1、第第 3 3 课时课时 原电池原理应用原电池原理应用 化学电源化学电源 A 组 基础对点练 题组一 原电池原理应用 1.某原电池总反应的离子方程式是：ZnCu2 =Zn2Cu，利用该反应设计成原电池。则 该电池的正极、负极和电解质溶液依次是( ) A.Zn、Cu、ZnSO4 B.Zn、Cu、CuCl2 C.Cu、Zn、ZnCl2 D.Cu、Zn、CuSO4 答案 D 解析 锌失电子发生氧化反应而作负极，不如锌活泼的金属或导电的非金属作正极(石墨)， 铜离子在正极上得电子发生还原反应，则电解质为可溶性的铜盐，符合条件的是 D，故答案 为 D。 2.如图为锌、铜水果电池装置示意图，下列说法正确的是
2、( ) A.铜片为负极，发生还原反应 B.锌片上发生还原反应：Zn2e =Zn2 C.该装置将电能转变为化学能 D.电子由锌片沿导线流向铜极 答案 D 解析 原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子由负极经导线传递到 正极， 所以溶液中的阳离子向正极移动， 正极得到电子， 发生还原反应。 锌的金属性强于铜， 锌是负极，铜是正极，A 错误；锌片是负极，发生氧化反应：Zn2e =Zn2，B 错误；该 装置是原电池，将化学能转变为电能，C 错误；电子由负极锌片沿导线流向正极铜极，D 正确。 3.(2019 张家港高级中学高一期末)某同学设计的原电池装置如图所示。电池工作时，下列说 法
3、正确的是( ) A.锌片作正极 B.盐酸作为电解质溶液 C.电能转化为化学能 D.电子由铜片经导线流向锌片 答案 B 解析 锌活泼性强于铜，所以锌作负极，A 错误；图中为原电池装置，电解质溶液为盐酸， B 正确；图示为原电池，是化学能转化为电能的装置，C 错误；锌为负极，铜为正极，电子 从负极锌流出，沿着导线流向正极铜，D 错误；故合理选项是 B。 题组二 化学电源 4.下列电池不属于二次电池(可充电电池)的是( ) 答案 A 解析 铅蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池等可以反复充电放电属于可充电电池， 是二次电池； 碱性锌锰电池不能充电，完全放电后不能再使用，是一次电池；答案选 A。 5.下列
4、有关电池的叙述正确的是( ) A.氢氧燃料电池属于环境友好型电池，能量转化率可达 100% B.锌锰干电池是一种常用的二次电池 C.锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄 D.铅蓄电池负极是 PbO2，正极是 Pb 答案 C 解析 燃料电池转化率不可能为 100%，故 A 错误；锌锰干电池是一种常用的一次电池，故 B 错误；锌锰干电池工作过程中，负极反应为：Zn2e =Zn2，锌外壳不断被腐蚀而逐渐 变薄，故 C 正确；铅蓄电池负极是 Pb，正极是 PbO2，故 D 错误；答案选 C。 6.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题日益得到重视，其首要原 因是( ) A.利用电池
5、外壳的金属材料 B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极 答案 B 解析 回收废电池的首要原因是防止废电池中渗漏出的重金属离子对土壤和水源的污染，而 对废电池的综合利用是第二位的，故选 B。 7.下列关于充电电池的叙述，不正确的是( ) A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应 B.充电电池可以无限制的充电放电 C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行 D.较长时间不使用电池时，最好将电池取出并妥善存放 答案 B 解析 充电电池理论上是可以永久重复利用的，但在实际应用中总会因为性能等原因而使电 解质溶液或者电极变质而失
6、效。所以实际情况下充电电池是不能无限制重复使用的。 8.下列说法正确的是( ) A.锌锰电池和碱性锌锰电池的正极材料均是锌 B.锌锰电池中电解质主要是 NH4Cl，而碱性锌锰电池中的电解质主要是 KOH C.碱性锌锰电池不如锌锰电池的寿命长 D.干电池放电之后还可再充电 答案 B 解析 Zn 失电子作负极，所以锌锰电池和碱性锌锰电池的负极材料均是锌，故 A 错误；锌 锰电池中电解质主要是 NH4Cl，碱性锌锰电池中的电解质是用强碱代替了氯化铵，一般碱性 锌锰电池中的电解质主要是 KOH，故 B 正确；锌锰电池的负极为锌筒，NH4Cl 溶液水解显 酸性，所以锌易被 NH4Cl 溶液腐蚀，因此碱性
