1、化学人教版一轮练习第18讲原电池 化学电源练案18第六章化学反应与能量第18讲原电池化学电源A组基础必做题1(2019福建泉州模拟)课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是(D)A原电池是将化学能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C图中a极为铝条、b极为锌片时,导线中会产生电流D图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片解析D项,a极Zn片为负极,电子由Zn片沿导线流向铜片。2(2019福建厦门外国语学校模拟)如图所示是一位同学在测试水果电池,下列有关说法错误的是(C)A若金属片A是正极,则该金属
2、片上会产生H2B水果电池工作过程中化学能转化为电能C当A、B分别为Zn、Fe金属片时,Zn作正极D金属片A、B可以一个是铜片,另一个是铁片解析当AB分别为Zn、Fe金属片时,Zn比Fe活泼,Zn作负极。3(2019江西新干检测)实验发现,在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粉后,Fe3立即被还原成Fe2。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是(D)A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2BPt电极表面生成大量气泡C生成的Fe2通过盐桥可以和锌直接反应生成FeD左烧杯中溶液的红色逐渐褪去4(2019山东滨州检测)如下图装置,下列说法正确的是(D)A装置和装置中负
3、极反应均是Fe2e=Fe2B装置和装置中正极反应均是O22H2O4e=4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中,装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的pH均增大解析装置中Zn是负极,Zn失去电子变为Zn2,装置中Fe是负极,负极反应式为Fe2eFe2,A错误;装置和装置中正极均是H获得电子变为H2逸出,B错误;装置中盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动,装置中盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动,C错误;放电过程中,装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中均是H放电,使溶液中c(OH)增大,溶液pH增大,D正确。5(2019河南开封模拟)M、N、P、E四种金属,已知:MN2=NM2;M、P用导线连接放入
4、NaHSO4溶液中,M表面有大量气泡逸出;N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E22e=E,N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(A)APMNE BENMPCPNME DEPMN解析由知,金属活动性:MN;M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中,M表面有大量气泡逸出,说明M作原电池的正极,故金属活动性:PM;N、E构成的原电池中,N作负极,故金属活动性:NE;综上所述,A项正确。6(2019四川绵阳模拟)下列表述不正确的是(C)AB盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝CD粗铜的电极反应式为Cu22e=Cu正极反应式为O24e=2
5、H2O= 4OH解析根据原电池的工作原理,A装置中锌为负极,铜为正极,阴离子向负极移动,A正确;根据电解原理,B装置中a为阳极,其电极反应式为2Cl2e=Cl2,b为阴极,Cu22e=Cu,a极产生的气体能使淀粉碘化钾试纸变蓝。B正确;C装置中粗铜作阳极,粗铜上发生失电子反应,C错误;D装置所示为钢铁发生的吸氧腐蚀,正极电极反应式为O22H2O4e=4OH,D正确。7(2019湖北宜昌调研)以铅蓄电池为电源,石墨为电极电解CuSO4溶液,装置如下图所示。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出,停止电解。下列说法正确的是(C)Aa为铅蓄电池的负极B电解过程中SO向右侧移动C电解结束时,左侧
6、溶液质量增重8 gD铅蓄电池工作时正极电极反应式为PbSO42e=PbSO解析Y极有Cu析出,发生还原反应,则Y极为阴极,b为负极,a为正极,A错误;电解过程中阴离子向阳极移动,B错误;阴极反应式为Cu22e=Cu,阳极反应式为4OH4e=O22H2O,当有6.4 g Cu析出时,转移0.2 mol e,左侧生成1.6 g O2,同时有0.1 mol(9.6 g)SO进入左侧,则左侧溶液质量净增加9.6 g1.6 g8 g,C正确;铅蓄电池的负极是Pb,正极是PbO2,正极反应式为PbO22e4HSO=PbSO42H2O,D错误。点拨先根据析出的红色物质判断出电池的正、负极,再分析左侧溶液中减
7、少和增加的物质,最后根据6.4 g可计算出左侧溶液质量的变化量。8(2019广州模拟)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的氧化还原反应:(用离子方程式表示)FeCu2=Fe2Cu 。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12 g,导线中通过_0.2_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2H2e=H2 ,这是由于NH4Cl溶液显_酸性_(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示溶液显此性的原因NHH2O NH3H2OH ,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少
