原电池化学电源.docx
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原电池化学电源
课时作业（十八）
（时间：
45分钟 满分：
100分）
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分）
1．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是（ ）
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析：
A中碳棒是正极，工作中不会消耗，A错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，B错误；原电池工作时，氢气在负极上失去电子被氧化，C正确；SiO2是制造光导纤维的材料。
太阳能电池的主要材料是晶体硅，D错误。
答案：
C
2．一位患者镶了两颗假牙，其中一颗是黄金的，另一颗是不锈钢的。
自镶上假牙后，他时感头疼，心情烦躁，多次治疗未见好转。
如果你是医生，下列方法不能治疗其疾病的是（ ）
A．将两颗假牙都做成黄金的
B．将两颗假牙都做成不锈钢的
C．将两颗假牙都做成特殊树脂的
D．将金假牙改为铝质假牙
解析：
因形成原电池产生电流而使人头疼、心情烦躁，D项形成Al－Fe原电池。
答案：
D
3．（2012年吉林长春高三二调）下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是
（ ）
A．铜离子在铜片表面被还原
B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜是阳极，铜片上有气泡产生
解析：
该原电池装置中Zn片作负极：
Zn－2e－===Zn2＋，Cu作正极：
Cu2＋＋2e－===Cu，盐桥中的K＋移向正极、Cl－移向负极，电子从Zn片流向Cu片，电流从Cu片流向Zn片。
答案：
A
4．（2012年南京调研）X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为（ ）
A．X>Y>Z B．X>Z>Y
C．Y>X>Z D．Y>Z>X
解析：
X投入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，说明活泼性X>Z；X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，说明Y>X，因此X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为Y>X>Z。
答案：
C
5．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低等特点。
一般研究的镁燃料电池可分为镁－空气燃料电池、镁－海水燃料电池、镁－过氧化氢燃料电池和镁－次氯酸盐燃料电池。
其中，镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法不正确的是（ ）
A．放电过程中OH－移向正极
B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg（OH）2↓＋Cl－
C．镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应
D．镁－过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
解析：
本题以镁燃料电池为背景考查了原电池原理、不同条件下电极反应式的书写。
镁燃料电池，镁作负极，失电子，产物由电解质溶液决定，若为酸性溶液，生成Mg2＋，若为碱性溶液，生成Mg（OH）2。
ClO－在正极反应，由图可知有Cl－和OH－生成：
ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－，OH－向负极移动，生成Mg（OH）2。
答案：
A
6.任何氧化还原反应都可以设计成半电池，两个半电池连通即可形成原电池。
某同学设计了如图所示的装置，则该原电池负极的电极反应式为（ ）
A．Fe3＋＋e－===Fe2＋
B．Fe2＋－e－===Fe3＋
C．Sn4＋＋2e－===Sn2＋
D．Sn2＋＋2e－===Sn4＋
解析：
负极失去电子，发生氧化反应，根据电子流向可判断负极反应，D项正确。
答案：
D
7．（2012年唐山统考）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn（OH）2＋2MnO（OH），下列说法不正确的是（ ）
A．该电池中Zn为负极，MnO2为正极
B．放电时外电路电流由Zn流向MnO2
C．电池工作时OH－向锌电极移动
D．该电池的正极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnO（OH）＋OH－
解析：
根据锌锰电池的总反应知Zn为负极，MnO2为正极，选项A正确；放电时外电路电流由MnO2流向Zn；电池工作时，OH－向负极移动，选项C正确。
答案：
B
8.
（2012年湖北武汉）关于如图所示的实验，下列说法不正确的是（ ）
A．往Fe电极附近滴入K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀
B．Fe电极上有气泡产生
C．Zn片上发生反应：
Zn－2e－===Zn2＋
D．电压计指针有偏转
解析：
本题考查原电池原理。
此装置是原电池，Zn是负极：
Zn－2e－===Zn2＋，Fe是正极：
2H＋＋2e－===H2↑，电子定向移动形成电流，故电压计指针有偏转。
Fe是正极，不产生Fe2＋，故不与K3[Fe（CN）6]反应生成蓝色沉淀。
答案：
A
9．用铜片、铝片、Cu（NO3）2溶液、导线构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述不正确的是（ ）
A．不用导线连接铜片、铝片，不可能构成原电池
B．正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu
C．其他条件不变，只将铜片改为银片，Cu（NO3）2溶液改为AgNO3溶液，通过等量电子时，银片的质量变化大于Cu片的质量变化
D．其他条件不变，将Cu（NO3）2溶液改为FeCl3溶液，负极电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
解析：
首先根据Cu、Al和Cu（NO3）2溶液的性质，判断出电池的正、负极，并推写出相应的电极反应式，然后分析选项C、D时要注意改变电极材料和电解质溶液对电极反应的影响。
选项A，将铜片、铝片直接接触并浸入Cu（NO3）2也可形成原电池。
选项B，因Al的活泼性大于Cu的，所以Al失去电子，Al作电源负极：
Al－3e－===Al3＋，溶液中Cu2＋在正极获得电子而析出Cu：
Cu2＋＋2e－===Cu。
选项C,1molCu2＋得到2mol电子，Cu片质量增加64g，若2molAg＋得到2mol电子，银片质量增加216g，故正确。
选项D，在FeCl3溶液中，Cu失电子的能力大于Al失电子的能力，所以铜片作原电池的负极，故正确。
答案：
A
10．查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。
下列说法中正确的是
（ ）
A．电池内部H＋由正极向负极移动
B．另一极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极
D．电池总反应式为2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O
解析：
根据原电池工作原理、反应规律及质量守恒等，可以确定乙醇作原电池的负极，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，物质X的分子式为C2H4O，是乙醇被氧化的产物，为CH3CHO，则电池的总反应式为2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O；工作过程中负极产生H＋，正极消耗H＋，所以，H＋应由负极向正极移动；外电路中的电子应由负极流出，正极流入。
答案：
D
11．（2012年石家庄市高中毕业班教学质检）全钒液流储能电池（VRB）广泛应用于风能、太阳能发电系统的储能系统。
