高一化学暑期系统复习4原电池附解析.docx

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高一化学暑期系统复习4原电池附解析

2019年高一化学暑期系统复习4：

原电池（附解析）

经典例题

1．【2019年四川雅安中学开学考】图1是铜锌原电池示意图，图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量。

下列说法不正确的是（）

A．溶液中的SO

向锌电极移动

B．在锌电极上可观察到大量气泡产生

C．电流由铜电极流向锌电极

D．图2中y轴表示的可能是c（H+）

2．【2019年湖南武冈市一中月考】华中科技大学一项科学研究表明：

一种被称为Li－空气微型石墨烯超级电容器的电池，它充电和放电的速率是标准电池的100至1000倍。

该电池由单原子层的碳构成，放电时将锂氧化产生锂离子和电子，空气中的氧分子得到电子进行还原反应，从而产生电能。

则下列说法正确的是（）

A．Li电极是该电池的正极

B．O2在电极上发生氧化反应，其电极反应式为：

O2+2H2O+4e−＝4OH−

C．12g单层石墨中含有六元环的个数为0.5NA（结构示意图如图，NA表示阿伏加德罗常数的值）

D．放电时，电池中有OH−向负极移动

经典集训

1．下列有关电池的说法不正确的是（）

A．锂电池是一种质量轻，额定电压高，寿命长的高能电池

B．铅蓄电池可放电亦可充电，属于一次电池

C．燃料电池具有能量转化率高，能长时间供电等优点

D．原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置

2．如图所示装置，电流计指针发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C可能是下列各组中的（）

A．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液

B．A是Cu，B是Zn，C为稀H2SO4

C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液

D．A是Zn，B是Cu，C为稀H2SO4

3．下列装置中能构成原电池的是（）

A．

B．

C．

D．

4．某实验兴趣小组用如图所示装置做完实验后，在读书卡片上记下了如下6条记录，其中合理的是（）

A．①②③B．②③④C．④⑤⑥D．③④⑤

5．少量铁粉与100mL0.01mol·L−1的稀盐酸反应，反应速率太慢。

为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（）

①加H2O②加NaOH固体③滴入几滴浓盐酸④加CuO固体⑤加NaCl溶液⑥滴加几滴硫酸铜溶液⑦升高温度（不考虑盐酸挥发）⑧改用10mL0.1mol·L−1的盐酸

A．①⑤⑦B．③⑦⑧C．②④⑥D．③⑥⑦⑧

6．氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，H2SO4溶液作电解质溶液，正极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O。

下列叙述正确的是（）

A．燃料电池的能量转化率可达100%B．电池工作时H＋移向负极

C．电池工作时产生淡蓝色火焰D．负极反应为H2－2e－=2H＋

7．某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，与此电池反应不符的原电池是（）

①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池②石墨、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池

③铁片、锌片、Fe2（SO4）3溶液组成的原电池④银片、铁片、Fe（NO3）2溶液组成的原电池

A．①②B．②③C．③④D．②④

8．电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是Zn+2OH−—2e−=ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e−=2Ag+2OH−，下列判断不正确的是（）

A．锌为正极，Ag2O为负极

B．锌为负极，Ag2O为正极

C．原电池工作时，负极区溶液pH减小

D．原电池工作时，正极区溶液pH增大

9．如图所示的钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀中，下列说法正确的是（）

A．碳表面发生氧化反应

B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO

C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主

D．图②中，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－

10．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：

实验装置

部分实验

现象

a极质量减小

b极质量增加

b极有气体产生c极无变化

d极溶解c极有气体产生

电流计指示在导线中

电流从a极流向d极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是（）

A．d＞a＞c＞bB．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞cD．a＞b＞d＞c

11．依据氧化还原反应：

2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示．请回答下列问题：

（1）电极X的材料是______；电解质溶液Y是AgNO3，则在银电极上析出______单质；

（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（从铜、银中选填）。

12．将纯锌片和纯铜片按图方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，请回答下列问题：

（1）下列说法正确的是________。

A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置

B．乙中铜片上没有明显变化

C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少

D．两烧杯中溶液的pH均增大

（2）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：

甲____乙（填“＞”、“＜“或“＝”）。

（3）当甲中产生1.12L（标准状况）气体时，通过导线的电子数目为__________。

（4）当乙中产生1.12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中c（H＋）＝0.1mol·L－1（设反应前后溶液体积不变）。

