专题04 原电池的原理与应用（重难点训练）化学沪科版必修第二册

专题04 原电池的原理与应用 建议时间：15分钟 突破一 原电池的构成条件 1．下列装置能构成原电池的是 A．   B．   C．   D．   【答案】C 【解析】A．没有形成闭合电路，不能构成原电池，故不选A； B．两个电极相同，不能形成电势差，不能构成原电池，故不选B； C．铁与稀硫酸发生氧化还原反应，有两个活泼性不同的电极，硫酸做电解质溶液，形成闭合电路，构成原电池，铁为负极，故选C； D．乙醇的非电解质，不能形成闭合电路，不能构成原电池，故不选D； 选C。 2．原电池的构成需要一定的条件。下列装置可以构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．两个电极相同，则此装置不能构成原电池，故A不符合题意； B．烧杯中的蔗糖溶液不是电解质，不能和电极反应，不能构成原电池，故B不符合题意； C．锌和硫酸铜溶液反应是氧化还原反应，形成回路，有两种活泼性不同的电极，此装置能构成原电池，故C符合题意； D．此装置不能形成回路，则此装置不能构成原电池，故D不符合题意； 答案C。 3．下列组合中，不能使装置中的电流表指针出现偏转的是 选项 a b 试剂X 装置图 A C 溶液 B 蔗糖溶液 C 溶液 D 醋酸溶液 【答案】B 【分析】电流表指针不能发生偏转，说明不能构成原电池； 【解析】A．铜、石墨是不同的电极，溶液与铜的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选A； B．蔗糖是非电解质，蔗糖溶液不导电，不能形成闭合回路，不能构成原电池，电流表指针不能发生偏转，故选B； C．镁、铝是不同的电极，氢氧化钠溶液与铝的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选C； D．铜、锌是不同的电极，醋酸溶液与锌的反应是自发的氧化还原反应，能形成闭合回路，可以形成原电池，有电流产生，故不选D； 选B。 突破二 原电池的工作原理 4．下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．在铜片表面被氧化 C．电子从片经导线流向片 D．为原电池的负极 【答案】D 【分析】锌和铜插在稀硫酸的电解质溶液中构成原电池，锌作负极发生氧化反应，铜作正极发生还原反应。 【解析】A．该装置是将化学能转化为电能的原电池，A错误；B．氢离子在铜片表面被还原生成氢气，B错误；C．电子从负极锌片经导线流向正极铜片，C错误；D．锌为原电池负极，失去电子发生氧化反应生成锌离子，D正确；故选D。 5．“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的向石墨片移动 【答案】B 【分析】镁为活泼金属，失去电子作为负极，石墨为正极，据此分析解答。 【解析】A．镁为活泼金属，做电池的负极，失去电子发生氧化反应，A错误； B．溶解在食盐水中的氧气在石墨电极得到电子，发生还原反应，B正确； C．原电池将化学能转化为电能，小汽车将电能通过发动机转化为动能，C错误； D．溶液中的阴离子向原电池中负极镁片移动，D错误； 故选B。 突破三 原电池电极反应式的书写 6．某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏 转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】原电池中灵敏电流计指针偏向正极。 【解析】A．根据表中的实验现象分析，实验1中Al电极作正极、实验3中Al电极作负极﹐A项正确；B．实验3、4中原电池均为铝电极作负极﹐溶液均含OH-，总反应方程式都为2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑，B项正确；C．实验2、4中Cu电极均作正极，C项正确﹔D．实验4中Al电极作负极﹐其电极反应式为Al－3e-+4OH-=[Al(OH)4]-，D项错误；故选D。 7．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是 A．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，经过一段时间后负极反应式为： B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为： C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为 D．由Fe、Cu、溶液组成的原电池，负极反应式为： 【答案】D 【解析】A．Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝和浓硝酸发生钝化现象，铜和浓硝酸能自发的进行反应，所以铜作负极，铝作正极，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，A正确；B．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，铝和稀硫酸反应而失电子，铜和稀硫酸不反应，所以铝作负极，铜作正极，其负极反应式为Al-3e-=Al3+，B正确；C．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，铝和氢氧化钠溶液反应而失去电子发生氧化反应，镁和氢氧化钠溶液不反应，所以铝是负极，镁是正极，其负极反应式为，C正确；D．