电池反应为VO
＋V2＋＋2H＋
VO2＋＋V3＋＋H2O，下列说法正确的是（ ）
A．该电池属于一次电池
B．电池工作时，H＋由正极流向负极
C．电池放电时，负极的电极反应为VO2＋＋H2O===VO
＋2H＋＋e－
D．电池充电时，阴极的电极反应为V3＋＋e－===V2＋
解析：
该电池属于二次电池，A项错误；电池工作时，H＋由负极流向正极，B项错误；电池放电时，负极的电极反应为V2＋－e－===V3＋，C项错误；电池充电时，阴极的电极反应为V3＋＋e－===V2＋，D项正确。
答案：
D
12．（2013年合肥市高三质检）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。
下列对该燃料电池说法正确的是（ ）
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．通入空气的一极是正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O
D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体
L
解析：
原电池中阴离子移向负极，A项错误；正极反应为O2＋4e－===2O2－，B项错误；负极反应为C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O，C项错误；根据得失电子数相等，D项正确。
答案：
D
二、非选择题（本题包括4小题，共52分）
13．（10分）下图装置中明显有电流产生的是________。
解析：
根据原电池的构成条件判断。
答案：
②、③、⑥、⑩
14．（12分）某同学用如图所示做水电电池的实验，测得数据如下表所示：
实验编号
电极材料
水果品种
电极间
距/cm
电压/mV
1
锌
铜
菠萝
3
900
2
锌
铜
苹果
3
650
3
锌
铜
柑橘
3
850
4
锌
铜
西红柿
3
750
5
锌
铝
菠萝
3
650
6
锌
铝
苹果
3
450
请回答以下问题：
（1）实验6中负极的电极反应式为________。
（2）实验1、5中电流方向相反的原因是_________________________。
（3）影响水果电池的电压的因素有________、________。
（4）若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来，再按发光二极管，这样做________。
（填“合理”或“不合理”）
解析：
（1）实验6中电极是Zn与Al，因Al更活泼，故负极反应为Al－3e－===Al3＋。
（2）因实验1中锌比铜活泼，锌作负极，实验5中铝比锌活泼，锌作正极，故两实验中电流的方向相反。
（3）由实验1和5可知，水果电池的电压与水果的品种及电极材料有关。
（4）这样做可使电压增大，合理。
答案：
（1）Al－3e－===Al3＋
（2）实验1中锌比铜活泼，锌作负极；实验5中锌比铝活泼性差，锌作正极，所以两实验中电流方向相反
（3）水果品种 电极材料 （4）合理
15．（14分）某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al 石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg Al
NaOH溶液
偏向Mg
5
Al Zn
浓硝酸
偏向Al
根据上表中的实验现象完成下列问题：
（1）实验1、2的Al所作的电极是否相同？
________。
（2）指出铝和石墨的电极，并写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
铝为（ ）___________________________________________________；
石墨为（ ）_________________________________________________；
电池总反应：
_____________________________________________。
（3）实验4中的铝作正极还是负极？
________，为什么？
__________________________________________________。
（4）解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：
__________________________。
（5）根据实验结果总结：
在原电池中金属铝作正极还是负极受到哪些因素的影响？
______________________________________________________________
解析：
实验1中Mg活泼，故Mg作负极；实验2中Al活泼，故Al作负极；实验3中Al作负极，正极上放出氢气；实验4中Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极；实验5中Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn作负极。
答案：
（1）不相同
（2）负极 2Al－6e－===2Al3＋
正极 6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
（3）负极 因为Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极
（4）Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn为负极，电流计指针偏向铝
（5）与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关
16．（16分）某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
（1）如图为某实验小组依据氧化还原反应：
（用离子方程式表示）________________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过________mol电子。
（2）其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为______________________，这是由于NH4Cl溶液显________（填“酸性”、“碱性”或“中性”），
用离子方程式表示溶液显此性的原因______________________，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：
“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。
”如果＋3价铁被氧化为FeO
，试写出该反应的离子方程式__________________________________。
（3）如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是__________________________________________________________________，
电极反应为__________________；乙装置中石墨
（1）为________极（填正、负、阴、阳），乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为______________________，产物常用________检验，反应的离子方程式为______________________。
答案：
（1）Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2
（2）2H＋＋2e－===H2↑ 酸性
NH
＋H2ONH3·H2O＋H＋
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO
＋6Cl－＋16H＋
（3）溶液变红
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 阴
2Cl－－2e－===Cl2↑
湿润淀粉碘化钾试纸
Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
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