动性________________；（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，活动性
__________；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，活动性________________；（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，活动性___________；（5）用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性________________；综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为________________________________。

参考答案
1．C
【解析】
A．能设计成原电池的反应必须是自发进行的放热的氧化还原反应，该反应不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故A错误；B．燃料电池中原电池的两极相同，可均为Pt电极，则原电池的两极不一定是由活动性不同的两种金属组成，也可为金属与非金属电极，故B
错误；C．能自发进行的氧化还原反应，且为放热的反应都可设计成原电池，则理论上说，不能自发进行的氧化还原反应可设计成电解装置发生，故C正确；D. 原电池工作时，正极表面不一定有气泡产生，如铁-铜-硫酸铜原电池，正极上析出铜固体，故D错误；故选C。

2．D
【详解】
A.乙中I－失去电子放电，发生氧化反应，A正确；
B.由总反应方程式知，Fe3＋被还原成Fe2＋，B正确；
C.当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，C正确；
D.甲中加入Fe2＋，导致平衡逆向移动，则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，作为负极，则乙中石墨电极为正极，D错误。

答案选D。

3．C
【详解】
A.由图像可知该原电池反应原理为Zn+Cu2＋= Zn2＋+ Cu，故Zn电极为负极失电子发生氧化反应，Cu电极为正极得电子发生还原反应，故A项错误；
B.该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故两池中c(SO42－)不变，故B项错误；
C.电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2＋+2e—= Cu，故乙池中为Cu2＋～Zn2＋，摩尔质量M(Zn2＋)>M(Cu2＋)故乙池溶液的总质量增加，C项正确；
D.该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中溶液中Zn2＋由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡，阴离子并不通过交换膜，故D项错误；
本题选C。

4．D
【详解】
A、根据所给反应方程式，Fe2＋的化合价升高，依据原电池工作原理，因此石墨b为负极，发生氧化反应，故A说法正确；
B、石墨a为正极，发生还原反应，电极反应式为MnO4－＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O，故B 说法正确；
C、盐桥的作用是形成闭合回路，同时保持溶液中电荷平衡，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，即K＋向甲烧杯移动，SO42－向乙烧杯移动，故C说法正确；
D、生成Fe3＋的物质的量为(200×10－3×1.5×2－200×10－3×1×2)mol=0.2mol，负极反应式为Fe2＋=2e－=Fe3＋，因此电路中转移电子物质的量0.2mol，故D说法错误；
答案选D。

5．AC
【分析】
A. 电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液时，Zn失电子作负极，K2FeO4作正极，发生还原反应；
B. 银锌电池反应原理为Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag，其中Zn失电子，作负极，发生氧化反应；
C. 海水中电池反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl＝Na2Mn5O10＋2AgCl，其中Ag失电子，发生氧化反应，作负极；
D. 全固态锂硫电池反应为16Li＋xS8＝8Li2S x，其中Li失去电子，发生氧化反应，作负极，S8得到电子，作正极，发生还原反应。

【详解】
A. 电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液时，Zn失电子作负极，K2FeO4作正极，发生还原反应，电极反应为2FeO42-＋8H2O＋6e-＝2Fe(OH)3＋10OH-，A项错误，符合题意；
B. 银锌电池反应原理为Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag，其中Zn失电子，作负极，发生氧化反应，电极反应为：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2，B项正确，不符合题意；
C. 海水中电池反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl＝Na2Mn5O10＋2AgCl，其中Ag失电子，发生氧化反应，作负极，负极的电极反应为：Ag＋Cl―－e－＝AgCl，C项错误，符合题意；
D. 全固态锂硫电池反应为16Li＋xS8＝8Li2S x，其中Li失去电子，发生氧化反应，作负极，S8得到电子，作正极，发生还原反应，正极的电极反应为2Li2S6＋2Li＋＋2e－＝3Li2S4，D项
正确，不符合题意；
答案选AC。

6．√×××××
【分析】
①在原电池中，发生氧化反应的一极为负极；
②在原电池中，当两种金属作电极时，活泼金属作负极，但不绝对；
③在燃料电池中，正负两极的电极材料均为惰性电极，电极材料均不参与反应；
④在锌铜原电池中，电子不通过电解质溶液；
⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向正极极移动，盐桥中的阳离子向正极移动；
⑥两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极，但是不是绝对的。

【详解】
①在原电池中，发生氧化反应的一极为负极，正确；
②在原电池中，当两种金属作电极时，活泼金属作负极，但不绝对，如Al和Mg形成原电池NaOH作电解质溶液时，Al作负极，Mg作正极，错误；
③在燃料电池中，正负两极的电极材料均为惰性电极，电极材料均不参与反应，错误；
④在锌铜原电池中，电子不通过电解质溶液，电子在外电路中运动，电解质溶液中离子定向移动，有电流生成，错误；
⑤原电池工作时，溶液中的阳离子向正极极移动，盐桥中的阳离子向正极移动，错误；
⑥两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极，但是不是绝对的，如Al和Mg形成原电池NaOH作电解质溶液时，Al作负极，Mg作正极，错误。

【点睛】
解答本题时要注意：①电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路；②无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

7．MnO2＋e－＋Li＋＝LiMnO2O2＋4e－＋4H＋＝2H2O 2Zn－4e－＝2Zn2＋
【分析】
①由原电池的装置可知，Li为负极，被氧化，MnO2为正极，被还原；
②Pt和Zn为电极材料，和电解质溶液构成原电池，Zn作负极，Pt作正极，负极上Zn失去电子发生氧化反应生成Zn2+，正极上O2得电子发生还原反应生成水。

【详解】
①由原电池的装置可知，MnO2为正极，得到电子，被还原，电极反应为：MnO2＋e－＋Li＋＝LiMnO2；
②Pt和Zn为电极材料，和电解质溶液构成原电池，Zn作负极，Pt作正极，负极上Zn失去电子发生氧化反应生成Zn2+，电极反应为：2Zn－4e－＝2Zn2＋；正极上O2得电子发生还原反应生成水，电极反应为：O2＋4e－＋4H＋＝2H2O。

8．A＞B C＞D A＞C D＞B B＞E A＞C＞D＞B＞E
【分析】
（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，活泼金属作负极；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，电流由正极流向负极；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，产生气泡的一极为正极；（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，发生氧化反应的一极为负极；
（5）电解时活泼性若的金属阳离子先得电子析出；根据前四问几种金属的活泼性的大小关系确定五种金属的活动性顺序。

【详解】
（1）A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，因活泼金属作负极，所以活动性A>B；
（2）C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C，电流由正极流向负极，所以D为正极，C为负极，活泼金属作负极，因此活动性C>D；
（3）A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，产生气泡的一极为正极，活泼金属作负极，因此活动性A>C；
（4）B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，发生氧化反应的一极为负极，活泼金属作负极，因此活动性D>B；
（5）用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，因用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，说明活泼性B>E；因活泼性A＞B、C＞D、A＞C、D＞B、B＞E，由此可知五种金属的活动性顺序为：A＞C＞D＞B＞E。