原电池化学电源电化学经典习题及解析

1、原电池 化学电源题组一 原电池工作原理的考查1以下装置中能构成原电池产生电流的是答案 B解析 A 项，电极相同不能构成原电池； C 项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池； D 项，锌 与电解质溶液不反响，无电流产生。2有关电化学知识的描述正确的选项是( )A. CaO H2O=Ca(OH2,可以放出大量的热，故可把该反响设计成原电池，把其中的化学能转化为 电能 B .某原电池反响为 Cu+ 2AgNO=Cu(NO 2+ 2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶 的 KCl 饱和溶液 C .原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D.理论上说，任何能自发进行的氧化复原反响都可设计成原电池答案

2、 D解析 CaO+ H2O=Ca(OH2)不是氧化复原反响，KCl和AgNO反响生成AgCl沉淀易阻止原电池反响的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。题组二 原电池正、负极的判断3. 以下有关原电池的说法中正确的选项是()A. 在内电路中，电子由正极流向负极B. 在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极C. 原电池工作时，正极外表一定有气泡产生D. 原电池工作时，可能会伴随着热能变化答案 D解析 A项，内电路中不存在电子的移动；B项，假设是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，那么负极是铝；C项，假设是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，那么正极外表析出铜，没有气泡产生。

3、4. 分析以下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的选项是A.中Mg作负极，中Fe作负极B. 中 Mg作正极，电极反响式为 63 6e=6OH+ 3H4C. 中Fe作负极，电极反响式为 Fe 2e_=FD. 中Cu作正极，电极反响式为 2H+ + 2e =Hf答案 B解析 中Mg不与NaOH溶液反响，而 Al能和NaOH溶液反响失去电子，故 Al是负极；中Fe 在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO反响失去电子作负极，A错，C错。中电池总反响为 2A1 + 2NaOH+ 2fO=2NaAI(2f,负极电极反响式为 2A1 + 8OH 6e=2AlO + 4f0,二者相减得到正极电极反响式为 6H2O

4、+ 6e =6OH+ 3H?T, B正确。中Cu是正极，电极反响式为 Q+ 2H2O+ 4e = 4OH , D错。题组训练原电池原理的应用1. 电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因： 。答案 铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路2. 请运用原电池原理设计实验，验证Cu2*、Fe3 +氧化性的强弱。请写出电极反响式，负极,正极,并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。答案 Cu 2e =Cij+ 2Fe3+ 2e=2F3. 有A B C、D、E五块金属片，进行如下实验：

5、A B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；C D用导线相连后，同时浸入稀 HbSQ溶液中，电流由 X导线C;A C相连后，同时浸入稀 H2SQ溶液中，C极产生大量气泡；B、 D相连后，同时浸入稀 H2SQ4溶 液中，D极发生氧化反响；用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 ()A. ABCDE B. ACDBE C. CABDED. BDCAE答案 B解析 金属与稀HzSQ溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反响，较不活泼的金属为正极，H*在正极电极外表得到电子生成 H2,电子运动方向由负极t正极， 电流方向那么由正极t

6、负极。在题述原电池中，A B原电池，A为负极；C- D原电池，C为负极；A- C原电池，A为负极；ACDBEB- D原电池，D为负极；E先析出，E不活泼。综上可知，金属活动性:4 把适合题意的图像填在横线上(用A、B、C、D表示)(1) 将等质量的两份锌粉 a、b分别参加过量的稀硫酸，同时向 a中参加少量的CuSO溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是。(2) 将过量的两份锌粉 a、b分别参加定量的稀硫酸，同时向 a中参加少量的 CuSO溶液，产生 H2 的体积V(L)与时间t (min)的关系是(3) 将 中的CuSO溶液改成CHCOON溶液，其他条件不变，那么图像是 。答案

7、(1)A(2)B(3)C解析 参加CuSO溶液，Zn置换出Cu,形成原电池，加快反响速率，(1)a中Zn减少，Hk体积减小； 中由于HLSQ定量，产生Hz的体积一样多；(3)当把CuSQ溶液改成CHCOON溶液时，由于CHCOO+ H+CHCOOH a中c(H +)减少，反响速率减小，但产生H2的体积不变，所以 C项正确。1 可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接答案11 1n1 :1 -:1 malLZnSOSi 1 molL_,CuSO?fl!极为FeB .电池放电时，负极反响为Fe+ 2OH 2e 一=FeOH?C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D. 电池充电时，阳极