8、量新制饱和氯水,写出发生反应的离子方程式2Fe2Cl2=2Fe32Cl ,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:2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H 。(3)其他条件不变,若将盐桥换成弯铜丝与石墨相连成n形,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_溶液变红_,电极反应为O22H2O4e=4OH ;乙装置中石墨(1)为_阴_极(填“正”“负”“阴”或“阳”),乙装置中与铜丝相连石墨(2)电极上发生的反应式
9、为2Cl2e=Cl2 ,产物常用_湿润的淀粉碘化钾试纸_检验,反应的离子方程式为Cl22I=2ClI2 。解析(1)若一段时间后,两电极质量相差12 g,消耗负极0.1 mol Fe,同时正极生成0.1 mol Cu,导线中通过0.2 mol电子。(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,由于NH水解,NHH2O NH3H2OH,所以NH4Cl溶液显酸性,石墨电极上H得到电子,电极反应式为2H2e=H2;铁电极反应式为Fe2e=Fe2,用吸管吸出少许铁片附近溶液置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,发生反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl,然后滴加几滴硫氰化钾溶液
10、,由于存在Fe3,所以溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,如果原因是3价铁被氧化为FeO,则该反应的离子方程式为2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H。(3)如题图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形,则甲池为原电池,铁电极反应为Fe2e=Fe2,铜电极反应为O22H2O4e=4OH;乙池为电解池,石墨(2)电极为阳极,电极反应为2Cl2e=Cl2,石墨(1)电极为阴极,电极反应为Cu22e=Cu;所以一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液,溶液变红,乙装置中石墨(2)电极产物可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,反应的离子方程式为Cl22I=2ClI2。B组能力提
11、升题9(2019甘肃兰州一中检测)某同学利用氧化还原反应:2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如图所示原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列说法正确的是(D)Ab电极上发生还原反应B外电路电子的流向是从a到bC电池工作时,盐桥中的SO移向甲烧杯Da电极上发生的反应为MnO8H5e=Mn24H2O解析根据氧化还原反应方程式可知,氧化剂是KMnO4,故a为正极,发生还原反应,A错误;a为正极,b为负极,电子沿外电路从负极流向正极,即电子从b流向a,B错误;原电池工作时,阴离子流向负极,即乙烧杯,C错误;a电极为正极,MnO得电子生成Mn2,D正确
12、。10(2019莆田模拟)一种以引火性高的联氨(N2H4)为燃料的环保电池,工作时产生稳定无污染的物质,原理如图所示。下列说法正确的是(D)AN极为电源负极,联氨从c口通入B负极上每消耗1 mol N2H4,转移6 mol电子C正极的电极反应式为O22H2O4e=4OHD可将联氨改进为引火性低、稳定性好的N2H4H2O解析AH移向N极,N极为电源正极,联氨从b口通入,故A错误;B原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,负极反应为N2H44e=4HN2,负极上每消耗1 mol N2H4,转移4 mol电子,故B错误;C电解质溶液呈酸性,正极反应有氢离子参加,正确的为O24H4e=2H2O,故
13、C错误;D可将联氨改进为引火性低、稳定性好的N2H4H2O,故D正确。11(2019济南模拟)已知LiAl/FeS电池是一种新型的车载电池,对该电池充电时,阳极的电极反应式为Li2SFe2e=2LiFeS。下列有关该电池的说法中,正确的是(C)A化合物LiAl具有强还原性作负极材料B为了延长电池的使用寿命,可以隔一段时间添加含电解质的水溶液C放电时,该电池的总反应式为2LiFeS=Li2SFeD放电时,当电路中产生0.1 mol电子的电量时,有0.1 mol Li向LiAl移动解析Li和Al都属于金属,所以LiAl应该属于合金而不是化合物,故A错误;Li是第A族活泼金属,与水剧烈反应,不能加水
14、溶液,故B错误;根据电解时阳极反应得正极反应2LiFeS2e=Li2SFe与负极反应2Li2e=2Li相加可得电池反应式为2LiFeS=Li2SFe,故C正确;根据C中分析的电极反应,Li在正极消耗,故移向正极,LiAl为负极,故D错误。12(2019全国理综,6)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是(D)A电池工作时,正极可发生反应:2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的
