原电池基础知识及同步练习附答案

1、原电池知识点原电池-3 -【知识回顾】【知识点1】原电池的构成和工作原理1 .定义：原电池一一将化学能转化为电能的装置2 .构成：两个活泼性不同的两极电解质溶液：电极必与电解质溶液接触。形成闭合回路：电极相互接触或 连接。能发生自发的氧化还原反应3 .工作原理：较活泼的金属失去电子，发生氧化反应，电 子沿导线流向较不活泼的金属，在不活泼的金属上得到电 子，发生还原反应。【知识点2】电池正负极和正负极判断正极：符号“ +”，得到电子，发生 负极：符号“：失去电子，发生 据组成原电池的两极材料判断 负极一一较活泼的金属为，正极一一较不活泼的金属或能导电的非金属。据电流方向或电子流动方向判断外电路：

2、正极流向负极，电子：由负极流向正极。据电解质溶液里离子的定向移动方向判断电解质溶液：阳离子移向正极，阴离子移向负极。据两极发生的反应判断负极：氧化反应，正极：还原反应。据反应的现象判断据原电池总反应方程式判断负极：失电子作还原剂，正极：得电子作氧化剂据向电极上通入的气体判断燃料电池：负极：可燃性气体，正极：助燃性气体。【知识点3】原电池的应用1.加快氧化还原反应的速率 2.比较金属活动性强弱3.用于金属的防护4. 设计电池5.探究金属腐蚀的快慢规律 【考点1】：原电池的构成1.在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（）【考点2】原电池的工作原理1 .原电池的反应实质是 。写出铜 锌原电池（

3、稀硫酸为介质）的电极反应：负极,正极。2 .关于原电池的说法中正确的是：A.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成B.流出电子的一极是正极C.两极均发生氧化反应D.原电池中的阳离子向正极移动3 .将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中 一段时间，以下叙述正确的是（）A、两烧杯中铜片表面均无气泡产生B、甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速度甲比乙慢4 .右图所示的原电池装置，观察到由电流表指针有明显偏 转，下列说法中不正确的是A.原电池装置能将化学能转变为电能B.原电池的反应本质是氧化还原反应C.锌失去电子发生还原反应，电子沿导线流向铜D.铜片表面产生

4、大量气泡5.下列关于原电池的说法不正确的是A.装置都能将化学能转化为电能B.中的硫酸根离子向负极移动C.中的电子由Zn流向CuD.中电流的方向是由正极到负极s枯调Q。7 .下列说法不正例的是A.原电池负极被氧化B.任何化学反应都能设计成原电池C.原电池是一种将化学能转化为电能的装置D.原电池要使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行并形成电流8 .下面是某同学设计的四种原电池，其中铁片上逐渐析出铜的是（)负极正极电解质溶液(A)FeCuCuSO4(B)ZnFeCuSO4(C)FeCuH2SO(D)FeCuFeCl3【考点3】原电池的应用1.有A、B C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸

5、 入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A、D分别投入等浓度的 盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明 显化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判 断这四种金属的活动性由强到弱的顺序是A. D C A BB. D A B CC. DBACD. BA DC2.实验室欲制氢气，所用稀盐酸和稀硫酸的浓度相同，反应速率最快的是（）A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌和浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌（含铅、铜杂质）与稀硫酸反应【考点4】原电池的设计21. （5分）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设 计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag=2Ag+cU”设计一个化 学电池，并回答下列问题

6、：（1）该电池的正极材料是,负极材料是, 电解质溶液是。（2）在外电路中，电子流动方向是。（3）电解质溶液中，阳离子向 极移动。【课堂练习】1.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池，下列有关说法不. 正确的是（）A . Zn是负极B .负极上发生氧化反应C .负极发生的反应是Zn - 2e - = Zn2+D.正极发生的反应是Cu2 + 2e- = Cua q曲CO3.下列叙述中，不正砚的是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.把铜片和银片连接后浸入AgNO液中，结果在银片表 面出现一层银C.铜片、锌片和稀硫酸形成的原电池中，溶液中的H+向负极移动D.把锌粒放入盛有盐酸的试管

