原电池-化学电源-电化学-经典习题及解析

原电池化学电源

题组一原电池工作原理的考查

1．下列装置中能构成原电池产生电流的是

()

答案 B

解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。

2．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．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液 C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成

D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池

答案 D

解析CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。

题组二原电池正、负极的判断

3．下列有关原电池的说法中正确的是

()

A．在内电路中，电子由正极流向负极

B．在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极

C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生

D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化

答案 D

解析A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构

成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正

极表面析出铜，没有气泡产生。

4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是

()

A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极

B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑

C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

答案 B

解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A错，C错。②中电池总反应为2Al ＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确。④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===

4OH－，D错。

题组训练原电池原理的应用

1．电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因： _______________________________________________。

答案铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路

2．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极_______________，正极____________________，

并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。

答案Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

3．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；

③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀

H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。

据此，判断五种金属的活动性顺序是 ()

A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>E C．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E

答案 B

解析金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极电极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极→正极，电流方向则由正极→负极。在题述原电池中，A-B原电池，A为负极；C-D原电池，C为负极；A-C原电池，A为负极；B-D原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性：A>C>D>B>E。

4．把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)

(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，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________。

(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，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是________

(3)将(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是________。

答案(1)A(2)B(3)C

解析加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，(1)a中Zn减少，H2体积减小；(2)中由于H2SO4定量，产生H2的体积一样多；(3)当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COO－＋H＋CH3COOH，a中c(H＋)减少，反应速率减小，但产生H2的体积不变，所以C项正确。

1．可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？

答案

2．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：

(1)放电时电解液中H2SO4的浓度将变_______________________；

当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。

(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________，B电极上生成____________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。

答案(1)小48(2)Pb PbO2对换

解析(1)放电时为原电池，正极为PbO2，其电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O。从电池总反应式可知，随着电池放电，H2SO4不断被消耗，因此，其浓度逐渐变小；由Pb ＋SO2－4－2e－===PbSO4可知，当外电路通过1 mol e－时，理论上负极板有0.5 mol Pb变为0.5 mol PbSO4，即质量增加96 g·mol－1×0.5 mol＝48 g。(2)当完全放电耗尽PbO2和Pb时，两极均变为PbSO4，再按图中通电——电解时，A极板发生反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4，B极板发生反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4。此时铅蓄电池的正负极的极性将对换。

3．(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH_____。(填“减小”、“增大”或“不变”)

(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH____________。(填“减小”、“增大”或“不变”)

答案(1)减小减小(2)减小增大

题组一化学电源中电极反应式的书写

1．Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。

电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为________________________。

(2)电池正极发生的电极反应为_________________________________________。