配套K12高中化学第1章化学反应与能量转化1.3化学能转化为电能——电池第1课时原电池工作原理课时练

原电池工作原理1．关于右图装置的叙述，正确的是( )A．铜是负极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少C．电流从锌片经导线流向铜片D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2【答案】D【解析】本题主要考查有关原电池的知识，由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极(Cu极)，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2，Cu为原电池的正极，电流流向与电子流向相反。

2．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，下列关于该装置的说法正确的是( )A．外电路的电流方向为X→外电路→YB．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为FeC．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y【答案】D【解析】由图示电子流向知X为负极，Y为正极，则电流方向为Y→外电路→X，故A错；若两电极分别为Fe和碳棒，则X为铁，Y为碳棒，B错；负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，C错；若两电极均为金属，活泼金属作负极，故有活动性X>Y。

3．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( )【答案】C【解析】本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D 项，由M棒变粗，可知B项不正确。

4．按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示( )①[Ag ＋] ②[NO －3] ③a 棒的质量 ④b 棒的质量 ⑤溶液的质量A ．①③B ．③④C ．①②④D ．②【答案】D【解析】在这个原电池中，负极：Fe －2e －===Fe 2＋，正极：Ag ＋＋e －===Ag ，使b 棒增重，溶液中[NO －3]不变。

5．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是( )A ．原电池中失去电子的一极为负极B ．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C ．原电池中相对活泼的一极为正极D ．电解池中发生氧化反应的一极为阳极【答案】C【解析】根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。

6．对于原电池的电极名称，叙述错误的是( )A ．发生氧化反应的一极为负极B ．正极为电子流入的一极C ．比较不活泼的金属为负极D ．电流流出的一极为正极【答案】C【解析】原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。

7．在如图所示的装置中，a 的金属活动性比氢要强，b 为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )A ．碳棒上有气体放出，溶液pH 变大B ．a 是正极，b 是负极C ．导线中有电子流动，电子从a 极流向b 极D ．a 极上发生了氧化反应【答案】B【解析】本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。

电极a 、b 与电解质溶液稀H 2SO 4组成原电池。

因活动性a>b(碳棒)，所以a 为原电池的负极，b 为正极。

电极反应式：a(负)极：a －n e －===a n ＋(氧化反应),b(正)极：n H ＋＋n e －===n 2H 2↑(还原反应)，由于正极放电消耗H ＋，溶液中[H ＋]减小，pH 增大。

在外电路中，电子由a 极流出经检流计G 流向b 极。

8．如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。

下列有关说法正确的是( )A．Fe比Pb活泼，始终作负极B．Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe(NO3)3D．利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想【答案】D【解析】开始时，电解质溶液是浓HNO3，Fe在浓HNO3中钝化，所以开始时Pb是负极：Pb－2e－===Pb2＋；随着反应的进行，浓HNO3变成稀HNO3，Fe变为原电池的负极：Fe－2e－===Fe2＋。

由于最终Fe有剩余，所以不会生成Fe(NO3)3。

根据Pb与浓HNO3反应：Pb＋4HNO3(浓)===Pb(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，过量的Fe与稀HNO3发生反应：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可知反应产生了有害气体NO2、NO，会污染环境，不符合“绿色化学”思想。

故选D。

9．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中不正确的是( ) A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋【答案】C【解析】原电池正、负极的判断不能完全依赖金属的活动性，因为可能会出现特殊情况：浓硝酸使铁、铝钝化；铝与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应等。

10．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( )A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外电路中，电流从负极流向正极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液【答案】B【解析】在原电池中，相对活泼的金属材料作负极，相对不活泼的金属材料作正极，负极反应为Zn －2e －===Zn2＋，正极反应为Cu 2＋＋2e －===Cu ，因Zn 失电子生成Zn 2＋，为使ZnSO 4溶液保持电中性，盐桥中的Cl －移向ZnSO 4溶液。

11．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，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 ＋MnO 2===LiMnO 2，下列说法正确的是( )A ．Li 是正极，电极反应为Li －e －===Li ＋B ．Li 是负极，电极反应为Li －e －===Li ＋C ．MnO 2是负极，电极反应为MnO 2＋e －===MnO －2D ．Li 是负极，电极反应为Li －2e －===Li 2＋【答案】B【解析】由总反应＋O 2===O 2可知，Li 元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn 元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。

Li 被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li －e －===Li ＋，MnO 2在正极上反应，电极反应为MnO 2＋e －===MnO －2。

12．由锌片、铜片和200 mL 稀H 2SO 4组成的原电池如图所示。

(1)原电池的负极反应是_____________________________________，正极反应是________________________________________________。

(2)电流的方向是_____________________________________。

(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，H 2SO 4恰好消耗一半。

则产生这些气体的同时，共消耗________ g 锌，有______个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。

【答案】(1)Zn －2e －===Zn 2＋ 2H ＋＋2e －===H 2↑(2)由Cu 极流向Zn 极(3)4.875 9.03×1022 0.75 mol·L －1【解析】产生0.075 mol H 2，通过0.075 mol×2＝0.15 mol 电子，消耗0.075 mol Zn 和0.075 mol H 2SO 4。

所以m (Zn)＝0.075 mol×65 g·mol －1＝4.875 g ，N (e －)＝0.15 mol×6.02×1023 mol －1＝9.03×1022，[H 2SO 4]＝0.075 mol×20.2 L＝0.75 mol·L －1。

13．依据氧化还原反应：2Ag ＋(aq)＋Cu(s)===Cu 2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。

请回答下列问题：(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；(2)银电极为电池的____________极，发生的电极反应为____________________________；X电极上发生的电极反应为______________________________________________；(3)外电路中的电子是从______电极流向______电极。

【答案】(1)Cu AgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－===Ag(或2Ag＋＋2e－===2Ag)Cu－2e－===Cu2＋(3)Cu(负) Ag(正)【解析】该原电池的电池总反应式为2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。

电子从原电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。

14．已知可逆反应：AsO3－4＋2I－＋2H＋AsO3－3＋I2＋H2O。

(Ⅰ)如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现检流计指针偏转。

(Ⅱ)若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，发现检流计指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。

试回答问题：(1)两次操作中检流计指针为什么会发生偏转？__________________________________。

(2)两次操作过程中检流计指针偏转方向为什么相反？________________________________________________________________________。

(3)操作(Ⅰ)中，C1棒上的反应为_______________________________________________。

(4)操作(Ⅱ)中，C2棒上的反应为_______________________________________________。

【答案】(1)两次操作中均发生原电池反应，所以检流计指针均发生偏转(2)两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而检流计指针偏转方向相反(3)2I－－2e－===I2(4)AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O【解析】操作(Ⅰ)滴入浓盐酸，溶液中 [H＋] 增大，题给可逆反应平衡正向移动，I－失去电子变为I2，C1棒上产生电子，并沿外电路流向C2棒，AsO3－4得电子变为AsO3－3。

操作(Ⅱ)滴加40%的NaOH(aq)，将H＋中和，溶液中 [H＋] 减小，题给可逆反应平衡逆向移动，电子在C2棒上产生，并沿外电路流向C1棒，I2得电子变为I－，AsO3－3变为AsO3－4。