1.2 第1课时 原电池（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（鲁教版2019）

第2节　化学能转化为电能——电池 第1课时　原电池 基础过关练 题组一　原电池的形成条件 1.下列装置中,电流表指针不能发生偏转的是 (　　) 2.(教材习题改编)某锌铜原电池装置如图,下列说法正确的是 (　　) A.Zn电极发生还原反应 B.电池工作时,盐桥中的Cl-会持续向右池移动 C.取出盐桥,电流计的指针能继续发生偏转 D.电池总反应为Zn+Cu2+ Zn2++Cu 3.某同学以相同大小的铜片和锌片为电极探究水果电池,得到的实验数据如表所示: 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/μA 1 柠檬 1 98.7 2 柠檬 2 72.5 3 苹果 2 27.2 下列说法错误的是 (　　) A.实验目的是探究电极间距离和水果种类对水果电池电流的影响 B.实验所用装置中,负极材料是铜片 C.该装置将化学能转化为电能 D.实验2和3表明水果种类对水果电池电流大小有影响 题组二　原电池的工作原理 4.我国科学家发明一种新型电池,该电池以碳纳米管为正极、锌线为负极,放电时消耗CO2,同时生成CH4。下列说法正确的是 (　　) A.碳纳米管参与电极反应 B.负极发生还原反应 C.阳离子由正极移向负极 D.CH4为正极产物 5.关于如图中四种电池装置叙述错误的是 (　　) A.①中锌电极发生氧化反应 B.②中电子由a电极经导线流向b电极 C.③中外电路中电流由A电极流向B电极 D.④中LixC6为负极 6.(经典题)有如图所示装置,下列有关说法正确的是 (　　) A.该装置外电路中电子由Cu棒经电解质溶液转移到C棒 B.该装置中负极上Cu发生还原反应 C.一段时间后,电解质溶液的质量减轻 D.该装置的总反应式为Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+ 题组三　原电池原理的应用 7.有M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+ M2++N;②M、P用导线连接放入稀硫酸中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e- E,N-2e- N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是 (　　) A.P>M>N>E　　　　B.E>N>M>P C.P>N>M>E　　　　D.E>P>M>N 8.(经典题)将镉(Cd)浸在氯化钴(CoCl2)溶液中,发生反应的离子方程式为Co2+(aq)+Cd(s) Co(s)+Cd2+(aq)(aq表示溶液),如将该反应设计为如图所示的原电池,则下列说法一定错误的是 (　　) A.Cd作负极 B.原电池工作时,电子从负极沿导线流向正极 C.盐桥中的阳离子向负极区(甲池)移动 D.甲池中盛放的是CdCl2溶液,乙池中盛放的是CoCl2溶液 9.(易错题)根据下列图像,将序号填在相应横线上: 　　　　　 　　　　　 (1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是　　　　　　。  (2)将过量的两份锌粉a、b分别加入等量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是　　　　　　　。  (3)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CH3COONa溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是　　　　　　。  能力提升练 题组一　原电池的正、负极判断与电极反应式的书写 1.某电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.该装置中左侧电极为负极 B.负极的电极反应式为Ag+I--e- AgI C.该电池的总反应为Ag++I- AgI D.盐桥(内含KNO3)中N向右侧烧杯移动 2.如图所示原电池工作时,右烧杯中Y2转化为Y3+,下列叙述正确的是 (　　) A.左烧杯中电极反应式:X4++2e- X2+ B.