7、中，加入几滴氯化铜溶液， 放出气泡的速率加快4 .某原电池总反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe+,可以实 现上述反应的原电池是（）正极负极电解质溶液ACuFeFe2(SO4) 3BSnFeFeCl2CAgFeCuSODFeZnFXSO) 35 .有些化学反应的化学能能直接转化成电能I.利用Fe + CuSQ = FeSO4 + Cu反应，设计一个原电池： （1）在右框中画出装置图（标明电解质溶液、正、负极和电极材料）（2）下列说法中，正确的是。（填字母）A.电解质溶液中阳离子向负极移动B.电子通过外导线由负极流向正极C.当导线中有1mol电子通过时，理论上正极放出1g气体D.若所选电极的

8、质量相等，理论上两极质量差为60g,导线 中有1 mol电子通过II.三套装置如下图所示，A、B C烧杯中分别盛有相同物 质的量浓度的稀硫酸。Fe 石墨 Ft为 Fe（1）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序6 .在锌、铜和稀硫酸组成的原电池中，下列说法中正确的A.铜是正极B.锌电极的反应为：2H+ + 2e- = H2TC.铜电极的质量减轻D .锌片上发生还原反应7 .下列关于右图所示装置的叙述，正确的是（）A.铜是负极，铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原8 .右图为学生制作的番茄电池，下列说法正确的是A 一段时间后，锌片质

9、量会变小B.铜电极附近会出现蓝色C.电子由铜通过导线流向锌D .铜是该电池的负极电流计面9.由等质量的锌片、铜片组成的Zn-Cu-HSO原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了 2.6g o求：（1）生成氢气的体积（标准状况）；（2）若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池两极的质 量差为12.9 g时，从电池中流出的电子数目。10在铜锌原电池中，盛有浓度为1.25mol/l的稀硫酸200ml, 工作一段时间后，在正极收集气体224ml （标准状况下）。负极的反应式是,正极的 反应式是,通过导线的电 子的物质的量 mol。原电池同步训练一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）1 .为探

10、究原电池的形成条件和反应原理，某同学设计了如下实验，并记录了实验现象：向一定浓度的稀硫酸中插入锌片，看到有气泡生成；向上述浓度的稀硫酸中插入铜片，没有气泡生成；将锌片与铜片上端接触并捏住，一起插入上述浓度的稀硫酸中，看到铜片上有气泡生成，且生成气泡的速率比实 验中快；在锌片和铜片中间接上电流计，再将锌片和铜片插入上述浓度的稀硫酸中，发现电流计指针偏转.下列关于以上实验设计及现象的分析，不.正确的是（）A.实验、说明锌能与稀硫酸反应而铜不能B.实验说明发生原电池反应时会加快化学反应速率C.实验说明在该条件下铜可以与稀硫酸反应生成氢气D.实验、说明该原电池中铜为正极、锌为负极2 .原电池电极的“正

11、”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关.下列说法中正确的是（）A.由Fe Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Cu-2e =Cu2+B.由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为：Cu-2e =Cu2C.由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为：A1+4OH -3e =AlO2+2H2OD,由Al、Cu和浓HNO3溶液组成的原电池中，负极反应式为：Al -3e =Al3 .研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电， 在海水中电池总反 应可表示为：5MnO2+2Ag + 2NaCl= Na2Mn5O10+

12、2AgCl。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是（）A .正极反应式：Ag + Cl e =AgClB.每生成1 mol N&MnsOio转移2 mol电子C. Na卡不断向“水”电池的负极移动D. AgCl是还原产物4.世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最.下列有关叙述正确的是（）A.光伏电池是将太阳能转变为电能B.光伏电池是将化学能转变为电能C.电流从a流向bD.图中N型半导体为正极，P型半导体为负极5.根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是（）:飞太阳光子/ 1 N型半导体一. 丁：,.P型半导体一一 l1,白11r.产产法，产y

13、r产fj电极产太陌光伏电池的光电转换系蜿原电池知识点2 +2+2+A. 2Ag(s)+Cd (aq)=2Ag (aq)+ Cd(s)B. Co (aq)+ Cd(s)=Co(s)+ Cd (aq)一 一一 +， . 一 ， 一一， _ .2+ . ._ 一一 +， . 一， 一一， - 2+,.C. 2Ag (aq)+ Cd(s)=2Ag(s)+ Cd (aq)D. 2Ag (aq)+ Co(s)=2Ag(s)+ Co (aq)6.下列有关电化学知识的描述正确的是()A. CaO+H2O=Ca(OH)2,可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B,某原电池反应为Cu

