2020苏教版高考化学复习：原电池(练习附答案解析)

课题1原电池1.实验探究
实验步骤
解释或说明
锌与稀硫酸发生置
换反应产生氢气，
而铜则不能
结论：
原电池是将能转化为能的装置；原电池的反应本质是反应。

理论
上说，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( 正确、不正确) 2．原电池的构造与工作原理（以锌铜原电池为例）
(1)有关的实验现象
①锌片，铜片，硫酸铜溶液颜色；
②电流计的指针，装置中的能量变化是。

(2)反应原理
电极名称负极正极
电极材料锌片铜片
电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型
电子流向由Zn片沿导线流向Cu片
盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向极，Cl－移向极
(3)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥的作用：a.连接（内、外）电路，形成闭合回路；b.提供离子，使由
它连接的两溶液保持电中性，使原电池不断产生电流。

优点是：避免与直接接触，提高电池效率，提供持续、的电流。

（4）原电池正负极的判断方法
①根据组成原电池的电极材料判断。

一般是活动性较强的金属为______极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为______极。

从更本质上说，氧化反应发生在（正、负）极，还原反应发生在（正、负）极。

②根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由___极经外电路流向___极；电子由___极经外电路流向___极。

③根据电解质溶液离子的移动方向判断。

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向__极，阴离子移__极。

④根据两极发生的变化来判断。

原电池的____ 极失电子发生氧化反应，其___极得电子发生还原反应。

⑤根据现象判断。

一般情况下，溶解的一极为______极，增重或有气体逸出的一极为______极。

3.对常见化学电源的认识与理解(判断正误)
(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()
(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()
(3)若使反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料()
(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()
(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能()
(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋()
4.金属的腐蚀的本质是金属原子电子变为离子，金属发生反应。

5.金属腐蚀包括和。

自然界中金属腐蚀主要以主。

电化学腐蚀
包括和。

以为主。

两者的区别主要是介质（电解质溶液）不同，在条件下主要发生吸氧腐蚀。

电化学防腐的方法有：①牺牲的保护法。

按原电池的名称应该是牺牲极的保护法。

即发生氧化反应的是极和极，发生还原反应的是极和极。

②被保护的电极与外加的直流电的极相连。

6. (1)化学腐蚀与电化学腐蚀
联系两者往往同时发生，
腐蚀更普遍
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
类型析氢腐蚀吸氧腐蚀
条件水膜(pH≤4.3)水膜
电极反应负极正极
总反应式
联系更普遍
7.(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样( )
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )
(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋( )
(4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用( )
(5)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀( )
(6)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀( )
(7)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性( )
(8)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致( )
8. A、B两装置长时间露置于空气中，A发生腐蚀，B发生腐蚀。

9．(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，
同时向a中加入少量的CuSO4溶液。

请画出产生H2的
体积V(L)与时间t(min)的关系图像。

(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时
向a中加入少量的CuSO4溶液，请画出产生H2的体积V(L)
与时间t(min)的关系图像。

10．Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag ＋2Cl－。

则负极：________________________，正极：______________________。

11．(1)分析如图所示的四个装置a、b、c、d，回答下列问题：
①装置a和b中铝电极上的电极反应式分别为____________________________、___________________________。

②装置c中产生气泡的电极为___ __电极(填“铁”或“铜”)，装置d中铜电极上的电极反应式为
__________ _。

(2)观察如图所示的两个装置，图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。

根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为
_____________________ _。

12.(2016·深圳模拟)如图2-1所示，是原电池的装置图。

请回答：
图2-1 图2-2
(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为________________________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)
(2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图2-1所示的原电池装置，则A(负极)极材料为________，B(正极)极材料为________，溶液C为________。

(3)若C为CuCl2溶液，Zn是________极，Cu极发生________反应，电极反应为________________________。

反应过程溶液中c(Cu2＋)________(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图2-2：电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为____________________________。

课题1原电池
1.实验探究
实验步骤
解释或说明锌与稀硫酸发生置换反应产生氢气，
而铜则不能
原电池是将能转化为能的装置；原电池的反应本质是反应。

理论结论：
上说，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( 正确、不正确) 从左到右从上到下：锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流；锌与稀硫酸反应产生氢气，但导线中无电流；乙醇是非电解质，与锌、铜都不反应；化学电氧化还原正确。

2．原电池的构造与工作原理（以锌铜原电池为例）
(1)有关的实验现象
①锌片，铜片，硫酸铜溶液颜色；
②电流计的指针，装置中的能量变化是。

(2)反应原理
电极名称负极正极
电极材料锌片铜片
电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu
反应类型
电子流向由Zn片沿导线流向Cu片
盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向极，Cl－移向极
(3)盐桥的组成和作用
①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥的作用：a.连接（内、外）电路，形成闭合回路；b.提供离子，使由它连接的两溶液保持电中性，使原电池不断产生电流。

优点是：避免与直接接触，提高电池效率，提供持续、的电流。

（4）原电池正负极的判断方法
①根据组成原电池的电极材料判断。

一般是活动性较强的金属为______极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为______极。

从更本质上说，氧化反应发生在（正、负）极，还原反应发生在（正、负）极。

②根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由___极经外电路流向___极；电子由___极经外电路流向___极。

