重难点03 原电池的工作原理与相关判断（陕西、山西、青海、宁夏专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编

重难点03 原电池的工作原理与相关判断 1．（23-24高一下·山西临汾·期末）如图装置中，电流表指针发生偏转且作原电池负极的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．酒精溶液不是电解质溶液，电流表指针不偏转，A错误； B．该装置中铁作负极，石墨作正极，电解质溶液为稀硝酸，B正确； C．锌比铁活泼，锌作负极，C错误； D．电极材料相同，无电流产生，电流表指针不偏转，D错误； 故选B。 2．（23-24高一下·山西吕梁·期末）为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应设计如图所示电池(交换膜不允许溶液里的阳离子通过)。下列说法正确的是 A．电流不可以通过离子交换膜 B．电极A的电极反应式为 C．电池工作一段时间，溶液的pH不变 D．当有4.48LNO2被处理时，转移电子物质的量为0.8mol 【答案】B 【详解】A． 通过阴阳离子导电，电流可以通过离子交换膜形成闭合回路，故A错误； B． 电极A的电极反应式为，故B正确； C． 反应中生成了水，电池工作一段时间，溶液的pH变小，碱性变弱，故C错误； D． 没有确定是否是标准状况，不能用标况下的气体摩尔体积计算，故D错误； 故选B。 3．（23-24高一下·宁夏·期末）为有效降低含氨化合物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氨化合物转化为无毒气体，离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，下列说法错误的是 A．电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强 B．电流由A电极经过外电路流向B电极 C．同温同压时，转移相同的电子数时左右两侧电极室中产生的气体体积比为 D．右侧电极反应式为 【答案】B 【详解】A．根据右侧正极电极反应：，电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强，A正确； B．A为负极，B是正极，电流由B电极经过外电路流向A电极，B错误； C．根据分析，结合两电极电极反应式，、，由得失电子守恒可知，同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为4：3，C正确； D．根据分析，右侧电极反应式为，D正确； 故选B。 4．（23-24高一下·陕西西安·期末）下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①② B．②④ C．①③ D．①⑤ 【答案】C 【详解】原电池的构成条件是：有两个活泼性不同的电极；将电极插入电解质溶液中；两电极间构成闭合回路；能自发的进行氧化还原反应； ①该装置具备这四个条件，为原电池，故①符合题意； ②中电极相同，不能构成原电池，故②不符合题意； ③该装置具备这四个条件，为原电池，故③符合题意； ④中酒精是非电解质，不能构成原电池，故④不符合题意； ⑤中没有形成闭合回路，不能构成原电池，故⑤不符合题意； 综合可知①③符合题意；故答案选C。 5．（23-24高一下·陕西西安·期末）下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是 A．均发生了化学能转化为电能的过程 B．均作负极发生氧化反应 C．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高 D．乙中内电路电流方向为： 【答案】D 【详解】A．图甲为锌铜原电池；图乙为含有盐桥的锌铜原电池，所以图甲和图乙均发生了化学能转化为电能的过程，故A正确； B．图甲为锌铜原电池；图乙为含有盐桥的锌铜原电池，总反应均为Cu2++Zn=Zn2++Cu，均失去电子作负极发生氧化反应，故B正确； C．有盐桥装置的能避免Zn与CuSO4溶液直接接触发生反应，从而产生持续的电流，能量利用率高，则图乙比图甲的能量利用效率高，故C正确； D．图乙为含有盐桥的锌铜原电池，总反应均为Cu2++Zn=Zn2++Cu，Zn为负极，Cu为正极，内电路电流方向为：，故D错误； 故选D。 6．（23-24高一下·陕西安康·期末）负载氮掺杂硒化钴的三维多孔MXene材料的锌空气电池表现出极高的功率/能量密度、稳定的输出电压和优异的充放电循环稳定性。该电池的装置如图所示(阴离子交换膜允许阴离子通过)，下列说法正确的是 A．M极发生还原反应 B．电流经导线由M极流向N极 C．由N极区向M极区移动 D．电路中每转移2mol电子，M极区溶液增重65g 【答案】C 【详解】A．根据分析，M极为电池负极，发生氧化反应，A错误； B．M极做负极，电子经导线由M极流向N极，B错误； C．电池采用的是阴离子交换膜，只允许阴离子通过，则正极生成的向负极移动，即由N极区向M极区移动，C正确； D．根据负极电极反应，电路中每转移2mol电子，M极区溶液增重，D错误； 答案选C。 7．（23-24高一下·青海西宁·期末）在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述正确的是 A．a极电极反应式为 B．a是正极，b是负极 C．