5原电池原理练习题及参考答案

原电池原理
例1．某化学兴趣小组组装的原电池装置如下图所示：
下列有关说法正确的是
A ．X 极上发生的是还原反应
B ．外电路电流方向为：Y −−→外电路−−→X
C ．电子流动方向为：Y −−→电解质溶液−−→X
D ．烧杯中一定是稀硫酸
例2．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：222Zn Ag O H O=Zn(OH)2Ag +++。

其工作示意图如图所示，下列说法不正确的是
A ．Zn 电极是负极
B ．Ag 2O 电极发生还原反应
C ．放电前后电解质溶液中c (OH -)保持不变
D ．Zn 电极的电极反应式：Zn-2e -+2OH -=Zn(OH)2
1．下列化学反应可设计成原电池的是 A ．HCl+NaOH=NaCl+H 2O B ．2FeCl 3+Cu=2FeCl 2+CuCl 2
C ．Ba(OH)2·8H 2O+2NH 4Cl=BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O
D ．CO 2+Na 2CO 3+H 2O=2NaHCO 3
2．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气体的是
A ．
B ．
C ．
D ．
3．下列有关装置的说法正确的是
A ．装置I 中Mg 为原电池的负极
B ．装置II 为一次电池
C ．装置III 中a 极发生反应：2H 2e 2H -+
-=
D ．装置IV 工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
4．将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述中正确的是 A ．该装置能形成原电池，其中铝是负极 B ．该装置能形成原电池，其中铜是负极 C ．该装置不能形成原电池 D ．以上说法均不正确
5．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是
A ．该电池的总反应为32Fe 2Fe e =3F +++
B ．
C 极为电池的正极
C ．电流从C 极经导线流向Fe 极
D ．3Fe +在C 极表面被氧化
6．M 、N 、P 、E 四种金属：
①M+N 2+=N+M 2+；
②M 、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M 表示有大量气泡；
③N 、E 用导线连接放入E 的硫酸溶液中，电极反应为E 2++2e -=E ，N-2e -=N 2+。

四种金属的还原性由强到弱顺序是 A ．PMNE B ．ENMP C ．PNME D ．EPNE 7．如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法不正确．．．
的是
A ．电子由铜通过导线流向锌，再通过番茄汁回到铜
B ．该装置属于原电池，是将化学能转化为电能的装置
C ．锌电极作为负极，发生氧化反应
D ．番茄汁中含有大量果酸，因此可以起到电解质溶液的作用
8．等质量的两份锌粉a 和b ，分别加入过量的稀硫酸中，并向a 中加入少量CuSO 4溶液，下图表示产生H 2的体积（V ）与时间（t ）的关系正确的是
A ．
B ．
C ．
D ．
9．电化学法处理2SO 是目前研究的热点。

利用双氧水氧化吸收2SO 可消除2SO 污染，并制备硫酸。

设计装置如图所示（已知电极为石墨电极只起导电作用，质子交换膜只允许H +通过）。

下
列叙述中错误的是
A ．2SO 通入的一极为电池负极
B ．导线上箭头方向表示电流方向
C ．B 池中的反应为222H O 2e 2H 2H O =-+
++
D ．若11.2L （标准状况）2SO 参与反应，则A 池中增加2mol H + 10．如图为某氨气燃料电池示意图。

电池工作时，下列说法不正确．．．
的是
A ．正极的电极反应为：22O 4e 2H O 4OH --
++=
B ．若电极1上有1mol 3NH 被还原，则电路中转移3mol 电子
C ．Na +移向电极2
D ．电子流向为：电极1→负载→电极2
11．电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。

（1）用图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中G 为电流计。

请回答下列问题：
以下叙述中，正确的是_______（填选项字母）。

a．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极
b．两烧杯中铜片表面均有气泡产生
c．两烧杯中溶液的c(H+)均减小
d．乙中电流从铜片经导线流向锌片
e．乙溶液中SO24 向铜片方向移动
（2）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。

实验测得OH-定向移向A电极，则_______（填A或B）处电极入口通CH4，其电极反应式为
_______________________。

（3）一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置工作示意图如图所示：①在空气里，微生物将垃圾渗透液硝化，写出该反应的离子方程式：_______。

②电极Y的电极反应式为_____________________。

③电子由_______（填“X”或“Y”，下同）极经导线移向_______极；当转移0.15mol电子时，生成标准状况下N2的体积为_______。

12．Zn-MnO2干电池应用广泛，其示意图如下，电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。

（1）该电池的负极材料是_______。

电池工作时，电子流向_______（填“正极”或“负极”）。

（2）如果该电池的工作原理为Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3↑+H2↑，其正极反应式为
________________________。