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，铁和铜都与氯化铁反应，但铁的金属性比铜强，所以铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，D错误；故选D。 突破四 原电池原理的应用 8．一个原电池的总反应的离子方程式是：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的正确组成是 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2 B Zn Cu ZnCl2 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnSO4 【答案】C 【解析】根据反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu知，锌失电子，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为Zn-2e-==Zn2+；铜离子得电子发生还原反应，在原电池的正极发生反应，电极反应式为Cu2++2e-==Cu，电解质溶液中含有铜离子；故答案选C。 9．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 A．加入适量的的硫酸 B．加入适量蒸馏水 C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液 【答案】C 【解析】A．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量的的硫酸，增大氢离子的浓度，反应速率加快，也增大了氢离子的物质的量，生成氢气的总量增大，故A不选；B．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量蒸馏水，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故B不选；C．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入数滴硫酸铜溶液，Zn和Cu2+反应置换出Cu，构成Cu、Zn原电池，加快反应速率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成的氢气的总量，故C选；D．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故D不选；故选C。 10．某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、Fe Cu、C Fe、Zn 电解质溶液 FeCl3 FeSO4 Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3 【答案】C 【分析】反应中铜为还原剂，铁离子为氧化剂，设计原电池时铜做负极，铁盐溶液为电解质溶液，正极材料活性比铜弱的金属单质或石墨电极。 【解析】A．电极材料为Cu、Zn，Zn比Cu活泼，Zn作负极被氧化，总反应中Cu未被氧化，A不符合题意； B．电解质为FeSO4，不含Fe3+，无法发生Fe3+的还原反应，B不符合题意； C．电极材料为Cu、C，Cu作负极被氧化，C为正极，电解质Fe(NO3)3含Fe3+，Fe3+在正极被还原，C符合题意； D．电极材料为Fe、Zn，Zn作负极被氧化，总反应中无Zn参与，D不符合题意； 故选C。 11．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 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 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A．d>a>c>b B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 【答案】C 【解析】a极质量减小，b极质量增加，则表明a极金属失电子作负极，溶液中的Cu2+在b极得电子生成Cu附着在b极，金属活动性a＞b；b极有气体产生，c极无变化，则表明b极金属能与H+发生置换反应，而c极不能，金属活动性b＞c；d极溶解，c极有气体产生，则d极为负极，c极为正极，金属活动性d＞c；电流计指示，导线中电流从a极流向d极，则d极为负极，a极为正极，金属活动性d＞a；综合以上分析，金属活动性d＞a＞b＞c，C正确。 12．据统计，电动载人汽车、锂离子电池和太阳能电池等“新三样”产品合计出口1.06万亿。回答下列问题： （1）①太原市居民日常使用的电能主要来自 (填标号)。 A．火力发电    B．光伏发电    C．风力发电 ②化学电池是将 (填“化学能”或“电能”，下同)直接转化为 的装置。 （2）在学习了电池的发展历史和简单电化学知识后，我们自己动手做一个原电池。 ①下列化学反应适合设计成原电池的是 (填标号)。 A．    B． C．    D． ②了解原电池的原理之后，需要挑选自制原电池的材料。下面是同学们收集到的一些用品，请你挑选出可以用来制作原电池的用品并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。 铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、番茄。 负极材料： ，正极材料： ，电解质溶液： 或 。 ③另一组同学在选取其他实验材料后，动手组装如下图所示的电池。为了向其他同学介绍这款电池，需要对其原理作分析，下列说法正确的是 (填标号)。 