溶液中阳离子移向a极 D．随着反应进行，溶液中变小 【答案】D 【详解】A．该装置构成原电池，根据金属性强弱判断，a为负极，b为正极，b极电极反应式为，故A错误； B． 根据金属性强弱判断，a为负极，b为正极，故B错误； C． 原电池电解质溶液中，阳离子向正极移动，阳离子移向b极，故C错误； D． 随着反应进行，溶液中浓度降低，故D正确； 故选D。 8．（22-23高一下·山西大同·期末）SO2可形成酸雨，是大气污染物。利用如图装置既可以吸收工厂排放的SO2又可以制得硫酸溶液。下列说法正确的是    A．a极为负极，发生还原反应 B．b极的电极反应式为 C．电子的流动方向：a极→电解质溶液→b极 D．从左下口流出的硫酸溶液的质量分数一定大于50% 【答案】B 【详解】A．a极为负极，发生氧化反应，A错误； B．b通入，为原电池的正极，发生反应：，B正确； C．电子不能在电解质溶液中传导，C错误； D．氢离子由a极区向b极区移动，a极区发生反应，左上口有水进入，左下口流出的硫酸溶液质量分数可能小于50%，D错误； 故选B。 9．（22-23高一下·青海·期末）某锂离子电池的工作原理如图所示(a极材料为金属锂和石墨的复合材料)，其电池反应为Li+FePO4=LiFePO4。下列关于该电池的说法正确的是    A．a极为正极 B．b极发生氧化反应 C．Li+从a极室向b极室移动 D．可以用稀硫酸作电解质溶液 【答案】C 【详解】A．极为负极，A项错误； B．b极为正极，得电子，发生还原反应，B项错误； C．透过隔膜，从a极室进入b极室，C项正确； D．是活泼金属，能与稀硫酸反应，故不能用稀硫酸作电解质溶液，D项错误。 答案为C。 10．（22-23高一下·宁夏石嘴山·期末）对于铁、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列有关说法正确的是    ①Fe是负极          ②电子由Fe经外电路流向Cu，后再通过溶液流回到Fe   ③Fe — 2e— = Fe2+ ④ H+在溶液中由Cu棒向Fe棒迁移   ⑤一段时间后溶液的H+浓度变小     ⑥一段时间后溶液由无色变为浅绿色 A．①② B．②③④ C．①③⑤⑥ D．①②③④ 【答案】C 【详解】①铁、铜和稀硫酸组成的原电池中，活泼性较强的铁为原电池的负极，①正确；②原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，即电子由Fe经外电路流向Cu，但不经过溶液，②错误；③铁为原电池的负极，发生：Fe-2e-=Fe2+而被氧化，③正确；④电解质溶液中，H+流向正极，在Cu棒上得电子被还原为氢气，④错误；⑤H+溶液浓度变小，⑤正确；⑥铁为原电池的负极，发生：Fe-2e-=Fe2+而被氧化，溶液呈绿色，⑥正确；综上所述，①③⑤⑥正确，故答案为：C。 11．（22-23高一下·陕西·期末）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A．海水起电解质溶液作用 B．N极仅发生的电极反应式： C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂-海水电池是原电池 【答案】B 【详解】A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，构成锂—海水电池时海水起电解质溶液作用，A正确； B．N极是正极，可能发生的电极反应式为、O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误； C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确； D．该海水电池中Li是负极、N是正极，该锂-海水电池是原电池，故D正确； 选B。 12．（22-23高一下·山西吕梁·期末）锌铜原电池装置示意图如图 (1)Zn片作 (填“正极”或“负极”)，发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极方程式为 ，电子从 (填“锌片”或“铜片”)流出，溶液中的H+向 (填“锌片”或“铜片”)移动，正极观察到的现象是 ，电流表指针偏转，说明该装置实现了 能向 能的转化。 (2)某锂-空气电池的总反应为，其工作原理示意图如图2.该电池中锂片作 (填“正极”或“负极”) ，发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 【答案】(1) 负极 氧化 锌片 铜片 产生气泡 化学 电 (2) 负极 还原 【详解】（1）根据分析，锌比铜活泼，锌作负极，负极失电子发生氧化反应，电极方程式为：；电子从锌片流出，溶液中氢离子向正极铜片移动；氢离子在铜电极得到电子生成氢气，会产生气泡；该装置为原电池，实现了化学能向电能的转化； （2）该装置为原电池，电子流入的为正极，电子流出的为负极，Li电极失去电子作为负极，发生氧化反应；氧气在正极发生还原反应。 13．（23-24高一下·山西忻州·期末）一种简单的原电池装置如图所示。据图回答下列问题。 (1)锌是该电池的 (填“正”或“负”)极。Cu片上发生的电极反应为 。能证明化学能转化为电能的实验现象为 。 (2)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请你利用反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋设计一个化学电池，并回答下列问题： ①该电池的正极材料是 ，负极材料是 ，电解质溶液是 溶液。 ②在外电路中，电流方向是从 极到 极。(填“正”或“负”)； ③负极电极反应式是 ； ④若有1mol的Ag析出，转移电子的数目为 。 (3)下列反应通过原电池装置，不能实现把化学能直接转化为电能的是 (填序号)。 a．CH4+2O2=CO2+2H2O   b．H2+Cl2=2HCl c．NaOH+HCl=NaCl+H2O d．C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】(1) 负 2H++2e-=H2↑ 电流表偏转 (2) Ag或其他惰性电极 Cu AgNO3溶液 正 负 Cu-2e-=Cu2＋ NA (3)c 【详解】（1）据分析Zn是负极，Cu作为原电池的正极，氢离子在Cu电极得电子生成氢气：2H++2e-=H2↑；当化学能转化为电能外电路中有电流产生因此电流表会发生偏转； （2）Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋中Cu被氧化、Ag+被还原，被设计为原电池时Cu为负极，正极为Ag或其他惰性电极，用含有Ag+的溶液作电解质溶液一般选用AgNO3溶液；外电路中电流由正极流向负极；负极发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2＋；根据得失电子守恒有1molAg~1mole-，则有1mol的Ag析出，转移电子的数目为NA； （3）只有氧化还原反应才能被设计为原电池，而NaOH+HCl=NaCl+H2O属于复分解反应，没有电子的转移，不能实现将化学能直接转化为电能，答案选c。。 14．（23-24高一下·陕西西安·期末）某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针偏转方向 1 稀盐酸 偏向 2 稀盐酸 偏向 3 氢氧化钠溶液 偏向 4 浓硝酸 偏向 试根据上表中的实验现象回答下列问题： (1)实验中电极作用 (填“是”或“不是”)相同的。 (2)实验3中铝为 极，电极反应式为： 。 (3)解释实验4中电流计指针偏向铝的原因： 。电池总反应式为： (写离子方程式)。 【答案】(1)不同 (2) 负 Al-3e-+4OH-= (3)Al遇浓硝酸发生钝化，发生Cu与浓硝酸的氧化还原反应，Cu作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝 Cu+4H++2​=Cu2++2NO2​↑+2H2​O 【详解】（1）实验1中电流计指针偏向Al，Al为正极，实验2中电流计指针偏向Cu，Cu为正极、Al为负极，实验1、2中Al电极的作用不同。 （2）在实验3中电流计指针偏向，作正极、Al作负极，Al失电子发生氧化反应生成，电极反应式为Al-3e-+4OH-=。 （3）实验4中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Cu与浓硝酸的氧化还原反应，Cu作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝，电池总反应式为：Cu+4H++2​=Cu2++2NO2​↑+2H2​O。 15．（22-23高一下·陕西渭南·期末）电化学原理广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。根据如图所示实验装置，分别回答下列问题：      (1)装置1中无锈铁钉电极的电极反应式为 。 (2)装置2中的石墨电极上发生 反应，该装置发生的总反应的离子方程式为 。 (3)装置3中甲烧杯盛放的溶液，乙烧杯盛放的的溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨极附近首先变红。 ①电源的M端为 ，铁电极的质量会 (填“增加”、“减小”或“不变”)。 ②乙烧杯中电解反应的离子方程式为 。 ③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重，则甲烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为 。 (4)装置4为甲烷燃料电池的构造示意图。正极的电极反应式为 。    【答案】(1) (2) 还原反应 (3) 正极 减小 1.12L (4) 【详解】（1）装置1中发生铁的吸氧腐蚀，无锈铁钉是负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+； （2）铁能与FeCl3反应生成FeCl2、CuCl2，Cu发生氧化反应，装置2中为原电池，Cu为负极，石墨为正极，石墨电极上Fe3++e-=Fe2+，发生还原反应，该装置发生的总反应的离子方程式为。 （3）装置3为电解池，甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨极附近首先变红，则甲中Fe为阳极、石墨为阴极；电源的M端为正极、N为负极。 ①甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨极附近首先变红，则甲中Fe为阳极、石墨为阴极，电源的M端为正极，铁电极发生反应，质量会减小。 ②乙烧杯中Cu是阴极、石墨是阳极，阳极氢氧根离子失电子发生氧化反应放出氧气，阴极铜离子得电子生成铜，电解反应的离子方程式为。 ③Cu是阴极，发生反应Cu2++2e-=Cu，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重，则反应生成0.05molCu，电路中转移0.1mol电子，甲烧杯中阴极发生反应2H++2e-=H2，根据得失电子守恒，产生氢气的物质的量为0.05mol，在标准状况下的体积为1.12L。 （4）装置4为甲烷燃料电池的构造示意图。正极氧气得电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为。 16．（22-23高一下·陕西安康·期末）I．把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应：，经5min达到平衡，此时生成C为2mol，测定D的平均反应速率为0.1mol/(L·min)，计算： (1)B的转化率 。 (2)恒温达平衡时容器内的压强与开始时压强比 。 Ⅱ．化学电池在通讯，交通及日常生活中有着广泛的应用。 (3)碱性锌锰干电池(如图所示)是应用最普遍的电池之一，电池总反应为，碱性锌锰干电池的负极材料是 (填名称)，负极上发生的电极反应为 。若反应消耗13g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为 mol。    (4)铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极格板都是惰性材料，电池总反应式为。下列说法正确的是___________(填标号)。 A．电解液中H2SO4的浓度始终保持不变 B．放电时正极上的电极反应式为 C．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极质量增加48g D．放电时，溶液中的向正极移动 (5)镁铝电池的构造如图所示，当电解质溶液为NaOH溶液时，可知电池的负极材料为 (填“Mg”或“Al”)，正极上的电极反应式为 。    【答案】(1)20% (2)1:1 (3)锌 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 0.4mol (4)BC (5) Al 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 【详解】（1）根据题意可列三段式：，B的转化率=； （2）由C和D的变化物质的量之比2:2=1:1可得x=2，反应式中反应前后气体物质的量相等，因此恒温达到平衡时，容器内的压强与开始的压强比为1:1； （3）根据总反应式可知金属锌失电子作负极；负极电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；每消耗65gZn转移2mol电子，则每消耗13gZn，电池中转移的电子物质的量为2÷5=0.4mol； （4）A．硫酸参与反应生成硫酸铅和水，硫酸浓度降低，A选项错误；B．PbO2得电子作正极，反应式为PbO2＋2e−＋4H＋＋SO=PbSO4＋2H2O，B选项正确；C．负极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，每转移1mol电子，理论上负极质量增加96÷2=48g，C选项正确；D．原电池中阴离子向负极移动，D选项错误；故答案选BC； （5）该原电池中Al失电子作负极；正极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 17．（22-23高一下·青海西宁·期末）根据原电池原理，人们研制出性能各异的化学电池。 (1)锌铜原电池装置示意图如图所示，Zn片作 (填“正极”或“负极”)。    (2)铜片上观察到的实验现象是 ，锌片上的电极反应式为 。 (3)电流表指针发生偏转，说明该装置实现了化学能向 的转化。 (4)若把反应仿照上图设计成原电池，则两个电极分别为铜、 (填材料名称)，电解质溶液为 (填化学式)。 (5)镁、海水、溶解氧可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，结构示意图如图所示，其总反应为：。下列说法正确的是 (填字母序号)。    a．Mg作电池的负极        b．发生氧化反应 【答案】(1)负极 (2)有气泡产生 (3)电能 (4)银(或铂、石墨等其它合理答案) (或) (5)a 【详解】（1）Zn比Cu活泼，Zn作负极； （2）Cu作正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，实验现象是有气泡产生，锌片上的电极反应式为； （3）电流计指针发生偏转，说明产生电流，该装置构成原电池，可以将化学能转化为电能； （4）原电池中失电子的物质作负极，根据方程式知，铜失电子作负极，导电的银或铂、石墨等作正极；电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质，所以电解质是可溶性的铁盐，可用(或)作电解质； （5）a.镁-海水电池工作时，Mg发生失电子的反应，作电池的负极，石墨作正极，故a正确； b.镁-海水电池工作时，石墨作正极，正极上O2发生得电子的还原反应生成OH-，故b错误；故答案为：a。 18．（23-24高一下·宁夏石嘴山·期末）根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题： I．