2021高考化学一轮复习 6.2 原电池 化学电源题组训练过关1（含解析）苏教版

原电池 化学电源原电池的工作原理1.某兴趣小组设计了如图所示原电池装置(盐桥中吸附有饱和k2so4溶液)。下列说法正确的是()a.该原电池的正极反应式为cu2+2e-cub.甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅c.盐桥中的so42-移向甲烧杯d.若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸,电流表指针反向偏转【解析】选b。正极fe3+得电子,发生还原反应,电极反应式为fe3+e-fe2+,a错;左边烧杯中发生fe3+e-fe2+,则左边烧杯中溶液的红色逐渐变浅,b正确;阴离子向负极移动,c错;若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸,可氧化cu,cu为负极,电流表指针偏转方向不变,d错。2.(2019顺义区模拟)实验小组探究铝片作电极材料时的原电池反应,实验如下:煮沸冷却后的溶液电流计指针向右偏转,镁片、铝片表面产生无色气泡。电流计指针迅速向右偏转,逐渐向零刻度恢复,经零刻度后继续向左偏转;镁片表面开始时无明显现象,一段时间后有少量气泡逸出;铝片表面持续有气泡逸出。电流计指针向左偏转。铝片表面有气泡逸出,铜片没有明显现象;约3分钟后,铜片表面有少量气泡产生,铝片表面气泡略有减少。下列说法不正确的是()a.实验中,镁片作原电池的负极b.实验中,初始时的实验现象对应的原电池反应为2mg+o2+2h2o2mg(oh) 2c.实验中,一段时间后,铝片发生的电极反应式为al-3e-al3+d.实验可推知,铝片作电极材料时的原电池反应与另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的o2等因素有关【解析】选c。实验中,电解质溶液为盐酸,镁和铝都可以和盐酸反应,但是金属镁更活泼为负极,故a正确;实验中,初始时镁为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为mg+2oh-2e-mg(oh)2,al为正极,溶解的氧气在此电极得电子发生还原反应,电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-,电池总反应2mg+o2+2h2o2mg(oh)2,故b正确;实验中,一段时间后,铝为负极失电子发生氧化反应,电极反应式为2al+8oh-6e-2alo2-+4h2o,镁为正极,氢离子在此电极得电子发生还原反应,电极反应式为6h2o+6e-3h2+6oh-,故c错误; 实验可推知,铝片作电极材料时的原电池反应与另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的o2等因素有关,故d正确。3.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是()a.中mg作负极,中fe作负极b.中mg作正极,电极反应式为6h2o+6e-6oh-+3h2c.中fe作负极,电极反应式为fe-2e-fe2+d.中cu作正极,电极反应式为2h+2e-h2【解析】选b。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;中电池总反应为2al+2naoh+2h2o2naalo2+3h2,负极反应式为2al+8oh-6e-2alo2-+4h2o,二者相减得到正极反应式为6h2o+6e-6oh-+3h2,b项正确;中fe在浓硝酸中钝化,cu和浓硝酸反应失去电子作负极,a、c两项错误;中cu是正极,电极反应式为o2+2h2o+4e-4oh-,d项错误。【归纳提升】1.构建原电池思维模型2.原电池中正、负极判断的5种方法判断原电池的正、负极需抓住闭合回路和氧化还原反应进行分析,如图:注意:原电池的正负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成思维定式活泼金属一定是负极。如al、mg和naoh溶液构成的原电池中,al为负极,mg为正极。 原电池原理的应用4.一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时,为了加快反应速率又不影响生成h2的总量,可采取的措施是()a.加入少量稀naoh溶液b.加入少量ch3coona固体c.加入少量nh4hso4固体d.加入少量cuso4溶液【解析】选d。a中加入naoh溶液,消耗盐酸,h2的生成量会减少,错误;b中加入ch3coona固体,在溶液中ch3coo-会结合h+生成醋酸,减慢反应速率,错误;c中加入nh4hso4固体,增加了h+的量,生成的h2会增多,错误;d中加入少量cuso4溶液,zn置换出少量cu附着在锌表面,形成原电池可以加快反应速率,并且不影响h2的生成量,正确。