题型04原电池工作原理及相关判断（期中真题汇编）

题型04原电池工作原理及相关判断1．(2425高一下·广东深圳福田·期中)氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NOx)，其原理如图所示。下列有关说法正确的是A．电极为原电池的正极，发生还原反应B．通过质子交换膜由极向极移动【答案】B【分析】由图可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极；B极NO得到电子发生还原反应生成氮气，为正极。【详解】A．由分析可知，A极氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，为负极，A错误；B．原电池中阳离子向正极迁移，故通过质子交换膜由A极向B极移动，B正确；D．未指明是否处于标准状况，无法计算气体体积，D错误；故选B。2．(2425高一下·广东高州·)氢燃料电池汽车由于具备五大优势：零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强，而备受关注。某新能源汽车上有一种质子交换膜燃料电池(质子交换膜仅允许通过)，工作原理如图所示，下列叙述正确的是A．通入氧气的电极发生氧化反应 B．通入氢气的电极为正极【答案】D【详解】A．通入氧气的电极是正极，该电极上得电子，发生还原反应，A错误；B．通入燃料氢气的电极是负极，B错误；D．氢氧燃料电池需要外设装备提供燃料和，D正确；故答案选D。3．(2425高一下·广东鹤山第一中学·)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如表：编号电极材料电解质溶液灵敏电流计指针偏转方向1稀盐酸偏向2稀硫酸……3石墨稀盐酸偏向石墨4偏向试根据表中的实验现象分析下列说法正确的是A．实验1、4中Al电极均作正极B．实验2、3中原电池总反应的离子方程式相同C．实验2中H+在Cu极上发生还原反应，电流表的指针偏向Al【答案】B【详解】A．实验1中电流计指针偏向，为正极，实验4中电流计指针偏向Mg，Mg为正极，Al作负极，A错误；B．实验2中不和稀硫酸反应，总反应为2Al+6H+=2Al3++3H2，实验3中石墨不和稀硫酸反应，总反应也是2Al+6H+=2Al3++3H2，B正确；C．Al比Cu活泼，实验2中Al为负极，Cu为正极，H+在Cu极上得到电子发生还原反应，电流表的指针偏向Cu，C错误；故选B。4．(2425高一下·广东汕头·期中)Fe和Mg与H2SO4反应的实验记录如下：实验现象Fe表面产生大量无色气泡Fe表面产生少量气泡后迅速停止Mg表面迅速产生大量气泡Fe表面有大量气泡，Mg表面有少量气泡关于上述实验说法不合理的是B．取出Ⅱ中的铁棒放入CuSO4溶液立即析出亮红色固体C．取出Ⅲ中的镁棒放入CuSO4溶液立即析出亮红色固体D．Ⅳ中现象说明Mg的金属性比Fe强【答案】BB．常温下，铁和浓硫酸发生钝化反应，在铁的表面产生一层致密的氧化薄膜，阻碍反应的进行，因此取出Ⅱ中的铁棒放入硫酸铜溶液中不会立即析出亮红色固体，B错误；C．根据实验现象，镁表面迅速产生大量的气泡，说明镁和浓硫酸没有发生钝化反应，取出Ⅲ中的镁棒放入CuSO4溶液立即析出亮红色固体Cu，C正确；D．根据原电池的工作原理，正极上产生气泡，因此铁作正极，镁作负极，活泼金属作负极，Ⅳ中现象说明Mg的金属性比Fe强，D正确；故选B。5．(2425高一下·广东深圳高级中学·期中)某小组进行了如下两组对比实验，下列说法正确的是

A．甲装置中锌电极上发生还原反应B．甲装置可以将电能转化为化学能C．甲中产生气泡的速率比乙快D．一段时间后甲、乙烧杯中的氢离子浓度均增大【答案】C【详解】A．甲装置构成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，不是还原反应，A错误；B．甲装置是原电池，是将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，B错误；C．甲装置构成原电池，乙装置中锌、铜未构成原电池，原电池能加快反应速率，所以甲中产生气泡的速率比乙快，C正确；故选C。6．(2425高一下·广东江门新会第一中学·期中)下列四个常用电化学装置的叙述错误的是图I水果电池图II干电池图III铅蓄电池图IV氢氧燃料电池A．图I所示电池中，水果中含有电解质溶液【答案】C【详解】A．图I所示电池为水果电池，需满足原电池的形成条件，则水果中含有电解质溶液，A正确；D．图Ⅳ所示电池中氢离移向b电极，b电极是正极，a电极是负极，从n处通入O2，电极反应式为O2+4e+4H+=2H2O，D正确；故选C。A．b电极为正极，发生氧化反应 B．加入适量稀硫酸增强电解质导电性【答案】C【详解】A．b电极为正极，发生还原反应，A错误；B．锂是活泼金属，能与稀硫酸发生反应，所以不能加入稀硫酸来增加电解质的导电性，B错误；C．电池工作时，阳离子向正极移动，向b极移动，C正确；故选C。【答案】BB．正极氧化银得到电子被还原生成银、在水参与下同时生成氢氧根，电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−，B符合题意；故选B。