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+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题： (1)该电池的负极材料是 ，电解质溶液是 。 (2)若导线上转移电子1mol，则生成银 g。 II．绿色电源“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图(a、b均为多孔性Pt电极)。 (3)a极发生 (填“氧化”或“还原”)反应，b极的电极反应式为： 。 (4)标准状况下，理论上生成2.24LCO2，电路中转移的电子数目为 。 Ⅲ．电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染，设计装置如图所示。 (5)石墨1为 (填“正极”或“负极”)； (6)①正极的电极反应式为 。 ②若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则迁移H+的物质的量为 。 【答案】(1) Cu或铜 AgNO3溶液 (2)108 (3) 氧化 O2+4e﹣+4H+=2H2O (4)0.6NA (5)负极 (6) 1mol 【详解】（1）在反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，Cu失去电子，在负极上发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2+；正极上，Ag+得到电子生成银单质，所以该电池的负极材料为Cu，发生氧化反应，电解质溶液需要提供Ag+，故可用AgNO3溶液； （2）根据正极反应：Ag++e-=Ag，转移1mol电子，生成1molAg，即108gAg； （3）燃料电池为原电池，通入燃料的a极为负极，发生氧化反应；O2在b电极上得电子，被还原，电极反应式：O2+4e﹣+4H+═2H2O； （4）在a电极二甲醚与水反应生成CO2和H+，故a电极的反应式为CH3OCH3﹣12e﹣+3H2O=2CO2+12H+，所以a电极上有1mol CO2生成，电路中有12mol电子转移，标准状况下，理论生成2.24L (即0.1mol)CO2，则电路中转移电子0.6mol，即0.6NA； （5）过氧化氢吸收SO2，两者发生反应：，SO2在石墨1上失电子，发生反应：，石墨1作负极； （6）①石墨2作正极，正极反应为：； ②石墨2作正极，正极反应为：；由电极反应可知1mol SO2反应时转移2mol电子，则电路中迁移2mol氢离子，若11.2L(即0.5mol)SO2参与反应时，迁移1mol氢离子。 19．（21-22高一下·山西忻州·期末）原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。某课外实验小组欲探究铝和铜的金属性(原子失电子能力)强弱，同学们提出了如下实验方案： A．比较铝和铜的硬度和熔点 B．比较二者在稀硫酸中的反应现象 C．将铝片放入硫酸铜溶液，观察铝片上是否有红色物质 D．将铝片、铜片用导线连接后共同投入氢氧化钠溶液中接入电流计，观察电流方向 (1)上述方案中能达到实验目的的是 (填字母)。 (2)上述方案D中负极为 ，电极反应为 。 (3)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入500mL相同浓度的稀硫酸一段时间，两烧杯中均产生气泡，有同学认为产生气泡的位置相同，你赞同吗？请写出理由 。 (4)当甲中产生2.24L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出(设反应前后溶液体积不变)，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 mol/L。 (5)镍铁电池放电时也可产生FeO(OH)，其工作原理如图所示。 Fe放电生成后，继续放电时，电极上的可转化为，写出该过程的电极反应式： 。 【答案】(1)BC (2) Al (3)不赞同，甲池构成原电池装置，在电极上发生还原反应产生，乙池为正常的与发生置换反应产生，故产生气泡位置不同(或其他合理答案) (4)0.4 (5) 【详解】（1）A．铝和铜的硬度和熔点与金属性的强弱无关，故A不符合题意； B．金属性越强，与酸反应越剧烈，可通过比较Cu、Al在稀硫酸中的表现判断其金属性强弱，故B符合题意； C．金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，将铝片放入硫酸铜溶液，若铝片上有红色物质生成，说明发生置换反应生成了铜，则可说明铝的金属性强于铜，故C符合题意； D．与氢氧化钠溶液反应是铝的化学性质，与金属活泼性无关，故D不符合题意； 故答案为：BC； （2）将铝片、铜片用导线连接后共同投入氢氧化钠溶液中，铝能与氢氧化钠反应而铜不能与氢氧化钠反应，形成的原电池中，铝作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，故答案为：Al；； （3）甲烧杯形成原电池，该原电池中，锌为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，铜电极上产生气泡；乙烧杯中没有形成原电池，发生的是锌和稀硫酸的置换反应，锌电极上产生气泡，因此两烧杯中均产生气泡，但生成气泡的位置不同，故答案为：不赞同，甲池构成原电池装置，在电极上发生还原反应产生，乙池为正常的与发生置换反应产生，故产生气泡位置不同(或其他合理答案)； （4）稀释后氢离子的物质的量为，生成氢气的氢离子的物质的量为，则原溶液中氢离子的物质的量为0.4mol，氢离子的浓度为，硫酸为二元强酸，则原稀硫酸的浓度为0.4mol/L，故答案为：0.4； （5）Fe放电生成后，继续放电时，电极上的可转化为，则该过程的电极反应式为，故答案为：。 