原电池工作原理初步试题

原电池工作原理初步试题一、单选题1.铜锌原电池装置如图所示，下列叙述错误的是（）A.锌片逐渐溶解，质量减轻B.锌片为负极，铜片为正极C.电子由铜片通过导线流向锌片D.该装置可以将化学能转化为电能解析：选C。铜锌原电池中，锌的金属活动性强于铜，故锌片为负极，发生氧化反应：Zn-2e⁻=Zn²⁺，锌片逐渐溶解（A正确）；铜片为正极，H⁺在铜片表面得电子被还原为H₂（B正确）；电子由负极（锌片）经导线流向正极（铜片），C项错误；原电池的本质是将化学能转化为电能（D正确）。2.某小组进行了如下两组对比实验（甲：锌片、铜片插入稀硫酸；乙：锌片、铜片用导线连接后插入稀硫酸），下列说法正确的是（）A.甲烧杯中的电子由锌流向铜，然后经稀硫酸回到锌B.都能够观察到锌片溶解，铜片表面产生气泡C.乙中产生气泡的速率比甲快D.两烧杯中溶液的pH均增大解析：选C。甲烧杯未形成闭合回路，不构成原电池，锌片直接与稀硫酸反应，电子不会经导线转移（A错误）；甲中铜片不参与反应，无气泡产生（B错误）；乙构成原电池，反应速率更快（C正确）；两烧杯中H⁺均被消耗，溶液pH均增大（D正确）。本题需注意题干要求“说法正确的是”，C、D均正确，但根据原电池原理，乙中电子定向移动形成电流，反应速率显著快于甲，故C为最佳答案。3.下列关于如图所示光解水装置的叙述中，错误的是（）A.电极a上发生氧化反应生成O₂B.H⁺通过质子交换膜从右室移向左室C.光解前后，溶液的pH不变D.外电路每通过0.02mol电子，电极b上产生0.01molH₂解析：选B。光解水总反应为2H₂O=2H₂↑+O₂↑，电极a电子流出，为负极，发生氧化反应：2H₂O-4e⁻=O₂↑+4H⁺（A正确）；H⁺为阳离子，应向正极（电极b）移动，即从左室移向右室（B错误）；反应消耗水，H⁺浓度增大，pH减小（C错误）；电极b反应为2H⁺+2e⁻=H₂↑，转移0.02mol电子时生成0.01molH₂（D正确）。4.一种基于NaTi₂(PO₄)₃的储氯电池放电时，a、b极均增重。下列说法错误的是（）A.放电时Na⁺向b极迁移B.该电池可用于海水脱盐C.a极反应：2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑D.若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力解析：选D。放电时a、b极均增重，说明a为负极：Cl⁻失电子生成Cl₂，与电极材料结合（如Al+3Cl⁻-3e⁻=AlCl₃），b为正极：NaTi₂(PO₄)₃+2e⁻+2Na⁺=Na₃Ti₂(PO₄)₃（C正确）；Na⁺向正极（b极）迁移（A正确）；电池消耗海水中的Na⁺和Cl⁻，可用于脱盐（B正确）；若换为Ag/AgCl电极，负极反应为Ag+Cl⁻-e⁻=AgCl，仍能储氯（D错误）。5.酸性锌锰干电池的构造示意图如下，关于该电池的说法正确的是（）A.石墨作电池的负极材料B.电池工作时，H⁺向负极方向移动C.MnO₂发生氧化反应D.锌筒发生的电极反应为Zn-2e⁻=Zn²⁺解析：选D。酸性锌锰电池中，锌筒为负极，发生氧化反应：Zn-2e⁻=Zn²⁺（D正确）；石墨为正极，MnO₂发生还原反应：MnO₂+2e⁻+4H⁺=Mn²⁺+2H₂O（A、C错误）；H⁺向正极移动（B错误）。6.碱性锌锰电池总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=Zn(OH)₂+2MnOOH，下列说法正确的是（）A.电池工作时，MnO₂发生氧化反应B.电池工作时，OH⁻通过隔膜向正极移动C.环境温度过低，不利于电池放电D.每生成1molZn(OH)₂，转移电子数为4Nₐ解析：选C。