每消耗1 mol Y2,转移3 mol电子 C.左烧杯中阴离子数目增加 D.左、右两烧杯中的阴、阳离子能通过盐桥转移 3.用如图装置进行实验,电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是 (　　) A.b极电极反应式为Cl2+2e- 2Cl- B.K+从a极区经阳离子交换膜移向b极区 C.该装置的总反应为H2+Cl2 2HCl D.工作一段时间后,a极附近溶液的碱性会减弱 4.按如图所示装置进行实验,观察到图1装置中铜电极上产生大量无色气泡;图2装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是 (　　) 　 A.图1装置中Cu电极上电极反应式为2H++2e- H2↑ B.图2装置中Cu电极上电极反应式为Cu-2e- Cu2+ C.图2装置中Cr电极上电极反应式为N+e-+2H+ NO2↑+H2O D.两个装置中,电子均由Cr电极经导线流向Cu电极 题组二　与原电池有关的计算 5.将反应Cu(s)+2Ag+(aq) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是 (　　) A.X电极是正极,其电极反应式为Cu-2e- Cu2+ B.银电极质量逐渐减小,Y中c(Ag+)增大 C.当X电极质量变化0.64 g时,Y质量变化2.16 g D.外电路中电流由银极流向X极 6.(不定项)我国最近在太阳能光电催化电池处理H2S研究中获得新进展,相关装置如图所示。 下列说法错误的是 (　　) A.该装置中能量转化形式只有化学能转化为电能 B.该装置工作时,b极为正极 C.a极的电极反应式为Fe2+-e- Fe3+ D.电路中每通过1 mol e-,可处理34 g H2S 7.已知:①锰、锌、钴的金属活动性依次减弱;②电池效率等于正极上得到的电子总数与负极上失去的电子总数之比。一种MOF衍生的Zn/Co共掺杂MnO/C微球作为正极和Ti3C2/Zn作为负极的水系锌离子电池工作原理如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.电势:a极>b极 B.电池工作时,电流由a极经外电路流向b极 C.若用MnSO4溶液替代CoSO4溶液,该电池仍然能放电 D.已知b极质量减轻13.0 g时a极净增8.26 g,则该电池效率为70% 题组三　与原电池有关的实验探究 8.某实验小组依据反应As+I2+H2O设计电池如图1,探究pH对As氧化性的影响,测得输出电压与pH的关系如图2。下列有关叙述错误的是 (　　) A.c点时,正极的电极反应为As+H2O B.b点时,反应处于化学平衡状态 C.a点时,盐桥中的K+向左移动 D.pH>0.68时,氧化性:I2>As 9.采用如图装置验证“Ag++Fe2+ Fe3++Ag”为可逆反应。 回答下列问题: (1)按照装置图,组装好仪器后,分别在两烧杯中加入一定浓度的a溶液和b溶液,闭合开关K,观察到的现象为:Ag电极上有银白色固体析出,指针向右偏转,一段时间后指针归零,说明此时反应达到平衡状态。则a溶液为　　　　溶液;b溶液为　　　　溶液。  (2)向左侧烧杯中滴加较浓的　　　　溶液,产生的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　,表明“Ag++Fe2+ Fe3++Ag”为可逆反应。  答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.A 2.D 3.B 4.D 5.C 6.D 7.A 8.C 1.A　锌插入CuCl2溶液,锌置换出铜,电子不经过导线,没有电流产生,则电流表指针不发生偏转,A符合题意;可构成原电池,镁为负极,铝为正极,电流表指针发生偏转,B不符合题意;可构成原电池,锌为负极,铜为正极,电流表指针发生偏转,C不符合题意;可构成原电池,锌为负极,铜为正极,电流表指针发生偏转,D不符合题意。 2.D　锌作负极,发生氧化反应,原电池的电解质溶液中,阴离子向负极移动,盐桥中的Cl-会向左池移动,A、B错误;取出盐桥,无法形成闭合回路,电流计指针不能继续发生偏转,C错误;电池总反应为Zn+Cu2+ Zn2++Cu,D正确。 名师点睛 盐桥的应用 (1)盐桥中阳离子移向正极,阴离子移向负极。 (2)盐桥不能用导线代替。 (3)盐桥取出后,不能形成闭合回路,则不能形成原电池。 3.B　根据控制变量法可知,实验1、2做对比,是探究电极间距离对水果电池电流的影响,实验2、3做对比,是探究水果种类对水果电池电流的影响,A、D正确;锌比铜活泼,负极材料为锌片,B错误;该装置属于原电池,将化学能转化为电能,C正确。 4.D　碳纳米管为正极,不参与电极反应,正极上CO2(C为+4价)得电子生成CH4(C为-4价),故CH4为正极产物,A错误,D正确;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,B错误;原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C错误。 5.C　①装置中锌比铁活泼,锌是负极,发生氧化反应,A正确;②装置中O2在b电极得电子,发生还原反应,b电极是正极,电子由负极经导线流向正极,故电子由a电极经导线流向b电极,B正确;原电池中阴离子移向负极,③装置中Cl-和OH-移向A电极,故A电极是负极,外电路中电流由正极流向负极,即由B电极流向A电极,C错误;④装置中根据电子的移动方向判断LixC6是负极,D正确。 6.D　该装置中Cu作负极、C作正极,电子从Cu棒沿导线流向C棒,“电子不下水”,A错误;该装置中Cu失电子发生氧化反应,Cu作负极,B错误;负极的电极反应式为Cu-2e- Cu2+,正极的电极反应式为2Fe3++2e- 2Fe2+,正、负极电极反应式联立得总反应式为Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+,则一段时间后电解质溶液质量增大,C错误,D正确。 7.A　一般,原电池中负极金属的还原性大于正极金属的还原性。 8.C　通常原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应,根据反应Co2+(aq)+Cd(s) Co(s)+Cd2+(aq)可知,Cd作负极,A正确;原电池工作时,电子从负极沿外电路流向正极,B正确;原电池中,溶液中的阳离子向正极移动,则盐桥中的阳离子向正极区(乙池)移动,C错误;甲池中的电极是负极,乙池中的电极是正极,所以甲池中盛放的是CdCl2溶液,乙池中盛放的是CoCl2溶液,D正确。 方法点津 设计制作化学电源的方法 9.答案　(1)A　(2)B　(3)C 解析　以图析题: (1)加入少量CuSO4溶液,Zn可以置换出Cu,构成原电池,制氢气的速率加快,但由于部分Zn参与置换Cu的反应,则产生H2的量减少,选A。 (2)Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu,构成原电池,加快反应速率,但由于Zn足量,n(H+)相同,则产生H2的量相同,选B。 (3)加入少量CH3COONa溶液,CH3COO-与H+反应生成弱电解质CH3COOH,溶液中c(H+)减小,但最终参与置换反应的n(H+)不变,故反应速率减慢,产生H2的量一样多,选C。 能力提升练 1.D 2.C 3.C 4.D 5.D 6.AD 7.C 8.A 1.D　根据电路中电子的移动方向,可知左侧电极为负极,电极反应式为Ag+I--e- AgI,A、B正确;右侧电极为正极,电极反应式为Ag++e- Ag,正、负极反应联立得总反应为Ag++I- AgI,C正确;左侧电极为负极,右侧电极为正极,阴离子(N)向负极区(左侧烧杯)移动,D错误。 方法点津 原电池中正、负极的判断方法 (1)由组成原电池的电极材料判断。一般,较活泼的金属作负极。 (2)根据电流方向或电子移动方向判断。电子:负极→外电路→正极;电流:正极→外电路→负极。 (3)根据电解质溶液中离子移动方向判断。阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移。 (4)根据在电极上发生反应的物质得失电子判断。失电子发生氧化反应的是负极,得电子发生还原反应的是正极。 2.C　右烧杯中Y2转化为Y3+,Y2得电子发生还原反应,说明右烧杯中的石墨为原电池正极,则左烧杯中发生氧化反应,电极反应式为X2+-2e- X4+,阳离子所带电荷数增加,由溶液呈电中性可知,左侧烧杯中阴离子数目也增加,A错误,C正确;Y2(Y元素化合价为+6)转化为Y3+,每消耗1 mol Y2,转移6 mol电子,B错误;电解质溶液中的离子不能通过盐桥转移,D错误。 