8、反响为2NiOH 2+ 2OH 2e一=Ni2C3+ 3HzO答案 C解析由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知，电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反响，正极发生复原反响，故 Fe为负极，Ni2C3为正极，A正确；放电时，Fe失电子被氧化，负极反响式 为Fe+ 2OH 2e=FeOH, B正确；充电时，阴极发生复原反响，电极反响式为FeOH2 + 2e=Fe 2OH , pH增大，C错误；充电时，阳极发生氧化反响，电极反响式为2NiOH 2 + 2OH 2e一=Ni2Q+ 3HzO, D正确。4. 2021 福建理综，9将以下图所示实验装置的 K闭合，以下判断正确的选项是A. Cu电极上发生复

9、原反响B .电子沿 ZnCu路径流动C.片刻后甲池中 cS&一增大 D .片刻后可观察到滤纸 b点变红色答案 A解析 将装置中K闭合，该装置构成原电池，其中 Zn电极上发生氧化反响， Cu电极上发生复原反 应，故A正确；电子沿Zna,在a上溶液中的 得到电子，在b上溶液中的OH失去电子，电子不能直接由b,故B错误；该装置工作过程中，甲、乙两烧杯中的S(O的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl和Q分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；在b处溶液中的0H失去电子，c(OH)减小，c(H +)增大，b处滤纸不可能变红色，故 D错误。5. 2021 海南，13(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时

10、，负极的反响式为答案 NbH+ 4OH - 4e _=4HO+ N2 f解析 该燃料电池中在负极发生氧化反响，其电极反响式为N2H+ 4OH 4e-=4HO+ N? f。6. 2021 新课标全国卷，26(4)节选与Mn Zn电池类似，K?FeO4- Zn也可以组成碱性电池，KFeO4 在电池中作为正极材料，其电极反响为，该电池总反响的离子方程式为答案 Fed- + 3e- + 4H2O=Fe(OH)+ 5OH2Fed- + 3Zn+ 8H2O=2Fe(OH)+ 3Zn (OH)2+ 4OH解析 正极发生复原反响，K2FeO4被复原为Fe3+，由于是碱性环境，故生成 Fe(OH)3,电极反响式

11、 为Fed - + 3e- + 4fO=Fe(OH)+ 5OH ;负极发生氧化反响，由于是碱性环境，Zn被氧化生成Zn(OH)2,电极反响式为 Zn - 2e - + 2OH =Zn(OHb，两电极反响式 相加 得2FeO： - + 3Zn + 8H2O=2Fe(OH3+ 3Zn(OH)2+ 4OH o7. 2021 新课标全国卷，27(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反响式为、正极的反响式为 。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为 kJ，那么该燃料电池的理论效率为 (燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反响所能释放的全部能量

12、之比，甲醇的燃烧热 H= - kJ mol - 1)。答案 CHOH+ HaO- 6e-=C耐 6H+3/2O2 + 6e - + 6H+ =3HO %解析 负极上甲醇失电子，在酸性条件下与水结合生成氢离子：CHO出HO-6e -=C(2 6。正极电极反响式为 Q + 4e - + 4=2HO。该电池的理论效率为 错误！ X 100%8. 2021 山东理综，29(2)如图为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320 C左右，电池反响为 2Na+ xS=NaS，正极的电极反响式为。M(由NstO和AI2O制得)的两个作用是 。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理

13、论放电量是铅蓄电池的倍。答案 xS+ 2e- =S-(或2Na+ + xS+ 2e- =NaS) 离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫解析 正极上硫得电子被复原：xS+ 2e =S ; M的两个作用：作固体电解质和隔膜(隔离钠与硫); 钠硫电池和铅蓄电池的负极分别为 Na和Pb,那么消耗等质量的 Na和Pb时，钠硫电池的放电量(转X1移电子数)是铅蓄电池的=倍。X22079. 2021 江苏,20(3)铝电池性能优越，Al- AgO电池可用作水下动力电源，其原理如下图。该电池反响的化学方程式为答案 2A1 + 3Ag庆 2NaOH=2NaAG 3Ag+ H2O解析 由铝电池原理图可知，AI作负

14、极，AgO/Ag作正极，电池反响式为2A1 + 3AgO+ 2NaOH=2NaAQ+ 3Ag+ HO。1.关于原电池的表达正确的选项是放电充电LiNiO 2,放电时此电池A. 原电池工作时，电极上不一定都发生氧化复原反响B. 某可逆电流充、放电时的反响式为Li 1-xNiO2+ xLi的负极材料是Li 1-xNiO2C. 铅、银和盐酸构成的原电池工作时，铅板上有5.175 g铅溶解，正极上就有1 120 mL(标准状况)气体析出D. 在理论上可将反响 CH(g) + 2Q(g)=CQ(g) + 2fO(l) HB B . A极是正极，电解质溶液可以是盐酸C. B极是负极D要判断A极与B极是正极

