江西省抚州一中高三化学 原电池原理及其应用精品满分导练.docx
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江西省抚州一中高三化学原电池原理及其应用精品满分导练
【精品资料】抚州一中2011届高三化学满分导练--原电池原理及其应用
原电池原理及其应用（A卷）
考测点导航
1．理解原电池的原理
（1）原电池的定义：
把化学能转化为电能的装置叫原电池。
（2）构成条件:
①活泼性不同的两电极②电解质溶液③具有闭合回路
（3）工作原理（电子流向）
较活泼的金属材料作为负极，失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动
（3）正、负极判断：
负极：
电子流出的电极，为较活泼金属电极，发生氧化反应
正极：
电子流入的电极，为较不活泼金属或非金属或金属氧化物，发生还原反应
（4）电极反应
电极反应本质现象
负极Zn－2e－=Zn2＋氧化反应溶解
正极2H＋+2e－=H2↑还原反应气泡
总反应Zn＋2＋=Zn2＋＋H2↑
（5）用：
①制各种电池；②判断反应速率；③判断金属的活泼性；④金属防护。
2．金属腐蚀与防护
化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
电化腐蚀
含义
金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程
不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程
得失电子
金属直接将电子转移给由氧化性的物质
活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质
电流
无电流产生
由微弱的电流产生
腐蚀现象
金属单质
较活泼金属
事例
金属与O2、Cl2等物质直接反应
钢铁在潮湿的空气中倍腐蚀
3．腐蚀的快慢的判断方法
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞有防腐措施的腐蚀；同一种金属：
强电解质＞弱电解质＞非电解质。
典型题点击
1．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：
将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。
试回答：
在此原电池反应中，负极发生的反应为________；正极发生的反应为_________；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为___________________________。
（本题考查学生书写电池电极反应的能力和利用信息处理问题的能力）
2．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。
镍氢电池的总反应式是：
H2+NiO（OH）
Ni（OH）2。
根据此反应式判断，下列叙述中正确的是（）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，氢气是负极
（本题考查学生在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解决具体问题的能力。
）
3．在装有水的烧杯中，用线（绝缘）悬挂一个呈水平方向的由铁和银焊接而成的柱形金属棒，处于平衡状态.如果向水中加入CuSO4溶液，（溶液的密度变化不考虑）
（1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）（）
A．铁圈和银圈左右摇摆不定B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜D．银圈向下倾斜
（2）产生上述现象的原因是
__________________________________________________。
（本题考查原电池的工作原理，要正确判断正、负极）
4．下图各容器中盛海水，铁会在其中发生变化。
按铁极腐蚀的速度由快至慢的顺序为
（本题考查学生对金属腐蚀的快慢的判断能力）
新活题网站
1．下列说法正确的是（）
A．原电池是把电能转化为化学能的装置
B．原电池中电子流出的一极是正极发生氧化反应
C．原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应
D．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动
（本题考查学生掌握原电池的原理、定义情况）
2．下列关于实验现象的描述不正确的是（）
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B.用铜板做电极电解硫酸铜溶液，阴极铜板质量增加
C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快。
（考查学生运用原电池原理和电解原理判断电极和溶液中的变化）
3．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是：
（）
（本题考查原电池的形成可加快化学反应）
4．把a、b、c、d四块金属板浸入稀H2SO4中，用导线两两相连，可以形成原电池。
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b极上有大量气泡。
则四块金属的活动顺序是：
（）
A．a>c>d>bB．c>a>b>d
C．a>c>b>dD．c>a>d>b
（本题考查学生应用原电池原理判断金属的活动性的能力）
5．下列各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：
（）
A．（4）>
（2）>
（1）>（3）B．
（2）>
（1）>（3）>（4）
C．（4）>
（2）>（3）>
（1）D．（3）>