9．(2425高一下·广东东莞七校联考·期中)根据原电池原理，人们研制出了满足不同用电需要的化学电池。某原电池如图。下列说法不正确的是A．该装置可使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行B．锌片是负极，发生氧化反应【答案】D【详解】A．原电池的设计使得氧化反应和还原反应分别在负极和正极进行，从而产生电流，A正确；B．锌片在反应中失去电子，发生氧化反应，为负极，而铜片作为正极，B正确；C．在铜片上，氢离子得到电子，生成氢气，这是还原反应，电极反应式正确，C正确；答案选D。10．(2425高一下·广东广州邝维煜纪念中学·期中)下列四个常用电化学装置的叙述错误的是A．图I所示干电池中，石墨电极发生还原反应B．图Ⅰ所示干电池中，锌失去电子，作负极D．图Ⅱ所示燃料电池中，其工作原理为燃烧氢气将化学能转化为电能【答案】D【分析】图Ⅰ为酸性锌锰干电池，Zn做负极失电子，石墨做正极，MnO2得电子；图Ⅱ为氢氧燃料电池，氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，据此回答。【详解】A．图Ⅰ为酸性锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，石墨作正极，石墨电极发生还原反应，A正确；B．图Ⅰ为酸性锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，失去电子发生氧化反应，B正确；D．图Ⅱ所示燃料电池中，可将化学能转化为电能，其工作原理为氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，并不是氢气燃烧，D错误；故选D。11．(2425高一下·广东广州南海中学·期中)银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。其工作示意图如图。下列说法不正确的是A．电子流向：Zn电极→导线→Ag2O电极B．Ag2O电极发生还原反应C．Zn电极的电极反应式：Zn2e+2OH=Zn(OH)2D．放电前后电解质溶液的pH保持不变【答案】D【分析】活泼金属Zn为负极，电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2，Ag2O为正极，电极反应式为：Ag2O+2e－＋H2O＝2Ag＋2OH－，据此分析；【详解】A．活泼金属Zn为负极，Ag2O为正极，A正确；B．Ag2O电极为正极，正极上得到电子，发生还原反应，B正确；C．Zn为负极，电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2，C正确；D．电极总反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag，放电后水消耗了，氢氧化钾的浓度增大，电解质溶液的pH增大，D错误；故选D。12．(2425高一下·广东佛山南海区·期中)一种柠檬水果电池如图所示。下列说法不正确的是A．铁片为电池的负极B．铜片附近有气泡产生C．电子流向：由铁片发光二极管铜片D．将柠檬替换成蔗糖溶液，发光二极管仍然发亮【答案】D【分析】铁比铜活泼，在该装置中，铁失去电子，为负极，则铜为正极，以此解题。【详解】A．由上述分析可知，铜片、铁片和柠檬水果构成的原电池工作时，Fe作负极，Cu作正极，故A正确；B．该原电池工作时，Cu作正极，正极上氢离子发生得电子的还原反应生成氢气，实验现象为铜片附近有气泡产生，故B正确；C．该原电池工作时，Fe作负极，Cu作正极，电子由负极经过外电路流向正极，即电子流向：由铁片→发光二极管→铜片，故C正确；D．蔗糖是非电解质，其水溶液不能导电，即将柠檬替换成蔗糖溶液，不能形成原电池，发光二极管不能发亮，故D错误；故选D。A．电极Y为负极，发生还原反应 B．外电路中，电流由电极X经过导线流向电极Y【答案】B【分析】由图知，Y电极发生[Fe(CN)6]4−−e−=[Fe(CN)6]3−，因此电极Y为负极，电极X为正极；B．外电路中，电流由正极即电极X经过导线流向负极即电极Y，B项正确；C．电池工作时，向正极即电极X移动，C项错误；选B。A．该装置实现了化学能向电能的转化B．电子从锌片经电解液流向铜片D．纸电池具有轻薄柔软、可折叠等优点【答案】B【分析】该装置为原电池，Zn为负极，Cu为正极，NaCl是电解质。【详解】A．该装置属于原电池装置，实现了化学能向电能的转化，A正确；B．Zn为负极，Cu为正极，电子从锌片经外电路流向铜片，电子不从电解液流过，B错误；D．比起传统电池而言纸电池具有轻薄柔软、可折叠等优点，D正确；答案选B。15．(2425高一下·广东广州第八十九中学·期中)化学反应中的能量变化是化学研究的重要内容。原电池原理的发现是化学对人类的一项重大贡献。(2)以镁片、铝片为电极，KOH溶液为电解质溶液构成的原电池装置如下图。①写出铝片上发生的电极反应：______。②将该装置中的KOH溶液换成稀硫酸，镁片处可观察到的现象为______。(3)某种甲烷—氧气燃料电池装置如图。②电池工作时，K+移向电极______（填“a”或“b”），电池工作一段时间后，电解质溶液的pH______（填“增大”“减小”或“无变化”）。