试确定原稀硫酸的物质的量浓度为______。

（5）利用下列反应：

Fe＋2Fe3+＝3Fe2+制一个化学电池（给出若干导线和一个小灯泡，电极材料和电解液自选），画出实验装置图，注明电解质溶液名称和正负极材料，标出电流方向，写出电极反应式。

_______是正极，正极反应式：

_____________；

________是负极，负极反应式：

____________。

（6）1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久。

这种能源起搏器中安装寿命最长、可靠性最高的锂一碳电池，这种电池容量大，电压稳定，能在-56.7～71.1℃温度范围内正常工作。

现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用。

它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯中（SOCl2）组成电解质溶液。

电池总反应为：

8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，此电池中__作正极，负极的电极反应为_______。

1.【答案】B

【解析】A．原电池中阴离子移向负极，溶液中的SO

向锌电极移动，故A正确；B．锌为负极，溶液中氢离子在正极铜电极上生成氢气可观察到大量气泡产生，锌电极上看到锌逐渐溶解，故B错误；C．原电池中电流由正极流向负极，由铜电极流向锌电极，故C正确；D．铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn-2e−=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为2H++2e−=H2↑，反应不断消耗H+，所以溶液的c（H+）逐渐降低，图2中y轴表示的可能是c（H+），故D正确；故选B。

2.【答案】C

【解析】A．由题干信息知，锂失电子，作电池的负极，故A错误；B．锂是活泼金属，能与水剧烈反应，因此该电池中没有H2O，更没有OH−，故B错误；C．由题图知，每个六元环含碳原子数为6×

＝2（个），所以12g单层石墨中含六元环的个数为

＝0.5NA，故C正确；D．根据B中分析可知D错误。

答案选C。

1.【答案】B

【解析】A．Li的相对原子质量较小，其密度小，所以相同质量的金属锂的体积小，单位质量能量比高，所以锂电池是质量轻、额定电压高、寿命长的高能电池，故A正确；B．铅蓄电池是最早使用的二次电池，故B错误；C．燃料电池直接将化学能转化为电能，燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率理论上高达85%~90%，燃料电池的反应物不是储存在电池内部，是由外设装备提供燃料和氧化剂等，所以能长时间供电，故C正确；D．原电池是将化学能转化为电能的装置，故D正确；故选B。

2.【答案】A

【解析】A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐变细，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中，则B的活泼性大于A的活泼性，据此答题。

A．如果A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液，A极析出银，逐渐变粗，B极Fe溶解，逐渐变细，故A选；B．如果A是Cu，B是Zn，A极会产生氢气，不会有金属析出，即A极不会变粗，故B不选；C．如果A是Fe，B是Ag，则不符合B的活泼性大于A的活泼性，故C不选；D．如果A是Zn，B是Cu，则不符合B的活泼性大于A的活泼性，故D不选。

故选A。

3.【答案】B

【解析】原电池的构成条件是：

①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应，以此来解答。

A．两个电极一样，不能形成原电池，故A不选；B．锌为负极，铜为正极，电解质为稀硫酸，可发生自发进行的氧化还原反应，符合原电池的构成条件，能形成原电池反应，故B选；C．酒精为非电解质，不导电，不能形成原电池，故C不选；D．没有形成闭合回路，不能形成原电池，故D不选。