A．铁环作负极，发生反应： B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向b C．电池工作时，铁环变细，铜线变粗 D．电池工作一段时间后，柠檬的酸性变强 【答案】（1）①A ②化学能 电能 （2）①D ②锌片 铜片 食醋 番茄 ③B 【解析】（1）①火力发电是电能的主要来源，太原市居民日常使用的电能主要来自火力发电，故选A。②化学电池是将化学能直接转化为电能的装置； （2）①自发的氧化还原反应能够设计为原电池，ABC都不是氧化还原反应，Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag为氧化还原反应，故选D。 ②将活泼性不同的两个电极插入电解质溶液中形成闭合回路形成原电池，则负极材料：锌片，正极材料：铜片，电解质溶液：食醋或者番茄； ③A．铁环作负极，发生反应：，A错误；B．电池工作时，电子从负极流向正极，故由铁环经 LED 灯流向铜线，B正确；C．电池工作时，铁环失去电子生成亚铁离子，变细；铜线做正极，氢离子得到电子发生还原反应，铜线不变粗，C错误；D．电池工作结束后柠檬中氢离子被消耗，酸性变弱，D错误；故选B。 突破五 化学电源 13．电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为，下列有关该电池的说法正确的是 A．为电池的正极 B．负极反应为 C．电流由镁电极经外电路流向正极 D．可用于海上应急照明供电 【答案】D 【分析】在反应中，镁元素化合价升高，镁作负极；银元素化合价降低，氯化银作正极，据此回答。 【解析】A．由分析知镁作负极，A错误；B．镁元素化合价升高，负极反应为，B错误；C．外电路电流由正极流向负极，即由正极经外电路流向镁电极，C错误；D．电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，所以可用于海上应急照明供电，D正确；故选D。 14．锂－空气电池放电时反应为2Li+O2＝Li2O2，某锂－空气电池的构造原理图如图。下列说法正确的是 A．锂作为该电池的正极 B．电子从含催化剂的多孔电极流向锂 C．可选用稀硫酸作为电解液 D．多孔材料可增大催化剂和空气的接触面积 【答案】D 【分析】根据该空气电池放电时的化学方程式可知Li的化合价升高，O的化合价降低，根据原电池的工作原理可知锂为负极，含催化剂的多孔电极为正极。 【解析】A．由分析可知，锂是该电池的负极，A错误； B．根据原电池的电子流向可知，电子从负极流向正极，所以电子从锂流向含催化剂的多孔电极，B错误； C．稀硫酸会和Li、Li2O2反应，故不能使用稀硫酸，C错误； D．由于材料多孔，表面积增大，与空气接触的面积增大，D正确； 故选D。 15．氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料，利用的燃烧反应()能设计成燃料电池，其工作原理如图所示。 （1）电极b为___________极 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 （2）能量转变形式是 ；（3）当正负极共消耗3.136L(标准状况)气体时，发生转移的电子为 mol。 【答案】（1）A （2）化学能转化为电能 （3）0.24 【解析】（1）燃料电池中，通入燃料的一极为负极，则电极a为负极，电极b为正极，故选A； （2）该燃料电池是原电池装置，能量转变形式是化学能转化为电能； （3）3.136L(标准状况)的气体的物质的量为n(气体)==0.14mol，结合关系式：4NH3～12e-～3O2，则反应0.14mol气体时，转移电子数为0.14mol× =0.24mol 。 建议时间：15分钟 1．某化学兴趣小组自制盐水小彩灯(装置如表中图所示)，在彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液，就能使小彩灯亮起来。下列纸片电池的组合中能使小彩灯亮起来的是 选项 电极 电极b 溶液 A 乙醇溶液 B 石墨 石墨 溶液 C 蔗榶溶液 D 石墨 溶液 【答案】D 【分析】原电池的形成条件，需要有自发的氧化还原反应，两个活性不同的电极，电解质溶液，闭合的回路，据此解答。 【解析】A．电极都是，乙醇也不是电解质，不能形成原电池，A错误；B．电极都是石墨，不能形成原电池，B错误；C．蔗糖不是电解质溶液，不能形成原电池，C错误；D．石墨和分别是两个活性不同的电极，溶液是电解质，且能发生自发的氧化还原反应，能构成原电池让小彩灯亮起来，D正确。答案选D。 2．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是 A．只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B．只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C．两个装置中电流表指针都发生偏转 D．两个装置中电流表指针都不发生偏转 【答案】B 【分析】装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转； 【解析】A．装置Ⅰ不能形成原电池，电流表指针不发生偏转，A错误；B．装置Ⅱ构成原电池，电流表指针偏转，B正确；C．装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，C错误；D．装置I没有形成闭合回路，不能形成原电池，电流表不发生偏转；装置II形成了原电池，有电流产生，电流表发生偏转，D错误；答案选B。 3．