16．(2425高一下·广州黄埔区·期中)任何化学反应都伴随着能量的变化，通过化学反应，化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。(2)反应①中的___________(选填“是”或“不是”)的燃烧热，因为___________。Ⅱ．Mg、Al设计成如图所示原电池装置：(3)若溶液为硫酸溶液，Mg为___________极，正极电极反应式为___________。(4)若溶液为氢氧化钠溶液，负极的电极反应为___________。Ⅲ．电化学法处理：是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收可消除污染，设计装置如图所示。(5)石墨1为___________(填“正极”或“负极”)。(6)正极的电极反应式为___________。(7)若11.2L(标准状况))参与反应，则从通入的一极迁移出的物质的量为___________。【答案】(1)H2(g)＋O2(g)=H2O2(l)△H=－188kJ/mol(2)不是该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol(3)负2H++2e=H2↑(4)Al3e+4OH=[Al(OH)4](5)负极(7)1mol【详解】（1）①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，ΔH1=572kJ·mol1②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)，ΔH2=196kJ·mol1根据盖斯定律知：H2(g)＋O2(g)=H2O2(l)△H可以根据(①－②)计算，得到[－572－(－196)]=－188kJ/mol；故答案为：H2(g)＋O2(g)=H2O2(l)△H=－188kJ/mol；（2）燃烧热要求可燃物必须是1mol且生成指定的氧化物，△H1表示的不是燃烧热；故答案为：不是；该氢气燃烧的热化学方程式中氢气不是1mol；（3）若溶液为硫酸溶液，Mg比Al活泼，镁与稀硫酸反应，镁失去电子发生氧化反应，则镁作负极，氢离子得到电子，正极反应为：2H++2e=H2↑，故答案为：负；2H++2e=H2↑；（4）若溶液为氢氧化钠溶液，镁不与NaOH反应，Al与NaOH反应，Al作负极，铝失去电子发生氧化反应生成四羟基合铝酸根离子，电极反应为：Al3e+4OH=[Al(OH)4]；（5）过氧化氢具有强氧化性，过氧化氢吸收SO2生成硫酸根离子和水，二氧化硫发生氧化反应，则石墨1为负极；（7）若11.2L(标准状况为0.5mol)SO2参与反应，二氧化硫中硫化合价由+4变为+6，转移电子0.5mol×2=1.0mol，则迁移H+的物质的量为1mol。17．(2425高一下·广东广州南海中学·期中)回答下列问题：化学键H—HO=OH—O键能(kJ•mol1)436496463则生成1molH2O(g)可以______(填“放出”或“吸收”)______kJ热量。(2)有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置甲乙丙丁部分实验现象a极质量减小，b极质量增加b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极根据实验现象回答下列问题：①装置甲中正极的电极反应式为______。②装置丙溶液中的阴离子移向______(填“c”或“d”)极。③四种金属活动性由强到弱的顺序是______。(3)为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示。①该燃料电池中正极通入的物质是______。②负极发生的反应式为______。③当电池工作时通过电路对外提供了1mol电子，计算标准状况下负极生成气体的体积______。【答案】(1)放出242(2)Cu2++2e=Cudd>a>b>c②在装置丙中，d是负极，c是正极。原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。因此，阴离子应移向d极。③装置甲：a极质量减小，说明a极是负极，发生氧化反应：b极质量增加，说明b极是正极，发生还原反应：结论：a>b。装置乙：b极有气体产生，说明b极与稀硫酸反应，c极无变化，说明c极未参与反应，结论：b>c。装置丙：d极溶解，说明d极是负极，发生氧化反应：c极有气体产生，说明c极是正极，结论：d>c。装置丁：电流从a极流向d极，说明a是正极，d是负极。负极d更活泼，发生氧化反应，结论：d>a。综上，活动性顺序为：d>a>b>c。（3）分析：a电极通入N2H4，生成N2，说明N2H4被氧化，因此a电极为负极；b电极通入空气，发生还原反应，因此b电极为正极。①在燃料电池中，正极通常通入氧化剂，负极通入燃料（如N2H4）。根据图示，b电极通入的是空气，因此正极通入的物质是空气。18．(2425高一下·广东领航高中联盟·)某化学学习小组进行一系列实验探究原电池的原理。I.探究原电池构成要素按图1组装好装置，并进行相应的实验。(1)①用导线将、与电流表相连，立刻