20．（23-24高一下·山西·期末）电池与工农业生产、日常生活有着密切的关联。请回答下列问题： (1)燃料电池是目前电池研究的热点之一、某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。 ①负极是 (填“a”或“b”)，该电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②b极发生的电极反应式是 。 ③标准状况下，消耗11.2L 时，转移的电子数为 。 (2)某同学利用家中废旧材料制作可使扬声器发出声音的电池，装置如下图所示。下列说法正确的是 (填字母)。 A．电子由铝制易拉罐经导线流向碳棒              B．在碳棒上有气体生成，该气体可能为氢气 C．铝质易拉罐逐渐被腐蚀，说明铝失去电子        D．扬声器发声，说明该装置将电能转化为化学能 (3)铁及其化合物应用广泛，如可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 ①写出溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 。 ②若将①中的反应设计成原电池，请画出该原电池的装置图，标出正、负极和电解质溶液 。 【答案】 a 氧化 (或) ABC 【详解】(1)①通入氢气的一极（a极）为电池的负极，发生氧化反应，负极是a(填“a”或“b”)，该电极上发生氧化(填“氧化”或“还原”)反应。故答案为：a；氧化； ②氢氧燃料电池工作时，通入氧气的一极（b极）为电池的正极，发生还原反应：。故答案为：； ③标准状况下，消耗11.2L (0.5mol)时，转移的电子数为(或)。故答案为：(或)； (2)A．原电池中，电子从负极经导线流向正极，故电子由铝制易拉罐经导线流向碳棒，故A正确； B．炭棒为正极，在碳棒上有气体生成，可能是稀醋酸溶液中的H+得电子生成氢气，故B正确；C．铝为负极，铝失去电子生成铝离子，铝质易拉罐逐渐被腐蚀，故C正确； D．该装置为原电池，将化学能转化为电能，从而使扬声器发声，故D错误；故答案为：ABC； (3)①溶液腐蚀印刷电路铜板，生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式：。故答案为：； ②若将①中的反应设计成原电池，铜作负极，氯化铁溶液作电解质，碳或惰性电极作正极，画出该原电池的装置图，标出正、负极和电解质溶液。故答案为：。 / / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点03 原电池的工作原理与相关判断 1．（23-24高一下·山西临汾·期末）如图装置中，电流表指针发生偏转且作原电池负极的是 A． B． C． D． 2．（23-24高一下·山西吕梁·期末）为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应设计如图所示电池(交换膜不允许溶液里的阳离子通过)。下列说法正确的是 A．电流不可以通过离子交换膜 B．电极A的电极反应式为 C．电池工作一段时间，溶液的pH不变 D．当有4.48LNO2被处理时，转移电子物质的量为0.8mol 3．（23-24高一下·宁夏·期末）为有效降低含氨化合物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组设计如图所示电池，将含氨化合物转化为无毒气体，离子交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子通过)，下列说法错误的是 A．电池工作一段时间后，右侧电极室溶液的碱性增强 B．电流由A电极经过外电路流向B电极 C．同温同压时，转移相同的电子数时左右两侧电极室中产生的气体体积比为 D．右侧电极反应式为 4．（23-24高一下·陕西西安·期末）下图所示各种装置中能构成原电池的是 A．①② B．②④ C．①③ D．①⑤ 5．（23-24高一下·陕西西安·期末）下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是 A．均发生了化学能转化为电能的过程 B．均作负极发生氧化反应 C．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高 D．乙中内电路电流方向为： 6．（23-24高一下·陕西安康·期末）负载氮掺杂硒化钴的三维多孔MXene材料的锌空气电池表现出极高的功率/能量密度、稳定的输出电压和优异的充放电循环稳定性。该电池的装置如图所示(阴离子交换膜允许阴离子通过)，下列说法正确的是 A．M极发生还原反应 B．电流经导线由M极流向N极 C．由N极区向M极区移动 D．电路中每转移2mol电子，M极区溶液增重65g 7．（23-24高一下·青海西宁·期末）在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述正确的是 A．a极电极反应式为 B．a是正极，b是负极 C．