14、+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C.因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正 极D.理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池7. (2011汕头*II拟)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越 成为人们研制绿色原电池的关注焦点.其中一种镁原电池的反应为xMg + Mo4|jdEl MgxMo38；在镁原电池放电时，下列说法错误的是()A . Mg2+向正极迁移B.正极反应为：Mo3St+2xe =Mo3S4xC. Mo3S

15、4发生氧化反应8结合图B 1判断，下列叙述正确的是(D.负极反应为：xMg 2xe =xMg2经酸化的3%NaCl溶液 口3%N且Cl溶液B-1A.B.C.D.I和n中正极均被保护 I和n中负极反应均是 I和n中正极反应均是 I和n中分别加入少量L C 1-2 +Fe 2e =FeO2+ 2H2O + 4e =4OHK3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀9.上海世博会期间，氢氧燃料电池车进入世博园，园区内实现了公共交通“二氧化碳零排放”.下列说法中正确的是()A. CH4燃料电池车也能实现“二氧化碳零排放”B.燃料电池正极发生氧化反应C.通入氢气的一极为燃料电池的负极D,氢氧燃料电池把H2和。2

16、燃烧放出的热能转化为电能10.高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车.总反应方程式如下：Ni(OH)2 + M|JE： NiOOH + MH,下列叙述正确的是()A.放电时正极附近溶液的碱性增强-7 -B.放电时负极反应为:M + HQ + e =MH + OHC.充电时阳极反应为：NiOOH+H2O + e =Ni(OH)2+ OHD.放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH被氧化11 .研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以 LiOH为 电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 ()

17、A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH一向正极移动D.总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2T12 .某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正碰.的是()A. a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出2+B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu +2e =CuC.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D. a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动13 .根据右图，下列判断中正确的是()A.烧杯a中的溶液pH升高B .烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H+ + 2e =H2D.烧杯b中发生

18、的反应为2Cl -2e =Cl214 .铁馍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+ Ni2O3+ 3H2。= Fe(OH)2+2Ni(OH) 2下列有关该电池的说法不正确 的是()A.电池的电解液为碱性溶液，正极为 M2O3、负极为FeB,电池放电时，负极反应为Fe+ 2OH -2e =Fe(OH)2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D,电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+ 2OH -2e =Ni2O3+ 3H2O15 .以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为

19、热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用二、非选择题(共50分)16 . 2011山东卷科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为 要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试齐”是 O(2)如图115所示的为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320c左右，电池反应为2Na+ xS=N&Sx, 正极的电极反应式为 M(由Na2O和Al2O3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，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。(

20、3)Na2s溶液中离子浓度由大到小的顺序为 向该溶液中加入少量固体CuSO4,溶液pH 慎“增大” “减小”或“不变” )。Na2s溶液长期放置有硫析出，原因为 /离子方程式表示)。17 . (1)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不.正确的是.A.太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境C,以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同D,以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同(2)纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为：3Zn+ 2&FeO4+ 8H2011.金：

21、.口 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH%+ 4KOH.该电池放电时负极反应式为 放电时每转移3 mol电子，正极有 mol K2FeO4被还原.Li1 xMnO4 +(3)镒酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位.电池反应式为:Lix|jC；.口 LiMnO4,下列有关说法不正确的是.A ,放电时电池的正极反应式为：Li1 xMnO4+xLi +xe =LiMnO4B.放电过程中，石墨没有得失电子C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D.充电时电池上标有“一”的电极应与外接电源的负极相连18.某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO 4+ 10FeSQ+ 8H2SO4

22、=2MnSO4+ 5Fe2(SO4)3+ K2SO4+ 8H2。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 mol L 1,盐桥中装有饱和K2SO4溶液.回答下列问题：ILSCi,溶液 甲乙陞5溶液(1)发生氧化反应的烧杯是(K “甲”或“乙”).(2)外电路的电流方向为：从 1IJ(填或“b”)(3)电池工作时，盐桥中的SO4移向 慎甲或乙”)烧杯.(4)甲烧杯中发生的电极反应为 19. (2011东北高三联考)锌银电池比能量大、电压平稳，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器.电 解质溶液是KOH溶液，电池总反应为Zn+AgQ=ZnO+2Ag.请回答下列问