Zn为负极：Zn+2OH⁻-2e⁻=Zn(OH)₂，MnO₂为正极：MnO₂+H₂O+e⁻=MnOOH+OH⁻（A错误）；OH⁻向负极移动（B错误）；温度过低，反应速率减慢（C正确）；生成1molZn(OH)₂转移2mol电子（D错误）。7.可植入微型电池通过CuO催化消耗血糖发电，总反应为C₆H₁₂O₆+2CuO=C₆H₁₀O₇+Cu₂O+H₂O。下列叙述错误的是（）A.电池总反应为葡萄糖氧化为葡萄糖酸B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)/Cu(Ⅰ)转变起催化作用C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入D.血液中H⁺迁移方向为b→a解析：选C。a为正极（电子流入），b为负极：Cu₂O-2e⁻+H₂O=2CuO+2H⁺，葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸（A、B正确）；18mg葡萄糖（0.1mmol）转移0.2mmol电子（C错误）；H⁺向正极（a）迁移（D正确）。8.银锌电池总反应：Ag₂O+Zn+H₂O=2Ag+Zn(OH)₂，电解质为KOH溶液。下列说法不正确的是（）A.负极上发生反应的物质是ZnB.负极反应：Zn+2OH⁻-2e⁻=Zn(OH)₂C.工作时，负极区溶液c(OH⁻)减小D.溶液中OH⁻向正极移动解析：选D。Zn为负极，反应消耗OH⁻（B、C正确）；Ag₂O为正极：Ag₂O+H₂O+2e⁻=2Ag+2OH⁻；OH⁻向负极移动（D错误）。9.下列装置能构成原电池的是（）A.锌片、铜片插入乙醇中B.锌片、铜片插入稀硫酸中，用导线连接C.锌片、铜片插入CuSO₄溶液中，未用导线连接D.两铜片插入稀硫酸中，用导线连接解析：选B。构成原电池需满足：①活泼性不同的电极，②电解质溶液，③闭合回路，④自发氧化还原反应。A项乙醇为非电解质；C项未形成闭合回路；D项电极材料相同。10.某原电池总反应离子方程式：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，下列组成正确的是（）选项正极负极电解质溶液AFeCuCuSO₄BCuFeH₂SO₄CCuFeCuCl₂DFeCu酒精解析：选C。负极（Fe）：Fe-2e⁻=Fe²⁺，正极（Cu）：Cu²⁺+2e⁻=Cu，电解质需含Cu²⁺（C正确）。二、填空题11.依据反应2Ag⁺(aq)+Cu(s)=Cu²⁺(aq)+2Ag(s)设计原电池。（1）电极X的材料是______；电解质溶液Y是______。（2）银电极为______极，电极反应为______；X电极反应为______。（3）外电路中电子从______电极流向______电极。（4）每消耗64gCu，转移电子数为______。答案：（1）Cu；AgNO₃溶液（2）正；Ag⁺+e⁻=Ag；Cu-2e⁻=Cu²⁺（3）Cu（或X）；Ag（4）2Nₐ（或1.204×10²⁴）解析：Cu为负极，Ag为正极，电解质需含Ag⁺。64gCu（1mol）转移2mol电子。12.某小组设计对比实验探究原电池原理：甲：锌片、铜片插入稀硫酸中，未连接；乙：用导线连接锌片和铜片。（1）甲中现象：；乙中现象：。（2）乙中电子流向：→导线→；溶液中H⁺向______极移动。（3）乙中铜片上的电极反应：，该反应为（填“氧化”或“还原”）反应。答案：（1）锌片溶解，铜片无气泡；锌片溶解，铜片上有气泡（2）锌片；铜片；铜（或正）（3）2H⁺+2e⁻=H₂↑；还原解析：乙构成原电池，铜片为正极，H⁺得电子生成H₂，电子由锌片流向铜片。13.四种金属A、B、C、D两两相连浸入稀硫酸中：①A、B相连时，A为负极；②C、D相连时，D上有气泡；③A、C相连时，A极减轻；④B、D相连时，B为正极。则金属活泼性顺序：______。答案：A＞C＞D＞B解析：①A＞B；②C＞D；③A＞C；④D＞B，综合得A＞C＞D＞B。