5.有a、b、c、d四种金属,做如下实验:将a与b用导线连接起来,浸入电解质溶液中,b不易腐蚀;将a、d分别投入等物质的量浓度的盐酸中,d比a反应剧烈;将铜浸入b的盐溶液里,无明显变化,如果把铜浸入c的盐溶液里,有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()a.abcdb.cdabc.dabcd.abdc【解析】选c。a与b用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池,b不易腐蚀,说明b为原电池的正极,说明金属活动性:ab;a、d与等物质的量浓度的盐酸反应,d比a反应剧烈,说明金属活泼性:da;根据置换反应规律,cu不能置换出b,说明金属活泼性:bcu;cu能置换出c,说明金属活动性:cuc。则四种金属活动性的排列顺序是dabc。6.能量之间可相互转化:电解食盐水制备cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:znso4(aq),feso4(aq),cuso4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。(1)完成原电池甲的装置示意图(见图),并作相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。(2)铜片为电极之一,cuso4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极_。(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_,其原因是_。【解析】以zn和cu作电极为例分析,如果不用盐桥,则除了发生电化学反应外还发生zn和cu2+的置换反应,反应放热,会使部分化学能以热能形式散失,使其不能完全转化为电能,而盐桥的使用,可以避免zn和cu2+的直接接触,从而避免能量损失,提供稳定电流。答案:(1)如图所示(2)电极逐渐溶解,表面有红色固体析出(3)甲电池乙的负极可与cuso4溶液直接发生反应,导致部分化学能转化为热能;电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应,化学能在转化为电能时损耗较小【归纳提升】原电池设计类试题的解题思路(1)利用氧化还原反应知识判断题给总反应中的氧化反应、还原反应。(2)选择合适的电极材料和电解质溶液。(3)画出原电池装置图。画图时应注意:电极材料、电解质溶液、简易装置图和带有盐桥的装置图的区别等。 聚焦“盐桥”原电池7.如图为锌铜原电池装置图,下列说法不正确的是()a.电子经导线由zn极流向cu极b.该装置的总反应zn+cu2+zn2+cuc.一段时间后,a池带正电荷,b池带负电荷d.取出盐桥,电流表指针不再偏转【解析】选c。原电池电子从负极流向正极,a项正确;该电池负极为锌,电解质溶液是硫酸铜溶液,总反应zn+cu2+zn2+cu,b项正确;盐桥中阳离子移向b池,阴离子移向a池,起到平衡电荷的作用,故a池和b池中溶液仍然保持电中性,c项错误;取出盐桥后,不再是闭合回路,电流表指针不再偏转,d项正确。8.(2020桂林模拟)如图所示原电池的盐桥中装有饱和k2so4溶液,电池工作一段时间后,甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是()a.b极是电池的正极b.甲烧杯中k+经盐桥流向乙烧杯c.甲烧杯中溶液的ph逐渐减小d.电池的总反应离子方程式为mno4-+5fe2+8h+mn2+5fe3+4h2o【解析】选d。由mn元素的化合价降低,得到电子,fe元素的化合价升高,失去电子,则b为负极,a为正极,所以总的电极反应为2kmno4+10feso4+8h2so42mnso4+5fe2(so4)3+k2so4+8h2o,结合原电池中负极发生氧化反应,电流从正极流向负极,阴离子向负极移动。由于fe2+在b电极失去电子,发生氧化反应,所以b极是电池的负极,a错误; k+向正极移动,所以乙烧杯中k+经盐桥流向甲烧杯,b错误;甲烧杯中(a电极)mno4-获得电子,发生还原反应,锰元素的化合价降低,电极反应为mno4-+8h+5e-mn2+4h2o,所以甲烧杯中溶液的ph逐渐增大,c错误;由总的电极反应可知:2kmno4+10feso4+8h2so42mnso4+5fe2(so4)3+k2so4+8h2o,反应的离子方程式为mno4-+5fe2+8h+mn2+5fe3+4h2o,d正确。【加固训练】某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性:cr2o72-fe3+,设计了盐桥式的原电池,如图所示。盐桥中装有琼脂与饱和k2so4溶液。下列叙述中正确的是()a.甲烧杯的溶液中发生还原反应b.乙烧杯中发生的