（2）>（4）>
（1）
（本题考查学生金属腐蚀的快慢的判断方法）
6．按下列图示装置，用导线将电极连接起来放置一段时间后，溶液的pH值下降的是（）
（考查学生原电池、电解池中电解质溶液发生的变化）
7．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：
2Ag＋Zn（OH）2
Ag2O＋Zn＋H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）
A．AgB．Zn（OH）2C．Ag2OD．Zn
（本题考查原电池中电极反应物的判断）
8．白铁皮发生析氢腐蚀，若有0.2摩电子发生转移，下列说法中不正确的是（B）
A.有6.5克锌被腐蚀B.2.8克铁被腐蚀
C.正极上H+被还原D.在标准状况下有2.24升气体放出
（本题考查了析氢腐蚀时发生的电极反应）
9．X、Y、Z、M代表四种金属元素。
金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中时，X溶解，Z极上有H2放出。
若电解Y2+和Z2＋离子共存的溶液时，Y先析出。
又知M2＋离子的氧化性强于Y2+离子，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
（）
A．X>Z>Y>MB．X>Y>Z>M
C．M>Z>X>YD．X>Z>M>Y
（本题考查学生判断金属的活泼性，是一道结合了原电池、电解、氧化还原知识的综合题）
10．在A、B、C三个烧杯中分别盛有同体积，同摩尔浓度的NaNO3、HCl和KCl溶液，如果A、B、C杯中电极都为铁和石墨，并用导线连接，（不与电源相连。
）则各杯中铁片受腐蚀情况。
（写明腐蚀类型、快慢。
）及原因是。
、、
（本题考查金属在不同溶液中的电化腐蚀）
11．市场出售的“热敷袋”其中的成分主要是铁粉、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。
热敷袋用塑料袋密封，使用时从袋中取出轻轻揉搓就会放出热量，用完后袋内有大量铁锈生成，回答下列各问：
（1）热敷袋放出的热是来自。
（2）碳粉和氯化钠的作用分别是
。
（3）写出有关的电极反应式化学方程式
、
。
（本题为新情境题型，重点考查学生原电池的形成条件和书写电极反应式和化学方程式）
12．对下图中两极加以必要的联接并填空：
（1）在A图中，使铜片上冒H2气泡。
请加以必要联接，则联接后的装置叫。
电极反应式：
锌板：
；铜板：
。
（2）在B图中，使a极析出铜，则b析出：
。
加以必要的联接后，该装置叫。
电极反应式，a极：
b极：
。
经过一段时间后，停止反应并搅均溶液，溶液的pH值（升高、降低、不变。
）
（本题考查了原电池、电解的原理）
原电池原理及其应用（B卷）
易错现象
1．当给出电池反应时，不能根据电池反应写出电极反应。
2．在原电池放电时，溶液中离子的移动方向以及离子浓度的变化不清，
3．把握不住电极反应书写的关键点，尤其是当有气体参与电极反应时，电极本身只是起一个导电作用，电子的得失发生在气体分子上及电解质溶液中。
纠错训练
1.微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。
有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为:
Zn+2OH--2e－=ZnO+H2O；
Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH-
根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是：
（）
A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH减小
B．使用过程中，电子由Ag20极经外电路流向Zn极C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
2.原电池、电解池在工作时，各极的质量变化有以下三种可能：
①变大②变小③不变
（1）负极质量变化可能是
（2）正极质量变化可能是
（3）阴极质量变化可能是
（4）阳极质量变化可能是
3.某原电池中盛有KOH浓溶液，若分别向（填“正”或“负”，下同）极通入可燃性气体，向极通入O2，则电路中就有电流通过，试完成下列问题：
可燃性气体
正极反应
负极反应
电池总反应
pH变化
（1）
H2
（2）
H2S
（3）
CO
（4）
CH4
（5）
C2H4
（6）
C2H2
检测提高
1．下列变化中属于原电池反应的是 （ ）
A．白铁（镀Zn铁）表面有划损时，也能阻止铁被氧化
B．在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜
C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层
D．在铁与稀H2SO4反应时，加几滴CuSO4溶液，可加快H2的产生
2．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中石墨电极
3．（广东）镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：
（）
由此可知，该电池放电时的负极材料是
A．Cd（OH）2B．Ni（OH）2
C．Cd D．NiO（OH）
4．（上海）铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（）
A阴极B正极C阳极D负极
5．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.a>b>c>dB.b>c>d>a
C.d>a>b>cD.a>b>d>c
6．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成甲烷燃料电池。
已知通入CH4的一极，其电极反应式是：