23、题：(1)该电池的正极材料是;电池工作时，阳离子向 慎“正极”或“负极”)移动；负极的反应式为(2)电极材料锌可由闪锌矿在空气中煨烧成氧化锌，然后用碳还原来制取，化学反应方程式为ZnO+C=Zn+COT ,此法为: A.电解法 B.热还原法C.热分解法电极材料氧化银可回收利用得到银，其化学方程式为(3)可用石墨作电极电解提纯氢氧化钾电解液.电解池内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，其工作原理如图所示.该电解池的阴极反应式为除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口 俱A或B”导出.在相同条件下，a处与b处产生的气体体积比为20. 2011四川卷开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS)燃烧产生 的

24、SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4,又能制H2。原电池知识点反应器分离器膜反应器请回答下列问题：(1)已知1 g FeS完全燃烧放出7.1 kJ热量，Fe燃烧反应的热化学方程式为 (2)该循环工艺过程的总反应方程式为(3)用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解 质溶液，可制得高容量，长寿命的馍氢电池。电池充放电时的总反应为：放电 一 ，一NiO(OH) + MH 器由 Ni(OH)2+MJu电电池放电时，负极的电极反应式为 充电完成时，N

25、i(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生。2,。2扩散到另一个电极发生电极反 应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为 原电池同步训练答案、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)123456789101112131415CCBAADCACACDABCC16.(1)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2T CS2(或热 NaOH 溶液)(2)xS+ 2e =S2 (或 2Na +xS+ 2e =Na2Sx)离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5(3)c(Na+)c(S2 )c(OH )c(HS )c(H+) 减小2S

26、2 +。2+ 2H2O=2S J + 4OH【解析】(2)负极发生氧化反应：2Na 2e=2Na+,正极发生还原反应：xS+ 2e= S2，在铅蓄电池中，铅作负极，当铅蓄电池消耗a g Pb时转移电子的物质的量为Ta mol,而钠硫电池消耗a g Na时转移电子的物质的量为篇mol,故 20 723钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的4.5倍。(3)Na2s溶液中存在水解平衡：S2 +H2O HI+ OH和HS+ H2O H2S + OH ,故溶液中离子浓度的大小顺 序为c(Na+)c(S)c(OH )c(HS )c(H )o当加入CuSQ时，Cu2+与ST结合成CuS沉淀，使上述两个平衡均向左

27、移动，使溶液中4OH)减小，溶液pH减小。而Na2s溶液长期放置有硫析出，则是由于S2一被空气中的氧气氧化所致。17 .解析：(1)选项A,电解获得H2消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获彳#H2更为科学.选 项B,氢氧燃料电池中生成物为 HQ,对环境无污染.选项C,以稀H2SO4为介质的电池负极反应式为:H2 2e =2H + ,以KOH为介质的电池负极反应式为 H2+2OH 2e-=2H2O.选项D,氢氧燃料电池的总反应式均为： 2H2 + O2=2H2O.(2)放电时，在碱性条件下，负极反应式为：Zn-2e +2OH =Zn(OH)2.根据电池总反应式可知，2 mol

28、 K2FeO4被还原时有6 mol电子转移，所以放电时每转移3 mol电子，有1 mol K2FeO4 被还原.(3)选项A,根据总反应式可知Li失去电子，电池负极反应式为：xLi-xe =xLi + ,由总反应式减去负极反应式可 得放电时的正极反应式为Lii xMnO4+xLi + + xe =LiMnO4选项B,根据总反应式可判断石墨没有得失电子.选项 C, Li能与KOH溶液中的H2O反应，导致电池无法正常工作.选项D,充电过程是放电的逆向过程，外界电源的负极提供 的电子使原电池负极获得电子发生还原反应，所以标有 “一”的电极应与外接电源的负极相连.答案：(1)C (2)Zn2e +20H =Zn(OH)2 1 (3)C18 .解析：根据氧化还原反应可知：甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应为： MnO4+8H+5e =Mn2+ + 4HQ；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe2* e=Fe3+,外电路电流方向从正极流向负极，即从a 到b.电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即