15、导电性D电池充电时间越长,电池中的Li2S2的量越多解析原电池工作时,正极发生一系列得电子的还原反应,即:Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2,其中,可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4,A项正确;该电池工作时,每转移0.02 mol电子,负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li,则负极质量减少0.14 g,B项正确;石墨烯能导电,用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,C项正确;充电过程中,Li2S2的量逐渐减少,当电池充满电时,相当于达到平衡状态,电池中Li2S2的量趋于不变,故不是电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多,D项错误。13(2019上海)图1
16、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,y轴表示(C)A铜棒的质量 Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)解析铜锌原电池正极(铜棒)和负极(锌棒)的电极反应分别是:2H2e=H2、Zn2e=Zn2。由于铜棒上生成的氢气逸出,铜棒不参与反应,故铜棒的质量保持不变,故A项错误。随着放电的进行,溶液中c(Zn2)逐渐增大,c(H)逐渐减小,故B项错误,C项正确。铜锌原电池的总反应为:Zn2H=Zn2H2,放电过程中,c(SO)保持不变,故D项错误。14(2019山西孝义四中模拟)垃圾渗滤液会污染地下水,为此科研人员设计了一种处理垃圾渗滤液并利用其进行发电的装置,该装置的工
17、作原理如图所示。下列说法正确的是(D)A电池工作时,盐桥中的K和Cl不发生移动B电池工作时,电子由Y极经导线流向X极C电池工作时,X极和Y极周围溶液的pH均降低D电池工作时,电池总反应为:3NO5NH33H=4N29H2O解析电池工作时,盐桥中的Cl向X极移动,K向Y极移动,A错误;电池工作时,X极为电池的负极,电子由负极X极沿导线流向Y极,B错误;电池工作时,X极的电极反应式为2NH36e=N26H,周围溶液的pH减小,Y极的电极反应式为2NO10e12H=N26H2O,周围溶液的pH增大,C错误;将X极和Y极的电极反应式根据电荷守恒变形,然后将变形后的两式相加,可得电池总反应为3NO5NH
18、33H=4N29H2O,D正确。15(2019新题预选)金属(M)空气电池的工作原理如图所示,下列说法不正确的是(B)A金属M作电池负极B电解质是熔融的MOC正极的电极反应:O22H2O4e=4OHD电池反应:2MO22H2O=2M(OH)2解析金属M失去电子,作电池负极,A正确;OH向负极移动,根据电解质传递,所以电解质不可能是熔融的MO,B错误;氧气在正极发生得到电子的还原反应,正极的电极反应:O22H2O4e=4OH,C正确;根据以上分析可知电池反应:2MO22H2O=2M(OH)2,D正确。点拨原电池中较活泼的金属作负极,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
19、向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。金属空气电池的构造原理与干电池相似,不同的是它的氧化剂为空气中的氧气,负极为常见的金属材料,如Li、Zn、Al等。16(2019经典习题选萃)如图所示,是原电池的装置图。请回答:(1)若C为稀硫酸,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,则A电极上发生的电极反应为2H2e=H2 ;反应进行一段时间后溶液C的pH将_升高_(填“升高”“降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为_Cu_,B(正极)极材料为_石墨(或Ag等)_,溶液C为_FeCl3溶液_。(3)若C为CuCl2
20、溶液,用锌、铜作电极,则Zn是_负_极,Cu极发生_还原_反应,电极反应为Cu22e=Cu 。反应过程中,溶液中c(Cu2)_变小_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还可制备CH3OH,CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O,则c电极是_负极_(填“正极”或“负极”),c电极上发生的电极反应为CH3OHH2O6e=CO26H 。若线路中转移2 mol电子,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标准状况下的体积为_11.2_ L。解析(1)铁作负极,则该原电池反应是铁与稀硫酸的
21、反应,所以正极反应是氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H2e=H2;氢离子放电导致溶液中氢离子浓度减小,pH升高。(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如题图所示的原电池装置,根据物质发生的反应类型判断,Cu发生氧化反应,作原电池的负极,所以A材料是Cu;B极材料是比Cu不活泼的可导电物质,如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3,可以是FeCl3溶液。(3)锌比铜活泼,在原电池中作负极,Cu作正极,正极发生还原反应,即Cu2在正极得到电子生成Cu,电极反应为Cu22e=Cu,Cu2发生了反应,故c(Cu2)变小。(4)根据图中的电子流向知c是负极,该电极上是甲醇发生氧化反应:CH3OH6eH2O=CO26H,线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol,标准状况下的体积为11.2 L。
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