（3）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_______。

欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的_______（填字母）。

a．NaOH b．Zn c．Fe d．NH3·H2O
例1．【答案】B
【解析】由图可知X为负极，发生氧化反应，Y为正极，发生还原反应，电流由正极流向负极，电子由负极沿着导线流向正极。

A．根据上述分析可知：X为负极，发生氧化反应，故A错误；B．根据上述分析可知：外电路电流方向为正极流向负极，即Y−−→外电路−−→X，故B正确；C．根据上述分析可知：电子流动方向为从负极沿着导线流向正极，即X−−→外电路−−→Y，故C错误；D．题中未告知原电池的构成，故烧杯中不一定是稀硫酸，故D错误；故答案B。

例2．【答案】C
【解析】A．根据总反应方程式可知：在反应中Zn失去电子，发生氧化反应，所以Zn电极作负极，A正确；B．Ag2O得到电子变为单质Ag，发生还原反应，所以Ag2O电极作正极，B正确；C．根据反应的化学方程式可知反应过程中NaOH溶液的物质的量不变，但反应消耗水，导致NaOH浓度增大，溶液中c(OH-)增大，C错误；D．电解质溶液显碱性，Zn电极失去电子产生Zn2+，Zn2+与溶液中的OH-结合形成Zn(OH)2，故Zn电极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，D正确；故合理选项是C。

1．【答案】B
【解析】能自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池；A．该反应无化合价变化，不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故A错误；B．该反应Cu和Fe的化合价发生变化，为自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故B正确；C．该反应中没有电子转移，不属于氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故C错误；D．该反应无化合价变化，不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误；故选B。

2．【答案】A
【解析】A．Zn、Cu构成原电池，Zn的活泼性大于Cu，Cu是正极，正极反应式2H++2e-=H2↑，故选A；B．Cu、Ag和稀硫酸都不反应，不能构成原电池，故不选B；C．Cu、C和稀硫酸都不反应，不能构成原电池，故不选C；D．没有形成闭合电路，不能构成原电池，铜和硫酸不反应，铜表面没有气体生成，故不选D。

答案为A。

3．【答案】D
【解析】A．Al能够与NaOH溶液发生氧化还原反应，而Mg不能反应，所以装置I中Mg为原电池的正极，Al为原电池的负极，A错误；B．装置II可充电，为电解池；也可放电，为原电池，故装置II电池为二次电池，B错误；C．装置III中a极氢气发生反应转化成H+，H+与溶液中OH-不能共存，反应生成水，电极反应式为H2−2e−+2OH-=2H2O，C错误；D．由于电极活动性Zn比C 强，所以Zn为负极，碳棒为正极，故装置IV工作时，电子由负极锌通过导线流向正极碳棒，D 正确；故选D。

4．【答案】B
【解析】A．该装置能形成原电池，铝在浓硝酸中钝化，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，铝是正极、铜是负极，故A错误；B．该装置能形成原电池，铝在浓硝酸中钝化，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，铝是正极、铜是负极，故B正确；C．铜能够与浓硝酸发生氧化还原反应，该装置符合原电池构成条件，能形成原电池，故C错误；D．以上说法中B正确，故D错误；答案选B。

5．【答案】D
【解析】A．铁是该电池的负极，电解质为FeCl3，该电池的总反应为32
Fe2Fe e
=3F
++
+，故A正确； B．铁是该电池的负极，C极为电池的正极，故B正确；C．铁是该电池的负极，C极为电池的正极，电流从C极经导线流向Fe极，故C正确；D．C极发生反应32
Fe e Fe
+-+
+=，3
Fe+在C极表面被还原，故D错误；选D。

6．【答案】A
【解析】由①可知，M为还原剂，N为还原产物，则还原性：M>N；由②可知，M电极为原电池的正极，则还原性：P>M；由③可知，E为原电池的正极，N为负极，则还原性：N>E，则四种金属的还原性强弱为：P>M>N>E；答案选A。

7．【答案】A
【解析】该装置中，有活泼性不同的两极，电解质溶液（番茄中），形成闭合回路，此装置为原电池，据此进行分析。

A．此装置为原电池，锌的活泼性大于铜，锌作负极，铜作正极，电子由锌通过导线流向铜，电子不能流经电解质溶液，故A错误；B．此装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故B正确；C．此装置为原电池，锌的活泼性大于铜，锌作负极，失电子，发生氧化反应，故C正确；D．番茄汁中含有大量果酸，能传导离子，因此可以起到电解质溶液的作用，故D正确；故选A。

8．【答案】D
【解析】等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，发生的反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铜-铁-稀硫酸形成原电池，使制取H2的反应速率增大，反应用时少于b，但由于Zn与CuSO4发生反应消耗，导致与硫酸反应的锌的质量减少，因而生成的氢气减少，故a中生成H2少于b，a中生成氢气快而少，图象表示应为D，故选D。