15、还是负极，还需考虑电解质溶液答案 C解析 A极质量增加，故 A极是正极，B极是负极；假设电解质溶液是盐酸，那么A极的外表有氢气产生，没有金属析出。3. 种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷C2F6和氧气，其中某一电极反响式为 C2H+ 180H 14e=2C3 + 12Hz 0。有关此电池的推断不正确的选项是A.通入氧气的电极为正极B .参加反响的02与C2Hs的物质的量之比为 7：2C. 放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D. 放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小答案 D解析 A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正确；B项，1 mol乙烷

16、参与反响C项，根据电极反响式或时转移14 mol电子，那么参与反响的氧气的量为14= 2 mol，故正确;总反响方程式可知，氢氧化钾被消耗，故正确;D项，放电时正极产生OH,贝U pH增大，D错。4.由NO、Q、熔融盐NaNO组成的燃料电池如下图，在使用过程中石墨I电极反响生成一种氧化物Y,以下有关说法正确的选项是A.石墨I极为正极，石墨n极为负极B.Y的化学式可能为 NOC.石墨I极的电极反响式为NO+ NQ e =NO5D.石墨n极上发生氧化反响答案 C解析 A项，氧气在反响中被复原，所以石墨n是正极，石墨I是负极，故不正确;B项，Y是NO被氧化后的产物，那么为 N2O5,故不正确；D项，

17、石墨n极上发生的是复原反响。5如下图为某原电池的结构示意图，以下说法不正确的选项是盐桥中装满用饱和KCl溶液和琼胶做成的冻胶A.该原电池的总反响式为2Fe3+ + Cu=2Fe*+ Cu2+2 +B.该电池工作时，Cu在电极上得到电子，发生复原反响C.假设用此电池电解饱和氯化钠溶液制取Cl2，当铜电极的质量减少6.4 g时,产生氯气的体积为2.24 L折算为标准状况D.电池工作过程中，电子由铜电极经过电流表流向石墨电极C uClr 4 I 第鍬答案 B解析 由原电池的结构示意图可知总反响式为2Fe3+ Cu=2Fe+ + Cif十。其电极反响式分别为负极铜电极:Cu 2e =clT氧化反响正极

18、石墨电极：2Fe3+ + 2e=2F+ 复原反响电池工作过程中，电子由负极铜电极经过电流表流向正极石墨电极。根据电子守恒知消耗的铜、的体积为 2.24 L 折算为标准状况 。6综合如图判断，以下说法正确的选项是A.装置I和装置n中负极反响均是Fe 2e_ =F+B. 装置I和装置n中正极反响均是O2+ 2HO+ 4e=40C. 装置I和装置n中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D. 放电过程中，装置I左侧烧杯和装置n右侧烧杯中溶液的pH均增大答案 D解析 装置I中，由于 Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反响式为 Zn 2e =Zin+; Fe作正极，电极反响式为 Q + 2Hb0+ 4

19、e=40H。由于正极有 0H生成，因此溶液的 pH增大。装 置n中，Fe作负极，电极反响式为 Fe 2e =Fe2+; Cu作正极，电极反响式为2H+ + 2e=Hf。正极由于不断消耗 ，所以溶液的pH逐渐增大。据此可知 A、B皆错，D正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。3亠7.实验发现，298 K时，在FeCb酸性溶液中加少量锌粒后，Fe立即被复原成Fe2J某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如下图原电池装置。以下有关说法正确的选项是A.该原电池的正极反响是 Zn 2e_=ZrT B .左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C.该电池铂电极上有气泡出现D.该电池总反响为 3Zn+

20、 2Fe3+=2Fe+ 3Zn2+答案 B解析 该电池的总反响为 Zn+ 2Fe3+=2F+ Zn2+，所以左烧杯 Pt为正极，电极反响为 Fe3* + e =F+，右烧杯Zn为负极，电极反响为 Zn 2e =ZrT。由于左烧杯中的 Fe3+被复原为Fe2十，所 以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。&甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气氧气、KOH电解质溶液构成。电池的总反响式为 2CH0出3Q+ 40H =2CO + 6H2O。那么以下说法正确的选项是 A. 电池放电时通入空气的电极为负极B. 电池放电时负极的电极反响式为CHOH- 6e+ HO=C0 + 6H+

21、C. 由于CO水解显碱性，电池放电时，电解质溶液的pH逐渐增大D. 电池放电时每消耗 1 mol CH3OH转移6 mol电子答案 D解析 该燃料电池为原电池，从化合价判断，氧气在正极参与反响，A错；甲醇在电池的负极参与反响，电极反响式为 CHOH- 6e+ 8OH=C1 + 6fO, B错；从电池的总反响式可知，反响过程中 OH浓度降低，溶液的 pH减小，C错；从电极反响来看，每消耗 1 mol CH3OH转移6 mol电子，D 正确。9.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，通入空气的一极为正极。以下说法正确的选项是A.以NaCl溶液或N