3.C　首先根据装置图中发生反应的物质(H2和Cl2)判断该装置属于原电池。H2在负极得电子,a极为负极,左侧电解质溶液为碱溶液,则负极电极反应式为H2-2e-+2OH- 2H2O,工作一段时间后,a极附近溶液碱性减弱;Cl2在正极得电子,b极为正极,电极反应式为Cl2+2e- 2Cl-。正、负极电极反应式相加得总反应为H2+Cl2+2OH- 2H2O+2Cl-,C错误,A、D正确。原电池中,阳离子移向正极,即K+从a极区经阳离子交换膜移向b极区,B正确。 4.D　图1装置中铜电极上产生大量无色气泡(H2),说明Cu为正极,电极反应式为2H++2e- H2↑,A正确;图2装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡(产生NO2),则铜被氧化,为负极,电极反应式为Cu-2e- Cu2+,Cr为正极,正极上是HNO3放电,N被还原生成NO2气体,电极反应式为N+e-+2H+ NO2↑+H2O,B、C正确;图1装置中,电子由Cr电极(负极)经外电路流向Cu电极(正极),图2装置中电子由Cu电极(负极)经外电路流向Cr电极(正极),D错误。 5.D　X电极是铜,铜失去电子,为原电池的负极,故A错误;银电极为电池的正极,电极反应式为Ag++e- Ag,银电极质量逐渐增大,Y中c(Ag+)减小,故B错误;当X电极质量减少0.64 g时,说明参加反应的Cu为0.01 mol,则正极有0.02 mol银单质析出,质量为0.02 mol×108 g·mol-1=2.16 g,盐桥中阳离子移向正极,溶液质量变化小于2.16 g,故C错误;X电极是铜,为原电池的负极,银电极为原电池的正极,外电路中电流由正极(银电极)流向负极(铜电极),故D正确。 6.AD　根据“太阳能光电催化电池”可知该装置中存在光能的转化,A错误;在b极上H+得到电子被还原产生H2,故b极为原电池的正极,B正确;根据图示可知在a极上Fe2+失去电子生成Fe3+,a极的电极反应式为Fe2+-e- Fe3+,C正确;由关系式H2S~2e-~S可知,电路中每通过2 mol e-,可处理34 g H2S,D错误。 7.C　原电池中正极电势高于负极电势,由题中信息知a极为正极,b极为负极,则电势:a极>b极,A正确。电池工作时,电流由正极(a极)经导线流向负极(b极),B正确。锰、锌、钴的金属活动性依次减弱,若用MnSO4溶液替代CoSO4溶液,则锌与硫酸锰不反应,电池不能放电,C错误。b极质量减轻13.0 g,即消耗0.2 mol锌,则锌失去0.4 mol电子;a极净增8.26 g,即生成的Co的物质的量为0.14 mol,正极电极反应式为Co2++2e- Co,正极得电子0.28 mol,该电池效率为×100%=70%,D正确。 8.A　c点时,输出电压小于0,反应逆向进行,As在负极失电子,I2在正极得电子,正极的电极反应式为I2+2e- 2I-,A选项错误;b点时,输出电压为0,反应处于平衡状态,B选项正确;a点时,输出电压大于0,反应正向进行,乙中碘离子失电子,则乙中石墨电极为负极,甲中石墨电极为正极,原电池中阳离子向正极移动,所以盐桥中的K+向左移动,C选项正确;pH>0.68时,电压小于0,反应逆向进行,I2作氧化剂,此时氧化性:I2>As,D选项正确。 9.答案　(1)FeSO4[或FeSO4与Fe2(SO4)3的混合]　AgNO3 (2)Fe2(SO4)3　Ag电极上固体逐渐减少,电流表指针向左偏转,一段时间后指针归零 解析　(1)题图中原电池工作时,Ag电极上有银白色固体(Ag)析出,指针向右偏转,表明Ag电极为正极,电极反应为Ag++e- Ag,则石墨电极为负极,电极反应为Fe2+-e- Fe3+,所以a溶液为FeSO4溶液或FeSO4与Fe2(SO4)3的混合溶液;b溶液为AgNO3溶液。 (2)向左侧烧杯中滴加较浓的Fe2(SO4)3溶液,此时正极电极反应为Fe3++e- Fe2+,负极电极反应为Ag-e- Ag+,Ag电极为负极,石墨电极为正极,则产生的现象为Ag电极上固体逐渐减少,电流表指针向左偏转,一段时间后指针归零。 名师点睛 (1)带盐桥的原电池中,通常在同一烧杯内电解质溶液中的金属离子与金属电极的材料相同。 (2)对于可逆的氧化还原反应,当改变条件,平衡移动的方向不同时,电池的正、负极互换,电流方向相反,当达到平衡时,I=0。 17 学科网（北京）股份有限公司 $$