9．【答案】D
【解析】A．由图示可知，SO2在A池发生氧化反应得到硫酸，2
SO通入的一极为电池负极，故A正确；B．2
SO通入的一极为电池负极，原电池中，电流从正极流向负极，所以导线上箭头方向表示电流方向，故B正确；C．B池中电极为正极，H2O2在B
池发生还原反应得到水，电极反
应式为222H O 2e 2H 2H O =-+
++，故C 正确； D ．A 池中，SO 2失电子发生氧化反应，电极反应
式为SO 2 + 2H 2O- 2e -
=2-4
SO + 4H +
，若标况下11.2 L SO 2参与反应，生成氢离子2mol ，转移1mol 电子，1mol 氢离子转移到B 池中，所以A 池中增加的H +的物质的量为1mol ，故D 错误；故答案为D 。

10．【答案】B 【解析】A ．正极反应物为氧气，电解质为碱溶液，故正极的电极反应为：
22O 4e 2H O 4OH --++=，A 项正确；B ．该电池负极反应为：2NH 3-6e -+6OH -=N 2+6H 2O ，若电极1上有1mol 3NH 被氧化，则电路中转移3mol 电子，B 项错误；C ．Na +移向正极，故移向电极2，C 项正确；D ．电子从负极移动到正极，故电子流向为：电极1→负载→电极2，D 项正确；答案选B 。

11．【答案】（1）cd （2）A CH 4-8e -+10OH -=CO 2-
3+7H 2O
（3） NH +
4
+2O 2=NO -3+H 2O+2H + 2NO -
3+10e -+12H +=N 2↑+6H 2O X Y 0.896L 【解析】（1）a ．甲没有形成闭合回路，不是原电池，a 错误；b ．甲中铜不与稀硫酸反应，表面不会有气泡产生，b 错误；c ．甲、乙烧杯中都是锌与稀硫酸反应生成氢气，氢离子浓度均减小，c 正确；d ．锌的活动性比铜强，乙中形成原电池，锌作负极，铜作正极，电流从铜片经导线流向锌片，d 正确；e ．乙中形成原电池，锌作负极失电子，硫酸根离子向负极即锌片移动，e 错误；答案选cd 。

（2）原电池工作时，阴离子向负极移动，因此A 电极为负极，燃料电池中燃料作负极，氧气作正极，因此A 处电极入口通CH 4，甲烷失电子生成二氧化碳，生成的二氧化碳与氢氧根离子结合生成碳酸根离子，因此负极电极反应式为：CH 4-8e -+10OH -=CO 2-3+7H 2O 。

（3）①由装置图可知，铵根离子被微生物硝化生成硝酸根离子，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NH +4
+2O 2=NO -3+H 2O+2H +。

②电极Y 上硝酸根离子转化为氮气，氮元素化合价降低，得电子发生还原反应，为正极，电极反应式为：2NO -3+10e -+12H +=N 2↑+6H 2O 。

③X 极为负极，Y 极为正极，电子由负极经导线流向正极，即电子由X 极经导线移向Y 极；负极
氨气失电子生成氮气，正极硝酸根离子得电子生成氮气，总反应的方程式为：3NO -
3
+5NH 3+3H +=4N 2↑+9H 2O ，生成4molN 2转移15mol 电子，则转移0.15mol 电子，生成0.04molN 2，标准状况下其体积为：0.04mol ⨯22.4L/mol=0.896L 。

12．【答案】（1）Zn （或锌） 正极 （2）42NH +
+2e -=2NH 3↑+H 2↑
（3）电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu 构成铜锌原电池，而加快锌的腐蚀 b 【解析】Zn-MnO 2干电池中负极材料为活泼金属Zn ，MnO 2为正极，电池工作时电子从负极经外电路流向正极。

（1）负极上是失电子的，则Zn 失电子为负极，电子由负极流向正极，故答案为：Zn （或锌）；
正极；
（2）该电池的工作原理为Zn+2NH 4Cl=ZnCl 2+2NH 3↑+H 2↑，正极得电子，发生还原反应，则其正极反应式为：42NH +
+2e -=2NH 3↑+H 2↑，故答案为：42NH +
+2e -=2NH 3↑+H 2↑；
（3）电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；题目中a 和d 项除去杂质离子还会消耗ZnCl 2，c 项会引入新杂质，所以应选Zn ，可以将Cu 2+置换为单质而除去，故答案为：电化学腐蚀较化学腐蚀更快、锌与还原出来的Cu 构成铜锌原电池，而加快锌的腐蚀；b 。