22、aOH溶液为电解液时，正极反响都为Q+ 2H2O+ 4e=4OHB. 以NaOH溶液为电解液时，负极反响为Al + 3OH 3e=AIOH3 JC. 以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D. 电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极答案 A解析 此题中电解质溶液显中性或碱性时，该燃料电池的正极反响均为Q+ 2HzO+ 4e =4OH, A正确；铝作负极，Al失去电子变为 Al3在NaOH溶液中Al3+与过量的OH反响生成AlO,因此负 极反响为 Al 3e+ 4OH=AIQ+ 2fO, B错误；以NaOH溶液为电解液时，该燃料电池的总反响 为4AI + 3Q+ 4OH

23、=4AIQ + 2H2O,反响过程中消耗了 OH，所以电解液的pH降低，C错误；燃料 电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，D错误。10 近日，中美联合研究小组通过共同努力，采用廉价的钠离子，同时使用纳米氧化锰和锂材料作电极制作出了钠离子充电电池，其 工作示意图如下图。关于该电池的说法中正确的选项是()A.放电时A极作正极B.放电时Na*向负极移动C.充电时是将化学能转化为电能D .充电时B极为阳极，发生氧化反响解析 电池放电时，化学能转变为电能,A极是电子流出的一极，发生氧化反响，作负极,答案 D在原电池中，阳离子向正极移动，B错；充电是电能转化为化学能的过程，B极为阳极，发生氧化反响，

24、C错，D对。11.如下图，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。(1) 当电解质溶液为稀硫酸时， Fe电极是(填“正或“负)极，其电极反响式为。当电解质溶液为 NaOH溶液时，Al电极是(填“正或“负)极，其电极反响式为(2) 假设把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸， 那么Fe电极是(填“正或“负)极，其电极反应式为答案 正 2H+ + 2e=Hf负 Al 3e+ 40HT =AlQ + 2H2O(2)正 NO + 2H+ + e =NE + H2O解析 (1)电解质溶液是稀硫酸时，Al电极是负极，Fe电极是正极，正极反响式为2H+ 2e=Hf。当电解质溶液是NaOH溶液时，铝与NaOH溶液反响

25、，而Fe不反响，故铝作原电池的负极，电极反响式为 Al 3e + 4OH =AlOT + 2HzO。(2)把铝改为锌，用浓硝酸作电解质溶液，铁遇浓硝酸发生钝化，那么Fe电极是正极,Zn电极是负极，Fe电极上的电极反响式为 NQ + 2H+ + e =NOf + H2O。12. (1)分析如下图的四个装置，答复以下问题:装置 a和 b中铝电极上的电极反响式分别为 、装置 c 中产生气泡的电极为 电极 (填“铁或“铜 ) ，装置 d 中铜电极上的电极反响式为 。(2) 观察如下图的两个装置，图 1装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图 2 装置中铜电极上无 气体产生， 而铬电极上产生大量的有色气体。

26、 根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质 为 、 。答案 2H + + 2e=HfAl 3e4OH=AlO22H2O铁 O2 2 H2O 4e=4OH(2) 金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反响生成H2 金属铬易被稀硝酸钝化解析(1)在稀HSQ溶液中，镁比铝活泼，铝电极作正极，正极的电极反响式为2H+ + 2e =H仁在NaQH溶液中，铝比镁活泼，铝电极作负极，负极的电极反响式为 Al 3e+ 40H=AIQ+ 2fQ在浓硝酸中，铁被钝化，铁电极作正极，正极上发生NG的复原反响，产生气泡。装置d相当于金属铁发生吸氧腐蚀，铜电极作正极，正极的电极反响式为O22H2O4e=4OH。(2)

27、由图1可知复原性CrCu,但在稀硝酸中却出现了反常，结合稀硝酸的氧化性，不难推测铬被 稀硝酸钝化，导致活性降低。14 .某研究性学习小组根据反响2KMn的 10FeSQ+ 8H2SQ=2MnSO 5Fe2(SO4)3+ K2SQ+ 8H2O 设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 moljT，溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和 &SQ溶液。答复以下问题：(1) 此原电池的正极是石墨 (填“a或“ b )，发生反响。(2) 电池工作时，盐桥中的 SO移向(填“甲或“乙)烧杯。(3) 两烧杯中的电极反响式分别为甲 ，乙 。1 假设不考虑溶液的体积变化，MnSQ浓度变为 molL ，那么反响中转移的电子为 mol。答案 (1)a 复原(2) 乙 2(3) MnQ45e8H=Mn24H2Q5Fe25e=5Fe3(4)解析(1)根据题目提供的总反响方程式可知，KMnQ作氧化剂，发生复原反响，故石墨a是正极。 电池工作时，SQ向负极移动，即向乙烧杯移动。(