故选B。

4.【答案】D

【解析】Cu、Zn、稀硫酸构成的原电池中，自发的氧化还原反应是锌和硫酸的反应，金属锌失电子为负极，电极反应式：

Zn→Zn2++2e−，金属铜为正极，电解质中的氢离子移向该电极，在该极得电子，电极反应式为：

2H++2e−→H2↑，当有1mol电子流过导线时，则会产生氢气0.5mol，电子由锌电极经导线到达铜电极，和电流的方向相反，所以③④⑤正确。

故选D。

5.【答案】B

【解析】①加水，稀释了盐酸的浓度，故反应速率变慢；②加氢氧化钠，与盐酸反应，减少了盐酸的浓度，故反应速率变慢；③加浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，由于铁不足，则生成的氢气量不变；④加CuO固体与盐酸反应生成氯化铜和水，氯化铜再与铁发生置换反应生成铜，构成原电池，反应速率加快，由于消耗铁影响氢气总量；⑤加氯化钠溶液，相当于稀释盐酸浓度，故反应速率变慢；⑥滴加硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量；⑦温度升高，反应速率加快，且不影响氢气量；⑧改用浓度大的盐酸，反应速率加快，且不影响氢气量。

答案选B。

6.【答案】D

【解析】A．燃料电池的能量转化率高，能量转换率可达80%，但是不可能达到100%，故A错误；B．原电池工作时，阳离子向正极移动，因此H＋移向正极，故B错误；C．电池工作时发生的氧化还原反应是在两极上进行的，没有发生燃烧反应，不能产生淡蓝色火焰，故C错误；D．氢氧燃料电池中通入氢气的为负极，负极发生氧化反应，在酸性电解质中，负极的反应式为H2－2e－=2H＋，故D正确；答案选D。

7.【答案】C

【解析】根据反应2Fe3++Fe=3Fe2+可知，反应中单质铁因失电子而被氧化，应为原电池负极；正极应为活泼性比铁弱的金属或导电的非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液应为含Fe3+的盐。

由总反应可知，负极应为铁，被氧化，电解质溶液应为含有Fe3+的溶液。

①中金属活动性Fe>Cu，Fe为负极，电解质溶液中含有Fe3+，发生的电池反应为2Fe3++Fe=3Fe2+，①与反应原理相符；②中金属活动性Fe>C，Fe为负极，电解质溶液中含有Fe3+，发生的电池反应为2Fe3++Fe=3Fe2+，②与反应原理相符；③中金属活动性Zn>Fe，Zn为负极，电解质溶液中含有Fe3+，发生的电池反应为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+，③与反应原理不相符；④金属活动性Fe>Ag，铁为负极，但C中含有的为Fe2+，为负极，银片为正极，不能发生2Fe3++Fe=3Fe2+反应，④不符合题意；故合理选项是C。

8.【答案】A

【解析】原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。

电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。

所以根据电极反应式可知，锌是负极，失去电子。

氧化银是正极得到电子，所以选项A不正确，B正确；根据电极反应式可知，负极周围溶液中OH－减小，正极周围溶液中OH－增大，则选项CD都是正确的，答案选A。

9.【答案】D

【解析】钢铁腐蚀主要为电化学腐蚀，且主要为吸氧腐蚀；负极为铁，发生氧化反应，碳为正极发生还原反应。

被腐蚀后的最终产物为Fe2O3。

10.【答案】C

【解析】原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。

电子经导线流向正极，溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。

a极质量减小，b极质量增加，这说明a电极是负极，失去电子，b电极是正极，溶液中的铜离子得到电子，则金属性是a＞b。

b电极有气体产生，c极无变化，这说明b的金属性强于c的；d极溶解，c极有气体产生，这说明d电极是负极，c电极是正极，溶液中的氢离子放电，生成氢气，则金属性是d＞c；电流计指示在导线中电流从a极流向d极，这说明d电极是负极，a电极是正极，则金属性是d＞a，所以这四种金属的活动性顺序是d＞a＞b＞c。

