2020年高考化学一轮复习能力拔高《原电池、化学电源》

第六章第2节原电池化学电源

（课时活页卷）

一、单项选择题

1.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

（）

锌厂^铜锌口铜

e------?cr1n?

二二千二二二:二二千二二二

稀硫酸稀硫酸

甲

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.产生气泡的速率甲比乙慢

【答案】C

【解析】乙烧杯中锌与铜没有接触，不能构成原电池，但锌可以与稀硫酸直接反应,

放出H2。甲烧杯中铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性

Zn>Cu,所以锌为负极，铜片上有H2放出，加快了锌的溶解，故只有C项正确。

2.（2013•南海区质检）如图为一原电池的结构示意图，下列说法中，不正确的是（）

盐桥电流计

ZnSO4溶液CuSO,溶液

A.原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu

B.原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应

C.如将Cu电极改为Fe电极，CuS04溶液改为FeS04溶液，则Zn电极仍然作负极

D.盐桥中装有琼脂饱和氯化钾溶液，则盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

【答案】D

【解析】盐桥中的K+移向CuS0&溶液。

3.已知反应AsO43—+2I—+2H+AsO33-+I2+H20是可逆反应。设计如下装置

（C1.C2均为石墨电极），分别进行下述操作:

I.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸

II.向B烧杯中逐滴加入40%Na0H溶液

结果发现电流计指针均发生偏转，据此下列判断正确的是（）

A.操作I过程中，C1为正极

B.操作n过程中，盐桥中的K+移向B烧杯溶液

C.I操作过程中，C2棒上发生的反应为As043—+2H++2e—===AsO33—+H20

D.II操作过程中，Cl棒上发生的反应为21——2e—===12

【答案】C

【解析】A项，操作I加入盐酸，反应AsO43—+2I—+2H+AsO33-+I2+H20

正向进行，C1极上碘离子生成碘单质，被氧化，是负极，错误；C项，C2是正极得电子，正

确；操作H向B烧杯中逐滴加入40%Na0H溶液，反应逆向进行，B烧杯中AsO33—与H20转化

为As043—与H+,A烧杯中12转化为I—,D项错误，盐桥中K+向A烧杯中移动，中和A

中负电荷，B选项错误。

4.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C02,但实际上乙醇被氧化为X,其中一个电极的反应式为：

CH3CH20H—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：02+4e-+2H20===40H-

C.乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极

D.电池总反应为：2cH3cH20H+02===2CH3CH0+2H20

【答案】D

【解析】A项，在电池内部H+应移向正极；B项，正极反应式为：02+4H++4e—

===2H20；C项，乙醇被氧化，应在负极反应。

5.（2013•潮阳一中光明学校质检）镁H202酸性燃料电池采用海水作电解质，下列结

论错误的是（）

A.正极发生的电极反应为：H202+2H++2e-===2H20

B.电池总反应为：Mg+H202===Mg（0H）2

C.工作时，正极周围海水的pH增大

D.电池工作时，溶液中的H+向正极移动

【答案】B

【解析】该电池为酸性燃料电池，不可能产生Mg（0H）2。

6.下列有关以KOH溶液为电解液的氢氧燃料电池的叙述不正确的是（）

A.正极反应式为：02+2H20+4e—==40H—

B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量浓度不变

C.该燃料电池的总反应式为：2H2+O2===2H2O

D.用该电池电解CuC12溶液，产生2.24LC12（标准状况）时，有0.2mol电子转移

【答案】B

【解析】氢氧燃料电池的总反应为：2H2+02===2H20,KOH溶液被稀释，B项不正确。

二、双项选择题

7.燃料电池是利用燃料（如H2.C0、CH4等）跟氧气反应从而将化学能转化成电能的装置。

下列关于甲烷燃料电池（NaOH溶液作电解质）的说法中正确的是（）

A.负极反应为：02+2H20+4e-===40H-

B.负极反应为：CH4+100H——8e-===C032一■I-7H20

C.放电时溶液中的阴离子向负极移动

D.随着放电的进行，溶液的pH不发生改变

【答案】BC

【解析】原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以甲烷在负极通入，氧气在正极

通入。因此选项A不正确，B正确；原电池中阴离子向负极移动，选项C正确；根据电极反应

式可知，反应中是消耗0H—的，所以pH降低，选项D不正确，答案选BC。

8.铜锌原电池（如下图）工作时，下列叙述正确的是（

捻桥（装有琼脂-饱

和KC1溶液）

A.正极反应为Zn—2e—===Zn2+

B.电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu

C.在外电路中，电子从负极流向正极

D.盐桥中的K+移向ZnS04溶液

【答案】BC

【解析】由图示可知该装置为原电池，负极（Zn）反应为Zn—2e—===Zn2+；正极（Cu）

反应为Cu2++2e—===Cu,故电池总反应为Zn+Cu2+==Cu+Zn2+,故A项错，B项正确；

在外电路中，电子由负极流向正极，故C项正确；在盐桥中阳离子移向正极，故D项错。

三、非选择题

9.（1）A.B.C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

Fe

①B中Sn极的电极反应式为,Sn极附近溶液的pH（填“增大”“减小

或“不变”）o

②C中总反应离子方程式为

比较A.B.C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是

（2）如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题:

电池的负极是（填"a”或"b”）电极，该极的电极反应是:

②电池工作一段时间后电解质溶液的pH（填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】（1）①2H++2e-=H?t增大

②Zn+2H+=Zn2++H2tB>A>C

（2）①aCH4+100H--8e-=C032"+7H20②减小

【解析】（1）B.C中均形成了原电池，在B中Fe作负极，腐蚀速率加快，在C中Zn作

负极，而Fe被保护了起来，故被腐蚀的速率最慢。

（2）CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极。电极反应式可用总反应式CH4+20H

-+202===C032-+3H20和正极反应式：02+2H20+4e-===40H-,相减而得。由于电池工

作过程中会消耗0H一,故一段时间后，电解质溶液的pH会减小。

10.金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入

到100niL稀硫酸和硫酸铁的混合液中，铜片完全溶解（不考虑盐的水解及溶液体积的变化）

（1）写出铜溶解于上述混合液的离子方程式

（2）若铜完全溶解时，溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等，且测

得溶液的pH=l,则溶解铜的质量是g,溶液中的c(S042—)=mol/Lc

(3)若欲在如图所示的装置中发生⑴中的反应，请判断图中的正、负极，并选出适当的

物质作电极，写出电极反应式，填在相应的表格中。

x电流计

稀HzSO,和

FeKSO5的

CuSO4—

溶液、蔡混合液

正、负极判断电极材料电极反应式

X极

Y极

【答案】(1)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+(2)0.640.5

⑶

正、负极判断电极材料电极反应式

X极负极铜Cu—2e-^Cu2+

Y极正极碳2Fe3++2e-=2Fe2+

【解析】(l)Cu与Fe2(S04)3反应生成CuS04和FeS04,可知离子方程式为Cu+2Fe3

+===Cu2++2Fe2+；(2)溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等，且测

得溶液的pH=l,故c(H+)=c(Cu2+)=0.1mol/L,n(Cu2+)=0.1mol/LXO.1L=0.01

mol,溶解铜的质量为0.01molX64g/mol=0.64g；反应后溶液中的阳离子为：Fe3+、Fe2

+、Cu2+、H+,而Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,可见Fe2+的物质的量浓度为Cu2+的两

倍，依据溶液中的电荷守恒规律，故0.1mol/LX3+0.2mol/LX2+0.1mol/LX2+0.1

mol/LXl=c(S042-)X2,解得c(S042-)=0.5mol/Lo

11.某研究性学习小组探究N03一在不同环境中的氧化性。

(1)实验一：①试管a、b中均加入等浓度等体积的NaN03溶液和等质量的铜片，加热，无

明显现象；②向试管a中加入VmLNaOH溶液，加热，无明显现象；③向试管b中加入VmL

稀硫酸，加热，可观察到的现象是

实验一的目的是

⑵实验二：利用如图装置探究不同浓度HNO3溶液的氧化性。

电流计

I-©~~

盐桥

Cu

尾气处理•尾气处理

浓HNO,

①①已知电流计指针偏转方向是电子移动方向。将铜、铁两极同时插入浓硝酸中，观察

到电流计指针指向铜，但迅速反转，指针偏向铁一端，此时铁作极（填“正”

或“负”）；指针反转的原因是

将浓硝酸改为稀硝酸后，观察到电流计指针指向铜，此时正极反应式是

【答案】（D③铜溶解，生成无色气体，溶液由无色变为蓝色探究N03—在酸、碱性

溶液中的氧化性

（2）①正铁在浓硝酸中迅速氧化，在其表面形成致密的氧化膜，阻碍了内层铁进一步

与浓硝酸反应（铁在浓硝酸中钝化）②N03—+4H++3e—===N0t+2H20（合理答案即可）

【解析】（1）考查铜在酸性条件下被硝酸根离子氧化的实验现象，要从固、液、气三个方面

观察反应现象；（2）本题运用所学知识解决实验中观察到的实验现象，一般情况下铁应该是负

极，但在浓硝酸中铁会被钝化，迅速被保护，然后铜作负极，所以电流计指针会迅速反转。

若改为稀硝酸，负极铁溶解，正极生成NO。

12.近几年开发的甲醇燃料电池是采用粕作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质

子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：

电解质溶液为稀硫酸