③根据电解质溶液离子的移动方向判断。

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向__极，阴离子移__极。

④根据两极发生的变化来判断。

原电池的____ 极失电子发生氧化反应，其___极得电子发生还原反应。

⑤根据现象判断。

一般情况下，溶解的一极为______极，增重或有气体逸出的一极为______极。

【答案】(1) ①溶解，加厚变亮，变浅；②发生偏转，化学能转化为电能。

(2)反应原理氧化反应还原反应；正负
(3) ②内；定向移动的阴阳离子。

负极反应溶液稳定
（4）①负正负正②正负负正③正负④负正⑤负正
3.对常见化学电源的认识与理解(判断正误)
(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()
(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()
(3)若使反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料()
(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()
(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能()
(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋()
【答案】(1)正确其余错误
【解析】(2)锂离子电池属于可充电电池，即二次电池。

(3)若用锌和铁作电极，则电极反应就变为Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋。

(4)MnO2不是催化剂。

(5)燃料电池直接将化学能转变为电能。

(6)负极反应应写为2H2－4e－＋4OH－===4H2O。

4.金属的腐蚀的本质是金属原子电子变为离子，金属发生反应。

【答案】失去金属阳氧化
5.金属腐蚀包括和。

自然界中金属腐蚀主要以主。

电化学腐蚀
包括和。

以为主。

两者的区别主要是介质（电解质溶液）不同，在条件下主要发生吸氧腐蚀。

电化学防腐的方法有：①牺牲的保护法。

按原电池的名称应该是牺牲极的保护法。

即发生氧化反应的是极和极，发生还原反应的是极和极。

②被保护的电极与外加的直流电的极相连。

【答案】化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀弱酸性或中性或碱性阳极阴极负极正极阳极负极阴极正极负极
6. (1)化学腐蚀与电化学腐蚀
类型化学腐蚀
电化学腐蚀
条件金属跟接触不纯金属或合金跟接触
现象电流产生电流产生
本质金属被较活泼金属被
联系两者往往同时发生，腐蚀更普遍
(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀
以钢铁的腐蚀为例进行分析：
类型析氢腐蚀吸氧腐蚀
条件水膜(pH≤4.3)水膜
电极反应负极正极
总反应式
联系更普遍
【答案】(1)从左到右上到下依次非金属单质直接、电解质溶液；无、有；氧化、氧化；电化学腐蚀。

(2) 从左到右上到下依次酸性较强、弱酸性或中性或碱性；Fe－2e－===Fe2＋；2H＋＋2e－===H2↑、O2＋2H2O ＋4e－===4OH－；Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；吸氧腐蚀。

7.(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样( )
(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物( )
(3)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3＋( )
(4)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用( )
(5)若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀( )
(6)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀( )
(7)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性( )
(8)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致( )
【答案】⑹⑺⑻正确
8. A、B两装置长时间露置于空气中，A发生腐蚀，B发生腐蚀。

【答案】析氢吸氧
9．(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，
同时向a中加入少量的CuSO4溶液。

请画出产生H2的
体积V(L)与时间t(min)的关系图像。

(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时
向a中加入少量的CuSO4溶液，请画出产生H2的体积V(L)
与时间t(min)的关系图像。

【答案】(1)(2)
10．Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag ＋2Cl－。

则负极：________________________，正极：______________________。

【答案】Mg－2e－===Mg2＋2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－
11．(1)分析如图所示的四个装置a、b、c、d，回答下列问题：
①装置a和b中铝电极上的电极反应式分别为____________________________、___________________________。

②装置c中产生气泡的电极为___ __电极(填“铁”或“铜”)，装置d中铜电极上的电极反应式为
__________ _。

(2)观察如图所示的两个装置，图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图2装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。

根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为
_____________________ _。

【答案】(1)①2H＋＋2e－===H2↑Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O②铁O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2)金属铬的活泼性比铜强且能和稀硫酸反应生成H2、金属铬易被稀硝酸钝化
【解析】(1)在稀H2SO4溶液中，镁比铝活泼，铝电极作正极，正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

在NaOH溶液中，铝比镁活泼，铝电极作负极，负极的电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O。

在浓硝酸中，铁被钝化，铁电极作正极，正极上发生NO－3的还原反应，产生气泡。

装置d相当于金属铁发生吸氧腐蚀，铜电极作正极，正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

(2)由图1可知还原性Cr＞Cu，但在稀硝酸中却出现了反常，结合稀硝酸的氧化性，不难推测铬被稀硝酸钝化，导致活性降低。

12.(2016·深圳模拟)如图2-1所示，是原电池的装置图。

请回答：
图2-1 图2-2
(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为________________________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不
变”)
(2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图2-1所示的原电池装置，则A(负极)极材料为________，B(正极)极材料为________，溶液C为________。

(3)若C为CuCl2溶液，Zn是________极，Cu极发生________反应，电极反应为________________________。

反应过程溶液中c(Cu2＋)________(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图2-2：电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为____________________________。

【答案】(1)2H＋＋2e－===H2↑升高(2)Cu石墨FeCl3溶液
(3)负极还原Cu2＋＋2e－===Cu变小(4)负极CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋11.2
【解析】(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高；
(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。

溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液；
(3)Zn比较活泼，在原电池中做负极，Cu做正极，正极发生还原反应，Cu2＋在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋发生了反应，则c(Cu2＋)变小；
(4)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，标况下体积为11.2 L。