答案选C。

11.【答案】

（1）CuAg

（2）正2Ag++2e−=2AgCu-2e−=Cu2+

（3）铜银

【解析】原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，根据总反应2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s），判断电极材料；原电池中银是正极，电解质中阳离子在正极得电子生成金属单质；铜是负极，负极失电子发生氧化反应；外电路中的电子是从负极流向正极；

（1）根据电池总反应，2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s），铜失电子发生氧化反应，所以铜是负极，X是Cu；Ag+得电子发生还原反应，所以Ag+在正极得电子生成Ag；

（2）铜活泼性大于银，银电极为电池的正极，Ag+在正极得电子生成Ag，电极反应为2Ag++2e−=2Ag；Cu在负极失电子发生氧化反应生成Cu2+，Cu电极上发生的反应为Cu-2e−=Cu2+；（3）原电池中电子是从负极流向正极，故外电路中的电子是从铜电极流向银电极。

12.【答案】

（1）BD

（2）＞

（3）6.02×1022

（4）1mol/L

（5）

Cu2Fe3++2e−=2Fe2+FeFe-2e−=Fe2+

（6）石墨Li-e−=Li+

【解析】

（1）甲装置符合原电池构成条件，所以是原电池，乙不能形成闭合回路，所以不能构成原电池，两个烧杯中，锌都失电子发生氧化反应，甲中铜上氢离子得电子发生还原反应，乙中锌上氢离子得电子发生还原反应；

（2）作原电池负极的金属加速被腐蚀；（3）根据氢气和转移电子之间的关系式计算；（4）先计算氢离子的物质的量再计算源稀硫酸的浓度；（5）已知Fe+2Fe3+═3Fe2+，根据反应可知Fe应为负极，失电子被氧化，正极可为C、Cu等，正极上Fe3+得电子生成Fe2+，电解质溶液含有Fe3+；依据原电池原理进行分析作答。

（1）A．甲符合原电池构成条件，所以属于原电池，乙不能构成闭合回路，所以不能构成原电池，A项错误；B.乙不能构成原电池，氢离子在锌片上得电子发生还原反应，所以乙中铜片上没有明显变化，B项正确；C．甲中铜片作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，所以铜片质量不变，乙中锌片和氢离子发生置换反应，所以质量减少，C项错误；D．两烧杯中锌和氢离子发生置换反应导致溶液中氢离子浓度减小，所以溶液的pH均增大，D项正确；故答案为：

BD；

（2）甲能构成原电池，乙不能构成原电池，作原电池负极的金属加速被腐蚀，所以在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：

甲>乙，故答案为：

>；（3）甲中，铜电极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e−=H2↑，根据电极反应式知，通过电子的物质的量=

×2=0.1mol=0.1NA个，即通过导线的电子数目为6.02×1022，故答案为：

6.02×1022；

（4）稀释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol⋅L−1=0.1mol，生成氢气的氢离子的物质的量为

×2=0.1mol，所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol，原溶液中氢离子的浓度为

=2mol/L；一个硫酸分子中含两个氢离子，所以原溶液中稀硫酸的浓度为1mol⋅L−1，

故答案为：

1mol⋅L−1；（5）已知Fe+2Fe3+═3Fe2+，根据反应可知Fe应为负极，失电子被氧化，正极可为C、Cu等，正极上Fe3+得电子生成Fe2+，电解质溶液含有Fe3+。

装置图为

，碳棒为正极，正极上Fe3+得电子生成Fe2+，其电极反应为：

2Fe3++2e−═2Fe2+；Fe为负极，失电子被氧化，其电极反应为：

Fe-2e−═Fe2+，故答案为：

故答案为：

；Cu；2Fe3++2e−=2Fe2+；Fe；Fe-2e−=Fe2+；（6）电池总反应为：

8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，则Li从0价升高到+1价，失电子发生氧化反应，其电极反应式为：

Li-e−=Li+，因此锂电极作电源的负极，石墨作正极，故答案为：

石墨；Li-e−=Li+。