7、锌锰电池比锌锰电池的寿命长，故 C 错误；干 电池属于一次电池，一次电池不能反复充放电，故 D 错误。故选 B。 9.(2018 汕头市南澳高一下学期期中)汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如图所示，放电 时的电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O。根据此反应判断下列叙述中正确 的是( ) A.PbO2是电池的负极 B.Pb 是负极 C.PbO2得电子，被氧化 D.电池放电时，溶液酸性增强 答案 B 解析 根据电池反应知放电过程中铅失去电子，因此它是原电池的负极，其电极反应式为 Pb SO2 42e =PbSO 4，故 B 项正确；PbO2在放电过程中得到电子被还原，所以
8、它是原电池 的正极，因此 A、C 两项错误；由于原电池放电的过程中消耗硫酸，所以溶液的酸性减弱， 故 D 项错误。 10.ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH4Cl 混合溶液。 (1)该电池的负极材料是_。 电池工作时， 电子流向_(填“正极”或“负极”)。 (2)若 ZnCl2NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2 ， 会加速其电极的腐蚀， 其主要原因是_。 欲除去 Cu2 ，最好选用下列试剂中的_(填字母)。 A.NaOH B.Zn C.Fe D.NH3 H2O (3)此废旧电池的处理方法是回收，目的是为了_。 (4)该电池的负极反应式为_。 答案 (1)Zn(或锌)
9、 正极 (2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 B (3)防止 电解液污染土壤、避免金属材料的浪费 (4)Zn2e =Zn2 解析 (1)负极上是失电子的，则 Zn 失电子为负极，电子由负极流向正极。(2)电化学腐蚀较 化学腐蚀更快，锌与还原出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。题目中 A 和 D 选项不 能除去杂质离子，C 项会引入新杂质，所以应选 Zn 将 Cu2 置换为单质而除去。(3)锌锰干电 池所含的汞、 酸或碱等在废弃后进入环境中将造成严重危害， 此废旧电池的处理方法是回收， 目的是为了防止电解液污染土壤、避免金属材料的浪费。(4)该电池的负极材料是 Zn，负极 上
10、是失电子，负极反应方程式为 Zn2e =Zn2。 B 组 综合强化练 1.(2018 慈溪市期末)普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：Zn2NH4Cl 2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)，下列说法正确的是( ) A.石墨作负极 B.锌失去电子，被还原 C.电池工作时，电子从石墨经导线流向锌 D.正极的电极反应为： NH 4MnO2e =MnO(OH)NH 3 答案 D 解析 根据电池反应：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)，原电池中负极上 是金属锌发生失电子的氧化反应，故 A 错误；电池中锌失去电子，被氧化，故 B 错误；电池 中
11、电子从负极流向正极即从锌经导线流向石墨，故 C 错误；正极得电子发生还原反应，所以 正极的电极反应为：NH 4MnO2e =MnO(OH)NH 3，故 D 正确。故选 D。 2.银锌纽扣电池，其电池的电池反应式为：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag 下列说法不正确的是( ) A.锌作负极 B.正极发生还原反应 C.电池工作时，电流从 Ag2O 经导线流向 Zn D.负极的电极方程式为：Zn2e =Zn2 答案 D 解析 Zn 失电子发生氧化反应而作负极，故 A 正确；正极上 Ag2O 得电子发生还原反应，故 B 正确；原电池中电流从正极沿导线流向负极，该电池中 Zn 是负极、Ag2O 是
12、正极，所以放 电时电流从 Ag2O 经导线流向 Zn，故 C 正确；碱性条件下锌离子生成 Zn(OH)2，所以负极反 应式为 Zn2OH 2e=Zn(OH) 2，故 D 错误；故答案为 D。 3.汽车的启动电源常用蓄电池。其结构如下图所示，放电时其电池反应如下：PbO2Pb 2H2SO4=2PbSO42H2O。根据此反应判断，下列叙述中不正确的是( ) A.Pb 作负极，失去电子，被氧化 B.PbO2得电子，被还原 C.负极反应是 PbSO2 42e =PbSO 4 D.电池放电时，溶液酸性增强 答案 D 解析 根据电池反应式知，铅失电子发生氧化反应，作负极，故 A 正确；二氧化铅得电子被 还