14.写出下列原电池的电极反应式：（1）锌-铜-稀硫酸电池：负极：；正极：。（2）铝-镁-NaOH溶液电池（Al为负极）：负极：；正极：。（3）甲烷燃料电池（电解质为KOH溶液）：总反应：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O负极：；正极：。答案：（1）Zn-2e⁻=Zn²⁺；2H⁺+2e⁻=H₂↑（2）2Al+8OH⁻-6e⁻=2AlO₂⁻+4H₂O；6H₂O+6e⁻=3H₂↑+6OH⁻（3）CH₄+10OH⁻-8e⁻=CO₃²⁻+7H₂O；2O₂+4H₂O+8e⁻=8OH⁻解析：（2）Mg与NaOH不反应，Al为负极；（3）负极CH₄失电子生成CO₃²⁻（碱性环境），正极O₂得电子生成OH⁻。15.某学习小组用锌片、铜片、发光二极管、滤纸（用醋酸溶液润湿）组装简易原电池，二极管发光。（1）该电池的负极材料是______，电极反应为______。（2）若将醋酸换成柠檬汁，二极管______（填“能”或“不能”）发光。（3）若将锌片换成铁片，电路中电流方向______（填“改变”或“不变”）。答案：（1）锌片；Zn-2e⁻=Zn²⁺（2）能（3）不变解析：柠檬汁为电解质溶液，能导电；Fe仍为负极，电流方向由正极（铜片）流向负极（铁片），方向不变。三、综合题16.某储氯电池装置如图所示，电解质为LiClO₄的乙二醇二甲醚溶液，总反应：xLi+CFₓ=xLiF+C。（1）放电时，电子从______极（填“a”或“b”）流出，Li⁺向______极移动。（2）正极反应式为______。（3）若用乙醇代替乙二醇二甲醚，电池能否正常工作？，原因是。答案：（1）a；b（2）CFₓ+xLi⁺+xe⁻=xLiF+C（3）不能；乙醇与Li反应，且乙醇极性较弱，导电性差解析：Li为负极（a极），CFₓ为正极（b极）；Li能与乙醇反应生成H₂，且乙醇非电解质，无法传导Li⁺。17.某同学设计原电池探究“影响反应速率的因素”，实验如下：实验电极材料电解质溶液电流计指针偏转角度ⅠZn-Cu1mol/LH₂SO₄较大ⅡZn-Cu0.1mol/LH₂SO₄较小（1）实验Ⅰ、Ⅱ的变量是______，结论是______。（2）若将实验Ⅰ中Cu换成石墨，电流计指针偏转角度______（填“增大”“减小”或“不变”）。答案：（1）H₂SO₄浓度；电解质浓度越大，原电池反应速率越快（2）不变解析：Cu为正极，不参与反应，换成石墨后电极材料改变，但不影响电子转移，电流强度不变。18.利用Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu设计原电池，回答下列问题：（1）画出装置图，标出电极材料、电解质溶液及电子流向。（2）若电解质溶液为100mL0.5mol/LCuSO₄，当转移0.1mol电子时，溶液中c(Cu²⁺)=______mol/L（忽略体积变化）。答案：（1）装置图如下（负极：Fe，正极：Cu或C，电解质：CuSO₄溶液，电子由Fe经导线流向正极）（2）0.4解析：（2）Cu²⁺+2e⁻=Cu，转移0.1mol电子消耗0.05molCu²⁺，剩余c(Cu²⁺)=(0.05-0.05)/0.1=0.4mol/L。四、判断题（对的打“√”，错的打“×”）原电池中，电子通过电解质溶液由负极流向正极（）所有氧化还原反应都能设计成原电池（）原电池工作时，负极质量一定减小（）燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应（）答案：19.×20.×21.×22.√解析：19.电子不能通过电解质溶液；20.非自发反应不能设计成原电池；21.如铅蓄电池负极PbSO₄质量增大；22.燃料失电子，发生氧化反应。五、计算题锌铜原电池中，若锌片质量减少6.5g，求：（1）转移电子的物质的量；（2）正