CH4+10OH――8e=CO32－+7H2O；通入O2的另一极，其电极反应式是：
O2+2H2O+4e=4OH－，下列叙述不正确的是（）（）
A．通入CH4的电极为负极
B．正极发生氧化反应
C．此电池工作时溶液中阴离子向负极移动
D．该电池使用一段时间后应补充KOH
7．银器的保护主要是维持它的原貌，对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器，可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH溶液中，经一定时间污迹消失，取出后用水洗于净，再用软布或棉团擦光。
有关叙述工确的是（）
A．溶液中的OH-离子向正极移动
B．在银表面上的反应为:
Ag2S+2e-=2Ag+S2-
C．在铝表面的反应为:
Al-3e-=Al3+
D．在铝表面的反应为:
Al+4OH—+3e-=AlO2-+2H2O
8．下列试管中的铁钉腐蚀最快的是（）
9．阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为：
2H2+O2=2H2O，电解液为KOH，反应保持在较高温度，使H2O蒸发，下列叙述正确的是（）
A．此电池能发出蓝色火焰
B．H2为正极，O2为负极
C．工作时，电解液的pH不断减小
D．电极反应为：
负极2H2+4OH--4e-=4H2O；
正极O2+2H2O+4e-=4OH-
10．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如下图的装置，实验中电流表指针发
生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的（）
编号
X
Y
Z
A
Zn
Cu
稀硫酸
B
Cu
Zn
稀硫酸
C
Cu
Ag
硫酸铜溶液
D
Ag
Zn
硝酸银溶液
11．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。
可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气作为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。
完成有关的电池反应式：
阳极反应式：
2CO+2CO32－－4e→4CO2
阴极反应式：
。
总反应式为：
。
12．炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑。
试回答:
（1）铁锅的锈蚀应属于______________，腐蚀的原因是___________________。
（2）铁锅锈蚀的电极反应式为:
负极_________，正极________。
正负电极反应产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为
____________________________________
13．有A、B、C、D、E、F、G七种金属，可能是钾、银、铁、铜、铂、锡、锌，现进行下列实验：
（1）F不能跟热的硝酸反应
（2）将D和E接触后，在潮湿的空气中E容易生锈
（3）这七种金属中，在常温下只有A能跟水反应，D、E、G能跟稀硫酸反应放出氢气
（4）用铂作电极，电解相同物质量浓度B和C的硝酸盐混和溶液时，是C先析出
（5）在D表面涂上G，当表面破损接触电解质溶液时，D发生腐蚀
根据以上实验事实，推测各是何种物质。
（填名称）
A、B、C、D、
E、F、G、
14．为了判断电源A、B两极中哪一个是正极，某学生取滤纸一条，用硫酸钠、酚酞溶液湿润，然后从A、B两极中引出两根导线，并把两导线端分别压在滤纸两侧，通电后在滤纸上靠近A极所连导线的一侧呈现红色，试判断哪一极是正极?
简述理由。
15．常用干电池是用锌板围成的圆筒作正极，内充糊状的ZnCl2和NH4Cl。
工作时某一阳离子在正极放电产生两种气体，一种气体分子可被MnO2氧化，另一种气体分子有孤对电子。
试写出干电池工作时的电极反应，注明反应类型：
负极
反应类型；
正极
反应类型。
16．在两烧杯中盛有甲、乙两种不同的稀溶液，用铁丝做电化腐蚀实验，实验进行
一段时间后，A试管中液面高于烧杯中液面，B试管中液面低于烧杯中液面，试比较甲、乙溶液的pH值，并分别写出铁丝发生腐蚀时的电极反应式。
答案解析
（A卷）
典型题点击
1．Al-3e-=Al3+；Ag2S+2e-=2Ag+S2-；
3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al（OH）3↓+3H2S↑。
讲析：
要善于抓住题示信息，“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：
Ag2S→Ag，显然这是原电池的正极反应，Ag2S+2e-=2Ag+S2-，负极反应为活泼金属发生氧化反应：
Al-3e-=Al3+。
正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中发生双水解：
2Al3++3S2-+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。
原电池的总反应为上述三个反应的加合：
3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al（OH）3↓+3H2S↑。
2．CD 讲析：
首先是区别出充电运用的是电解原理，放电则是运用了原电池原理。
抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点，结合题给的信息进行分析判断：
A：
原电池负极反应式为：
H2+OH-+e-
Ni（OH）2，pH下降。
故A不正确。
B：
原电池，NiO（OH）→Ni（OH）2，镍被还原。
故B也不正确。
同理可判断得：
正确答案为CD。
3．
（1）D
（2）因原电池反应，铜将在银棒（正极）上析出而不是在铁棒上，所以应该是银棒下沉铁棒上升.