溶液中阳离子移向a极 D．随着反应进行，溶液中变小 8．（22-23高一下·山西大同·期末）SO2可形成酸雨，是大气污染物。利用如图装置既可以吸收工厂排放的SO2又可以制得硫酸溶液。下列说法正确的是    A．a极为负极，发生还原反应 B．b极的电极反应式为 C．电子的流动方向：a极→电解质溶液→b极 D．从左下口流出的硫酸溶液的质量分数一定大于50% 9．（22-23高一下·青海·期末）某锂离子电池的工作原理如图所示(a极材料为金属锂和石墨的复合材料)，其电池反应为Li+FePO4=LiFePO4。下列关于该电池的说法正确的是    A．a极为正极 B．b极发生氧化反应 C．Li+从a极室向b极室移动 D．可以用稀硫酸作电解质溶液 10．（22-23高一下·宁夏石嘴山·期末）对于铁、铜和稀硫酸组成的原电池(如图)，下列有关说法正确的是    ①Fe是负极          ②电子由Fe经外电路流向Cu，后再通过溶液流回到Fe   ③Fe — 2e— = Fe2+ ④ H+在溶液中由Cu棒向Fe棒迁移   ⑤一段时间后溶液的H+浓度变小     ⑥一段时间后溶液由无色变为浅绿色 A．①② B．②③④ C．①③⑤⑥ D．①②③④ 11．（22-23高一下·陕西·期末）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A．海水起电解质溶液作用 B．N极仅发生的电极反应式： C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂-海水电池是原电池 12．（22-23高一下·山西吕梁·期末）锌铜原电池装置示意图如图 (1)Zn片作 (填“正极”或“负极”)，发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极方程式为 ，电子从 (填“锌片”或“铜片”)流出，溶液中的H+向 (填“锌片”或“铜片”)移动，正极观察到的现象是 ，电流表指针偏转，说明该装置实现了 能向 能的转化。 (2)某锂-空气电池的总反应为，其工作原理示意图如图2.该电池中锂片作 (填“正极”或“负极”) ，发生 反应(填“氧化”或“还原”)。 13．（23-24高一下·山西忻州·期末）一种简单的原电池装置如图所示。据图回答下列问题。 (1)锌是该电池的 (填“正”或“负”)极。Cu片上发生的电极反应为 。能证明化学能转化为电能的实验现象为 。 (2)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请你利用反应Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋设计一个化学电池，并回答下列问题： ①该电池的正极材料是 ，负极材料是 ，电解质溶液是 溶液。 ②在外电路中，电流方向是从 极到 极。(填“正”或“负”)； ③负极电极反应式是 ； ④若有1mol的Ag析出，转移电子的数目为 。 (3)下列反应通过原电池装置，不能实现把化学能直接转化为电能的是 (填序号)。 a．CH4+2O2=CO2+2H2O   b．H2+Cl2=2HCl c．NaOH+HCl=NaCl+H2O d．C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 14．（23-24高一下·陕西西安·期末）某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下： 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针偏转方向 1 稀盐酸 偏向 2 稀盐酸 偏向 3 氢氧化钠溶液 偏向 4 浓硝酸 偏向 试根据上表中的实验现象回答下列问题： (1)实验中电极作用 (填“是”或“不是”)相同的。 (2)实验3中铝为 极，电极反应式为： 。 (3)解释实验4中电流计指针偏向铝的原因： 。电池总反应式为： (写离子方程式)。 15．（22-23高一下·陕西渭南·期末）电化学原理广泛应用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。根据如图所示实验装置，分别回答下列问题：      (1)装置1中无锈铁钉电极的电极反应式为 。 (2)装置2中的石墨电极上发生 反应，该装置发生的总反应的离子方程式为 。 (3)装置3中甲烧杯盛放的溶液，乙烧杯盛放的的溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨极附近首先变红。 ①电源的M端为 ，铁电极的质量会 (填“增加”、“减小”或“不变”)。 ②乙烧杯中电解反应的离子方程式为 。 ③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重，则甲烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为 。 (4)装置4为甲烷燃料电池的构造示意图。正极的电极反应式为 。    16．（22-23高一下·陕西安康·期末）I．把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应：，经5min达到平衡，此时生成C为2mol，测定D的平均反应速率为0.1mol/(L·min)，计算： (1)B的转化率 。 (2)恒温达平衡时容器内的压强与开始时压强比 。 Ⅱ．化学电池在通讯，交通及日常生活中有着广泛的应用。 (3)碱性锌锰干电池(如图所示)是应用最普遍的电池之一，电池总反应为，碱性锌锰干电池的负极材料是 (填名称)，负极上发生的电极反应为 。若反应消耗13g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为 mol。    (4)铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极格板都是惰性材料，电池总反应式为。下列说法正确的是___________(填标号)。 A．电解液中H2SO4的浓度始终保持不变 B．放电时正极上的电极反应式为 C．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极质量增加48g D．放电时，溶液中的向正极移动 (5)镁铝电池的构造如图所示，当电解质溶液为NaOH溶液时，可知电池的负极材料为 (填“Mg”或“Al”)，正极上的电极反应式为 。    17．（22-23高一下·青海西宁·期末）根据原电池原理，人们研制出性能各异的化学电池。 (1)锌铜原电池装置示意图如图所示，Zn片作 (填“正极”或“负极”)。    (2)铜片上观察到的实验现象是 ，锌片上的电极反应式为 。 (3)电流表指针发生偏转，说明该装置实现了化学能向 的转化。 (4)若把反应仿照上图设计成原电池，则两个电极分别为铜、 (填材料名称)，电解质溶液为 (填化学式)。 (5)镁、海水、溶解氧可构成原电池，为水下小功率设备长时间供电，结构示意图如图所示，其总反应为：。下列说法正确的是 (填字母序号)。    a．Mg作电池的负极        b．发生氧化反应 18．（23-24高一下·宁夏石嘴山·期末）根据化学能转化电能的相关知识，回答下列问题： I．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+Cu2+”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题： (1)该电池的负极材料是 ，电解质溶液是 。 (2)若导线上转移电子1mol，则生成银 g。 II．绿色电源“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图(a、b均为多孔性Pt电极)。 (3)a极发生 (填“氧化”或“还原”)反应，b极的电极反应式为： 。 (4)标准状况下，理论上生成2.24LCO2，电路中转移的电子数目为 。 Ⅲ．电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染，设计装置如图所示。 (5)石墨1为 (填“正极”或“负极”)； (6)①正极的电极反应式为 。 ②若11.2L(标准状况)SO2参与反应，则迁移H+的物质的量为 。 19．（21-22高一下·山西忻州·期末）原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。某课外实验小组欲探究铝和铜的金属性(原子失电子能力)强弱，同学们提出了如下实验方案： A．比较铝和铜的硬度和熔点 B．比较二者在稀硫酸中的反应现象 C．将铝片放入硫酸铜溶液，观察铝片上是否有红色物质 D．将铝片、铜片用导线连接后共同投入氢氧化钠溶液中接入电流计，观察电流方向 (1)上述方案中能达到实验目的的是 (填字母)。 (2)上述方案D中负极为 ，电极反应为 。 (3)将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入500mL相同浓度的稀硫酸一段时间，两烧杯中均产生气泡，有同学认为产生气泡的位置相同，你赞同吗？请写出理由 。 (4)当甲中产生2.24L(标准状况)气体时，将锌、铜片取出(设反应前后溶液体积不变)，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 mol/L。 (5)镍铁电池放电时也可产生FeO(OH)，其工作原理如图所示。 Fe放电生成后，继续放电时，电极上的可转化为，写出该过程的电极反应式： 。 20．（23-24高一下·山西·期末）电池与工农业生产、日常生活有着密切的关联。请回答下列问题： (1)燃料电池是目前电池研究的热点之一、某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。 ①负极是 (填“a”或“b”)，该电极上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②b极发生的电极反应式是 。 ③标准状况下，消耗11.2L 时，转移的电子数为 。 (2)某同学利用家中废旧材料制作可使扬声器发出声音的电池，装置如下图所示。下列说法正确的是 (填字母)。 A．电子由铝制易拉罐经导线流向碳棒              B．在碳棒上有气体生成，该气体可能为氢气 C．铝质易拉罐逐渐被腐蚀，说明铝失去电子        D．扬声器发声，说明该装置将电能转化为化学能 (3)铁及其化合物应用广泛，如可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 ①写出溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 。 ②若将①中的反应设计成原电池，请画出该原电池的装置图，标出正、负极和电解质溶液 。 / / 学科网（北京）股份有限公司 $$