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是 A．若图1中的下端接触，可观察到片上有无色气泡产生 B．图2中向片移动 C．图1中气泡产生速度比图2快 D．图3中正极的电极反应式为 【答案】C 【解析】A．Zn、Cu直接接触就能构成闭合回路而形成原电池，稀硫酸作电解质溶液，锌为负极、铜为正极，正极上氢离子得到电子生成氢气，所以Cu上可看到有气体产生，故A正确； B．氢离子带正电荷，向正极移动，即向Cu移动，故B正确； C．图1没有形成原电池、图2形成原电池，图1中气泡产生速度比图2慢，故C错误； D．图3中正极的电极反应为铜离子得到电子发生还原反应得到铜，，故D正确； 故选C。 4．下列说法不正确的是 A．反应Na2O+H2O=2NaOH可放出大量的热，故可把该反应设计为原电池 B．将Fe、Cu用导线连接后放入浓中组成原电池，Cu为负极，Fe为正极 C．通过原电池装置，可将反应的化学能转化为电能，为航天器供电 D．某电池反应，当电路中通过1mol 时，电解质溶液减轻 【答案】A 【解析】A．反应Na2O+H2O=2NaOH是放热反应，但不是氧化还原反应，没有电子转移，所以该反应不能设计为原电池，故A错误；B．Fe、Cu用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁因发生钝化而停止反应，铜能与硝酸发生失电子的反应，则Cu为负极，Fe为正极，故B正确；C．反应2H2+O2═2H2O是自发进行的、放热的氧化还原反应，可设计成原电池，原电池可将化学能转化为电能，可对用电器供电，故C正确；D．根据总反应，电解质溶液从CuCl2变为FeCl2，溶液的质量减轻，故D正确；答案选A。 5．把铁棒和锌棒用导线连接后插入硫酸铜溶液中，当有0.2mol电子通过时，负极的质量变化为 A．减少0.1g B．减少6.5g C．减少5.6g D．增加6.4g 【答案】B 【解析】锌为负极，发生反应：Zn -2e⁻ = Zn2+。每转移2mol电子，消耗1mol Zn（质量减少65g）。当转移0.2mol电子时，消耗0.1mol锌，减少质量为65g × 0.1mol= 6.5g。选项B正确。 6．有a、b、c、d四种金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 实验装置 实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 实验装置 实验现象 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 【答案】C 【解析】装置1，a极质量减小，b极质量增加，a极为负极，b极为正极，所以金属的活动性顺序a＞b；装置2，b极有气体产生，c极无变化，所以金属的活动性顺序b＞c；装置3，d极溶解，所以d是负极，c极有气体产生，所以c是正极，所以金属的活动性顺序d＞c；装置4，电流从a极流向d极，a极为正极，d极为负极，所以金属的活动性顺序d＞a；综上有，这四种金属的活动性顺序d＞a＞b＞c； 故选C。 7．常温下，将除去表面氧化膜的铝、铜片插入浓HNO3中组成原电池(如图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，下列说法正确的是 A．O～t1时，原电池的负极是铜片 B．O～t1时，正极发生还原反应，产生氢气 C．t1时刻后，电子从铝经过导线流向铜 D．t1时刻后，原电池的正、负极发生互换 【答案】D 【解析】A．由图象可知，在t1s前后，电路中的电流方向是相反的，所以0～t1时，因为铝比铜活泼，原电池的负极是铝片，铝发生氧化反应生成氧化膜，铜为正极，A错误；B．0～t1时正极为铜，正极上硝酸根被还原为二氧化氮，不能放出H2，B错误；C．t1s后，外电路中电子流动方向发生改变，Al在浓硝酸中形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应，此时Cu变成了负极，电子从铜经过导线流向铝，C错误；D．根据以上分析可知t1时刻后，原电池的正、负极发生互换，D正确。答案选D。 8．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向。如图所示，关于该装置的下列说法中错误的是 A．外电路的电流方向为：Y→外电路→X B．溶液中的 H+向 X极移动，Y极上发生的是还原反应 C．若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X为 Fe，Y为碳棒 D．若两电极都是金属，则它们的金属活动性顺序为 X>Y 【答案】B 【分析】由图示知，电子由X极流出，经外电路流向Y极，故X极为负极，Y极为正极。 【解析】A．电流方向与电子方向相反，故电流由Y极流出，经外电路流入X极，A正确；B．根据原电池原理，阳离子H+移向正极，即向Y极移动，B错误；C．Fe与稀硫酸反应，失电子被氧化，故Fe作负极，即为X极，则Y极为碳棒，C正确；D．若两电极均为金属，根据图示知X极为负极，更容易失电子，即活泼性X＞Y，D正确；故答案选B。 9．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“”设计了一个化学电池(如图所示)。该电池在外电路中，电流从a极流向b极。下列说法正确的是 A．电极b的电极材料为铜，电极反应式为 B．电极a的电极材料可以为Ag，也可以是石墨或铁 C．c溶液为AgNO3溶液，放电时向b极移动 D．装置放电时主要将电能转化为化学能 【答案】A 【解析】A．由外电路中，电流从a极流向b极。