13、原，故 B 正确；负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：PbSO2 4 2e =PbSO 4，故 C 正确；电池放电时，硫酸参加反应生成水，所以溶质的质量减少，溶 剂的质量增加，所以溶液酸性减弱，故 D 错误；故答案为 D。 4.研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为 电极材料，以 LiOH 为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 ( ) A.水既是氧化剂又是溶剂 B.放电时正极上有氢气生成 C.放电时 OH 向正极移动 D.总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2 答案 C 解析 由题意知此电池名称叫锂水电池，
14、可推测其总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2， 再依据原电池原理写出其电极反应如下：负极：2Li2e =2Li，正极 2H 2O2e =2OH H2。结合选项分析 A、B、D 都是正确的，在原电池内部，放电时 OH 向负极移动，故 C 项错误。 5.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以 磷酸为电解质的燃料电池中发电，电池负极反应式为( ) A.H22OH 2e=2H 2O B.O24H 4e=2H 2O C.H22e =2H D.O22H2O4e =4OH 答案 C 解析 根据题给信息，该燃料电池的总反应式为 2H2O2=2H2O。电解液为酸性溶液
15、，电 极反应式中不能出现 OH ，A、D 错误；又因为燃料电池中负极通入氢气，正极通入氧气， B 错误。 6.(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从_口通入(填 “a”或“b”)，X 极为电池的_(填“正”或“负”)极。 (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A 极：2H22O2 4e=2H 2O B 极：O24e =2O2 则 A 极是电池的_极；电子从该极_(填“流入”或“流出”)。 (3)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是 Ag2O 和 Zn，电 解质溶液为 KOH 溶液，电极反应为：
16、Zn2OH 2e=ZnOH 2O Ag2OH2O2e =2Ag2OH 总反应为 Ag2OZn=ZnO2Ag Zn 是_极，Ag2O 发生_反应。 电子由_极流向_极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过 1 mol 电子时，负极 消耗物质的质量是_g。 在使用过程中，电解质溶液中 KOH 的物质的量_(填“增大”“减小”或“不变”)。 答案 (1)b 负 (2)负 流出 (3) 负 还原 Zn Ag2O 32.5 不变 解析 (1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动， X 是负极；Y 是正极，氧气应通入正 极。 (2)根据电极反应可知，A 极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。
17、(3) 根据电极反应可知 Zn 失电子被氧化而溶解，Ag2O 得电子被还原发生还原反应。发生原电 池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn 极经外电路到Ag2O 极，当通过电路1 mol 时，负极消耗 Zn 的质量是 32.5 g。电池中 KOH 只起到增强导电的作用，不参与反应，故电 池使用过程中 KOH 的量不变。 7.有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下： 实验次数 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV 1 锌 铜 菠萝 3 900 2 锌 铜 苹果 3 650 3 锌 铜 柑橘 3 850 4 锌 铜 西红柿 3 750 5 锌 铝 菠萝 3 650 6 锌 铝 苹果 3 450 试根据上表中的实验数据回答下列问题： (1)实验 2 中负极是_，电极反应式为：_。 (2)实验 1 和 5 电流方向相反的原因是_。 (3)由实验 1实验 4 可知影响水果电池的电压的因素有_。 (4)根据实验 2、6 和实验 1、5 的比较可发现水果电池的电压还与_有关。 答案 (1)Zn Zn2e =Zn2 (2)水果类型(电解质溶液)相同时，实验 1 中锌的还原性大于铜，锌是负极，实验 5 中锌的还 原性小于铝，锌是正极 (3)水果的类型(或电解质溶液) (4)电极材料