讲析：
错误的认识是：
铜离子与铁发生置换反应，铁棒增重向下沉.实际上应该考虑原电池反应，铜将在银棒上析出而不是在铁棒上，所以应该是银棒下沉铁棒上升.
4．DBACE
新活题网站
1、D2、C3、D4、A5、B6、D7、D8、B9、A
10．A、C杯中发生吸氧腐蚀，较慢。
B杯中发生析氢腐蚀，较快。
因为在正极夺电子的微粒和浓度都不相同,B杯中[H＋]大，所以反应快。
而A、C杯中[O2]远小于[H＋]，所以反应慢。
11．
（1）原电池中的氧化反应
（2）碳粉：
构成原电池的正极；NaCl：
起电解质溶液的作用
（3）负极：
2Fe－4e－=2Fe2＋
正极：
2H2O＋O2＋4e－=4OH－
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3
12．
（1）原电池。
Zn－2e=Zn2＋；2H＋＋2e=H2
（2）O2，电解池。
2Cu2＋＋4e=2Cu，4OH－－4e=2H2O＋O2，降低。
装置连接如图：
（B卷）
纠错训练
1.AC讲析：
通过此题的训练可以达到全面掌握有关原电池工作原理、电极反应、电子流向等知识点，同时该题也是一个将课本知识与实际结合的极好例子。
判断原电池的正负极，可以从两个方面：
①微观：
电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极。
②宏观:
活泼的电极是负极，不活泼的一极是正极，电子是从负极沿导
2.
（1）②
（2）①③（3）①③（4）②③
3．
正极反应
负极反应
电池总反应
pH变化
（1）
2H2O＋O2＋4e－=4OH－
H2＋2OH－－2e－=2H2O
2H2＋
O2=2H2O
变小
（2）
H2S＋8OH－－6e－=SO32－＋5H2O
O2
变小
（3）
CO＋4OH－
－2e－=CO32－＋2H2O
2CO＋O2＋4OH－=2CO32－＋2H2O
变小
（4）
CH4＋10OH－
-8e－=CO32－＋7H2O
CH4＋2O2＋2OH－=CO32－＋3H2O
变小
（5）
C2H4＋16OH－
-12e－=
2CO32－＋
10H2O
C2H4＋3O2＋4OH－=2CO32－＋4H2O
变小
（6）
C2H2＋14OH－
-10e－=2CO32－＋8H2O
2C2H2＋5O2＋8OH－=4CO32－＋6H2O
变小
检测提高
1.AD2.B3.C4.D5.C6.B7.BD8.D9.D10.D
11.O2+2CO2+4e2CO32－,2CO+O22CO2
12.
（1）电化学腐蚀；铁锅材料为铁合金，其中铁和少量碳及NaCl残液构成原电池。
（2）2Fe-4e-=2Fe2+（2分）；2H2O+O2+4e-=4OH-；
Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
2Fe（OH）3+（n-3）H2O=Fe2O3·nH2O
13.是钾、B是铜、C是银、D是铁、E是锌、F是铂、G是锡
14.呈现红色的部位发生了2H++2e=H2，而导致H+浓度下降，致使[OH-]>[H+]，所以A是负极，B是正极
15.负极：
答：
Zn-2e=Zn2+、反应类型：
氧化反应;
正极：
2NH4++2e=2NH3+H2、反应类型：
还原反应
16.甲溶液的PH值大于乙溶液的PH值。
甲：
Fe-2e=Fe2+（负极）、2H2O+O2+4e=4OH-（正极）;乙：
Fe-2e=Fe2+（负极）、2H++2e=H2（正极）
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