则电极b是电池的负极，由总反应可知，Cu作负极失去电子，电极反应为，A正确；B．电极a为电池的正极，为比Cu活泼性弱的金属或能导电的非金属，Ag或石墨正确，但不能为铁，B错误；C．c溶液为AgNO3溶液，向正极移动，即向电极a移动，C错误；D．装置放电时主要将化学能转化为电能，D错误；故选A。 10．一种SO2的联除与H2O2的制备协同进行的装置如下图所示（在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为OH-和H+，并向两极迁移）。 若有标准状况下2.24LSO2被脱除，可以制备H2O2 mol。 【答案】0.1 【解析】如图所示，通入的一极（b）为负极，负极区SO2转变为亚硫酸根后失电子生成 硫酸根，负极区总反应：，通入的一极（a）为正极，发生反应：，结合两极反应，根据得失电子守恒，。 11．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。现有如下两个反应： A．；    B．。 （1）判断A和B两个反应，哪个可以构成原电池： （填“A”或“B”）。 将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： （2）下列说法正确的是________。（不定项） A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的pH均增大 （3）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲 乙（填“”“”或“”）。 （4）请写出图中构成原电池的负极电极反应式： 。构成原电池的电池工作时，溶液中向 极移动；电池工作完成后，溶液中浓度 （填“增大”或“减小”或“不变”）。 （5）当乙中产生1.12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中（设反应前后溶液体积不变）。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 。 （6）当甲中产生1.12L（标准状况）气体时，理论上通过导线的电子数目为 。 【答案】（1）A （2）BD （3）> （4） 负 不变 （5） （6）0.1NA 【解析】（1）原电池的构成条件之一为自发的氧化还原反应，A．不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B．是氧化还原反应，能设计成原电池； （2）A．甲构成原电池，将化学能转变为电能，乙中铜锌没有用导线连接，乙没有形成原电池，乙不能将化学能转变为电能，A错误；B．乙没有形成原电池，乙装置中铜片不反应，所以铜片上没有明显变化，B正确；C．甲、乙中都是锌失电子生成锌离子，铜片不反应，锌片质量都减少、铜片质量不变，C错误；D．两个烧杯中都产生氢气，氢离子浓度都降低，所以溶液的pH均增大，D正确；选BD； （3）甲构成原电池，所以甲的腐蚀速度大于乙的腐蚀的速度； （4）甲构成原电池，负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：；原电池的电池工作时阴离子移向负极，则溶液中向负极移动，该原电池的总反应式为：，不参与反应，电池工作完成后，溶液中浓度不变； （5）稀释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol/L=0.1mol，生成氢气的氢离子的物质的量为，所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol，硫酸的物质的量为0.1mol，原溶液中硫酸的浓度为； （6）甲中正极反应式为，产生1mol氢气时转移2mol电子，产生标准状况1.12L气体即物质的量为时转移0.1mol电子，理论上通过导线的电子数目为0.1NA。 建议时间：5分钟 1．（2016·上海卷）图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO) 【答案】C 【解析】铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn-2e-=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为 2H++2e-=H2↑。则A．Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，Cu棒的质量不变，故A错误；B．由于Zn是负极，不断发生反应Zn-2e-=Zn2+，所以溶液中c（Zn2+）增大，故B错误；C．由于反应不断消耗H+，所以溶液的c（H+）逐渐降低，故C正确；D．SO42-不参加反应，其浓度不变，故D错误；故选C。 2．（2021·广东卷）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 A．负极上发生还原反应 B．在正极上得电子 C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能 【答案】B 【解析】根据题干信息可知，放电时总反应为4Na+3CO2=2Na2CO3+C。 A．放电时负极上Na发生氧化反应失去电子生成Na+，故A错误； B．放电时正极为CO2得到电子生成C，故B正确； C．放电时阳离子移向还原电极，即阳离子由负极移向正极，故C错误； D．放电时装置为原电池，能量转化关系为化学能转化为电能和化学能等，故D正确； 综上所述，符合题意的为B项，故答案为B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 原电池的原理与应用 建议时间：15分钟 突破一 原电池的构成条件 1．下列装置能构成原电池的是 A．   B．   C．   D．   2．原电池的构成需要一定的条件。下列装置可以构成原电池的是 A． B． C． D． 3．下列组合中，不能使装置中的电流表指针出现偏转的是 选项 a b 试剂X 装置图 A C 溶液 B 蔗糖溶液 C 溶液 D 醋酸溶液 突破二 原电池的工作原理 4．下列关于如图所示转置的叙述中，正确的是 A．该装置将电能转变为化学能 B．在铜片表面被氧化 C．电子从片经导线流向片 D．为原电池的负极 5．“科学素养，从小培养”，一款深受孩子喜爱的“盐水小汽车”的结构和原理如图所示。下列说法正确的是 A．Mg片做电池的正极 B．空气中的氧气得到电子 C．化学能可直接转化为动能 D．溶液中的向石墨片移动 突破三 原电池电极反应式的书写 6．某同学设计原电池并根据灵敏电流计指针偏转方向探究电池的正负极，实验结果记录如下： 实验编号 1 2 3 4 实验装置 指针偏转方向 偏向 偏向 偏向 偏向 下列说法错误的是 A．实验1中电极作正极，实验3中电极作负极 B．实验中原电池的总反应方程式相同 C．实验中电极均作正极 D．实验4中电极的电极反应式为 7．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是 A．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，经过一段时间后负极反应式为： B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为： C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为 D．由Fe、Cu、溶液组成的原电池，负极反应式为： 突破四 原电池原理的应用 8．一个原电池的总反应的离子方程式是：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的正确组成是 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2 B Zn Cu ZnCl2 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnSO4 9．浓度为的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 A．加入适量的的硫酸 B．加入适量蒸馏水 C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液 10．某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、Fe Cu、C Fe、Zn 电解质溶液 FeCl3 FeSO4 Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3 11．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 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 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A．d>a>c>b B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 12．据统计，电动载人汽车、锂离子电池和太阳能电池等“新三样”产品合计出口1.06万亿。回答下列问题： （1）①太原市居民日常使用的电能主要来自 (填标号)。 A．火力发电    B．光伏发电    C．风力发电 ②化学电池是将 (填“化学能”或“电能”，下同)直接转化为 的装置。 （2）在学习了电池的发展历史和简单电化学知识后，我们自己动手做一个原电池。 ①下列化学反应适合设计成原电池的是 (填标号)。 A．    B． C．    D． ②了解原电池的原理之后，需要挑选自制原电池的材料。下面是同学们收集到的一些用品，请你挑选出可以用来制作原电池的用品并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。 铜片、锌片、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、番茄。 负极材料： ，正极材料： ，电解质溶液： 或 。 ③另一组同学在选取其他实验材料后，动手组装如下图所示的电池。为了向其他同学介绍这款电池，需要对其原理作分析，下列说法正确的是 (填标号)。 A．铁环作负极，发生反应： B．电池工作时，电子从铁环经LED灯流向b C．电池工作时，铁环变细，铜线变粗 D．电池工作一段时间后，柠檬的酸性变强 突破五 化学电源 13．电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应的离子方程式为，下列有关该电池的说法正确的是 A．为电池的正极 B．负极反应为 C．电流由镁电极经外电路流向正极 D．可用于海上应急照明供电 14．锂－空气电池放电时反应为2Li+O2＝Li2O2，某锂－空气电池的构造原理图如图。下列说法正确的是 A．锂作为该电池的正极 B．电子从含催化剂的多孔电极流向锂 C．可选用稀硫酸作为电解液 D．多孔材料可增大催化剂和空气的接触面积 15．氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料，利用的燃烧反应()能设计成燃料电池，其工作原理如图所示。 （1）电极b为___________极 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 （2）能量转变形式是 ； （3）当正负极共消耗3.136L(标准状况)气体时，发生转移的电子为 mol。 建议时间：15分钟 1．某化学兴趣小组自制盐水小彩灯(装置如表中图所示)，在彩灯所连的纸片电池上滴几滴溶液，就能使小彩灯亮起来。下列纸片电池的组合中能使小彩灯亮起来的是 选项 电极 电极b 溶液 A 乙醇溶液 B 石墨 石墨 溶液 C 蔗榶溶液 D 石墨 溶液 2．某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是 A．只有装置Ⅰ中电流表指针偏转 B．只有装置Ⅱ中电流表指针偏转 C．两个装置中电流表指针都发生偏转 D．两个装置中电流表指针都不发生偏转 3．实验探究是提高学习效果的有力手段。某同学用如图所示装置研究原电池原理。下列说法错误的是 A．若图1中的下端接触，可观察到片上有无色气泡产生 B．图2中向片移动 C．图1中气泡产生速度比图2快 D．图3中正极的电极反应式为 4．下列说法不正确的是 A．反应Na2O+H2O=2NaOH可放出大量的热，故可把该反应设计为原电池 B．将Fe、Cu用导线连接后放入浓中组成原电池，Cu为负极，Fe为正极 C．通过原电池装置，可将反应的化学能转化为电能，为航天器供电 D．某电池反应，当电路中通过1mol 时，电解质溶液减轻 5．把铁棒和锌棒用导线连接后插入硫酸铜溶液中，当有0.2mol电子通过时，负极的质量变化为 A．减少0.1g B．减少6.5g C．减少5.6g D．增加6.4g 6．有a、b、c、d四种金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 实验装置 实验现象 a极质量减小，b极质量增大 b极有气体产生，c极无变化 实验装置 实验现象 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 7．常温下，将除去表面氧化膜的铝、铜片插入浓HNO3中组成原电池(如图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，下列说法正确的是 A．O～t1时，原电池的负极是铜片 B．O～t1时，正极发生还原反应，产生氢气 C．t1时刻后，电子从铝经过导线流向铜 D．t1时刻后，原电池的正、负极发生互换 8．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向。如图所示，关于该装置的下列说法中错误的是 A．外电路的电流方向为：Y→外电路→X B．溶液中的 H+向 X极移动，Y极上发生的是还原反应 C．若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X为 Fe，Y为碳棒 D．若两电极都是金属，则它们的金属活动性顺序为 X>Y 9．理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某同学利用反应“”设计了一个化学电池(如图所示)。该电池在外电路中，电流从a极流向b极。下列说法正确的是 A．电极b的电极材料为铜，电极反应式为 B．电极a的电极材料可以为Ag，也可以是石墨或铁 C．c溶液为AgNO3溶液，放电时向b极移动 D．装置放电时主要将电能转化为化学能 10．一种SO2的联除与H2O2的制备协同进行的装置如下图所示（在电场作用下，双极膜中间层的H2O解离为OH-和H+，并向两极迁移）。 若有标准状况下2.24LSO2被脱除，可以制备H2O2 mol。 11．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。现有如下两个反应： A．；    B．。 （1）判断A和B两个反应，哪个可以构成原电池： （填“A”或“B”）。 将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： （2）下列说法正确的是________。（不定项） A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的pH均增大 （3）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲 乙（填“”“”或“”）。 （4）请写出图中构成原电池的负极电极反应式： 。构成原电池的电池工作时，溶液中向 极移动；电池工作完成后，溶液中浓度 （填“增大”或“减小”或“不变”）。 （5）当乙中产生1.12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中（设反应前后溶液体积不变）。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 。 （6）当甲中产生1.12L（标准状况）气体时，理论上通过导线的电子数目为 。 建议时间：5分钟 1．（2016·上海卷）图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 A．铜棒的质量 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SO) 2．（2021·广东卷）火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 A．负极上发生还原反应 B．在正极上得电子 C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $