1、第一节第一节 原电池原电池 第第 1 课时课时 原电池的工作原理原电池的工作原理 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.下列图示的装置中可以构成原电池的是( ) A B C D 答案 B 解析 原电池的构成条件是：有两个活动性不同的电极，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，A.有两个活 动性相同的电极， 不能形成原电池， 故 A 错误； B.该装置符合原电池的构成条件， 所以能形成原电池，故 B 正确；C.该装置不能构成闭合回路，所以不能构成原电 池，故 C 错误；D.酒精不是电解质，所以不能构成原电池，故 D 错误。 2.化学能与电能等能相互转化
2、，根据如图所示装置，下列说法正确的是( ) A.图 1、图 2 都能将化学能转化为电能 B.图 1 中锌、铜都溶解 C.图 2 中铁失去电子，石墨得到电子 D.图 2 中铁作负极，电极反应为 Fe2e =Fe2 答案 D 解析 A.图 1 所示的装置没有形成闭合回路，不能形成原电池，没有电流通过， 不能把化学能转变为电能， 故 A 错误； B.图 1 中锌可以溶解， 铜排在氢元素之后， 不发生反应，故 B 错误；C.石墨是惰性电极，不参与反应，溶液中的氢离子发生 还原反应，故 C 错误；D.铁作负极发生氧化反应，电极反应为 Fe2e =Fe2， 故 D 正确。 3.锌铜原电池装置如图所示，其中
3、阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下 列有关叙述正确的是(假设反应过程中两池溶液体积不变)( ) A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2 4)减小 C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中的电荷平衡 答案 C 解析 锌铜原电池中，Zn 比 Cu 的活动性强，Zn 作负极，电极反应式为 Zn2e =Zn2 ；Cu 作正极，电极反应式为 Cu22e=Cu，A 错误；甲、乙两池中 SO2 4均未参与电极反应，两池溶液体积不变，故甲池中 c(SO2 4)不变，B 错误； 工作过程中，Cu2 不断在 Cu 电
4、极表面被还原，为维持溶液呈电中性，甲池中 Zn2 透过阳离子交换膜进入乙池，故乙池溶液的总质量增加，C 正确；甲、乙池中间 是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阴离子不能通过，Zn2 透过阳离子交换膜 进入乙池，保持两池溶液中的电荷平衡，D 错误。 4.某原电池的电池反应为 Fe2Fe3 =3Fe2，与此电池反应不符的原电池是 ( ) A.铜片、铁片、 、FeCl3溶液组成的原电池 B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 D.银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 答案 C 解析 由电池反应可知，Fe 发生氧化反应生成 Fe2
5、，则 Fe 电极是负极；正极应 是比 Fe 活泼性弱的金属或石墨电极； Fe3 发生还原反应生成 Fe2，则电解质溶液 是含 Fe3 的盐溶液.故不符合条件的只有 C 项。 5.有甲、乙两个电极，用导线连接一个电流计，放入盛有丙溶液的烧杯中，电极 乙的质量增加，则装置中可能的情况是( ) A.甲作负极，丙是硫酸铜溶液 B.甲作负极，丙是硫酸溶液 C.乙作负极，丙是硫酸铜溶液 D.乙作负极，丙是硫酸溶液 答案 A 解析 A 正确，甲作负极，丙是硫酸铜溶液，乙为正极，即铜离子得电子析出铜 单质，质量增加；B 错误，甲作负极，丙是硫酸溶液，乙为正极，即氢离子得电 子放出氢气，乙电极质量不变；C 错误
6、，乙作负极，电极质量不可能增加；D 错 误，乙作负极，丙是硫酸溶液，电极质量不可能增加。 6.分别按图甲、 乙所示装置进行实验， 图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸， 乙中 A 为电流计，以下叙述中，不正确的是( ) A.两烧杯中铜片表面均有气泡产生 B.两烧杯中溶液 pH 均增大 C.产生气泡的速度甲中比乙中慢 D.乙实验中，把硫酸换成硫酸铁溶液，铜电极的电极反应式为 Fe3 e=Fe2 答案 A 解析 A.甲中不能构成原电池，所以甲中铜片上没有气泡产生，故 A 错误；B.两 烧杯中都是氢离子得电子生成氢气，两溶液的 pH 均增大，故 B 正确；C.形成原 电池时，可以加快反应速率，所以产
7、生气泡的速度甲中比乙中慢，故 C 正确；D. 乙实验中，把硫酸换成硫酸铁溶液，总反应是：2Fe3 Fe=3Fe2，所以铜电极 是正极，电极方程式为 Fe3 e=Fe2，故 D 正确。 7.在探究柠檬电池的工作原理时，某课外小组同学发现：当按图所示连接一个 柠檬时，二极管不发光；按图所示连接几个柠檬时，二极管发光。下列说法不 正确的是( ) A.图中二极管不发光，说明该装置不构成原电池 B.图中铁环为负极、铜线为正极，负极的电极反应为 Fe2e =Fe2 C.图中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小 D.图中所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和 答案 A 解析 图连接一个柠檬时，形
8、成原电池，二极管不发光的原因是单个柠檬电池 的电压较小，A 错误，C 正确；图中多个柠檬电池串联，铁比铜活泼，则铁环 是负极，负极上 Fe 被氧化生成 Fe2 ，电极反应式为 Fe2e=Fe2，B 正确； 图所得的电池组是多个柠檬电池串联形成的，故该电池组的总电压等于各个柠 檬电池的电压之和，D 正确。 8.某化学兴趣小组利用反应 Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2，设计了如图所示的装 置，下列说法正确的是( ) A.Zn 为负极，发生还原反应 B.石墨电极上发生的反应为 Fe3 e=Fe2 C.电子流动方向为石墨电极电流表锌电极 D.盐桥中 K 向 ZnCl 2溶液移动，Cl 向 Fe
9、Cl 3溶液移动 答案 B 解析 A 错误， 由电池总反应可知， Zn 为负极， 发生氧化反应生成 Zn2 ； B 正确， 石墨电极是正极，Fe3 发生还原反应生成 Fe2，电极反应式为 Fe3e=Fe2； C 错误，原电池中电子由负极流出，经导线流向正极，则电子流动方向为锌电极 电流表石墨电极；D 错误，电解质溶液中阳离子移向正极区，阴离子移向负 极区，故盐桥中 K 向 FeCl 3溶液移动，Cl 向 ZnCl 2溶液移动。 9.下列关于如图所示原电池的叙述正确的是( ) A.在外电路中，电流由铜电极流向银电极 B.正极反应为 Cu2 2e= Cu C.实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
10、D.将铜片直接浸入硝酸银溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 答案 D 解析 A.电子是由负极流向正极，电流的移动方向和电子的移动方向相反，电流 由正极流向负极，则电流由银电极流向铜电极，故 A 错误；B.Ag 为正极，电极 反应式为：Ag e=Ag，故 B 错误；C.盐桥起到了传导离子、形成闭合回路 的作用，若实验过程中取出盐桥，原电池不能形成闭合回路，不能继续工作，故 C 错误；D.将铜片直接浸入硝酸银溶液和原电池反应均为铜与银离子发生置换反 应生成银，发生的化学反应相同，故 D 正确。 10.如图所示的原电池装置，X、Y 为两个电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中 的电子流向如图所示，对
11、此装置的下列叙述正确的是( ) A.外电路中的电流方向为 X外电路Y B.若两个电极分别为 Zn 和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为 Zn C.若两个电极都是金属，则它们的活动性为 XY D.X 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应 答案 C 解析 由外电路中的电子流向可知，X 为负极，Y 为正极。A 错误，由图可知电 子的流动方向是 X外电路Y，则电流的方向应该为 Y外电路X。B 错误， X 为原电池的负极，Y 为正极，则 X 应为 Zn。C 正确，两个电极都是金属，X 为 负极，则 X 的活动性比 Y 强。D 错误，X 极上发生的是氧化反应，Y 极上发生的 是还原反应。 11.根据下
12、图原电池装置，可判断出下列离子方程式中错误的是( ) A.2Ag (s)Cd (aq)=2Ag(aq)Cd2(s) B.Co2 (aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq) C.2Ag (aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq) D.Co2 (aq)2Ag(s)=2Ag(aq)Co(s) 答案 D 解析 从两个原电池的电极可以判断出三种金属的活动性关系为 CdCoAg，则 氧化性关系为 Cd2 Co2Ag，根据氧化还原反应规律知 D 项错误。 12.(拔高题)某同学设计如图所示原电池。下列说法不正确的是( ) A.该装置将化学能转化为电能 B.负极的电极反应是 AgI e=AgI C.电池
13、的总反应是 Ag I=AgI D.盐桥(含 KNO3的琼脂)中 NO 3从左向右移动 答案 D 解析 A 正确，图中没有外接电源，有个电流表，且电路中有电子的移动方向， 则该装置是原电池装置，将化学能转化为电能；B 正确，根据电子的移动方向， 可以推断出左侧电极为负极，该电极反应为 AgI e=AgI；C 正确，该电池 中，只有 Ag 和 I反应，所以总反应是 AgI=AgI；D 错误，左侧电极为负 极，右侧电极为正极，NO 3带负电荷，向负极移动，所以应该是从右向左移动。 二、非选择题(本题包括 3 小题) 13.利用反应 Cu2Ag =2AgCu2设计了如图所示的原电池。回答下列问题： (
14、1)该原电池的负极材料是_， 发生_(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)X 是_，Y 是_。 (3)正极上出现的现象是_。 (4)在外电路中，电子从_(填写电极材料)极流向_极。 答案 (1)Cu 氧化 (2)CuSO4CuCl2、Cu(NO3)2等可溶性铜盐也可溶液 AgNO3溶液 (3)银棒上有银白色物质析出 (4)Cu Ag 解析 在反应 Cu2Ag =2AgCu2中， Cu 作还原剂， 即为原电池的负极材料， 失去电子，发生氧化反应；Ag 作氧化剂，在原电池的正极得电子，故银棒上有 银白色物质析出。左右两个烧杯中的电解质溶液依据其中的电极材料选择，在双 液原电池中，电极材料中的金属元
15、素一般与电解质溶液中的相同，故 X 是 CuSO4 溶液或其他可溶性铜盐溶液，Y 是 AgNO3溶液。 14.由锌片、铜片和 200 mL 稀硫酸组成的原电池如图所示。 (1)原电池的负极反应式为_； 正极反应式为_。 (2)电流的方向是_。 (3)一段时间后， 当在铜片上放出 1.68 L(标准状况)气体时， H2SO4恰好消耗一半。 则产生这些气体的同时，共消耗_ g 锌，有_个电子通过了导线， 原硫酸的物质的量浓度是_(设溶液体积不变)。 答案 (1)Zn2e =Zn2 2H2e=H 2 (2)由 Cu 极流向 Zn 极 (3)4.875 9.031022 0.75 mol L 1 解析
16、 (3)产生 1.68 L 22.4 L mol 10.075 mol H2， 通过 0.075 mol20.15 mol 电子， 消 耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4， 所以m(Zn)0.075 mol65 g mol 14.875 g， N(e )0.15 mol6.021023 mol19.031022，c(H 2SO4)0.075 mol2 0.2 L 0.75 mol L 1。 15.(1)控制适合的条件， 将反应 2Fe3 2I 2Fe2 I 2设计成如图所示的原电池。 请回答下列问题： 反应开始时，乙中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电 极
17、反应式为_ _。 甲中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为 _。 电流表读数为 0 时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入 FeCl2固体，则乙中 的 石 墨 作 _( 填 “ 正 ” 或 “ 负 ”) 极 ， 该 电 极 的 电 极 反 应 式 为 _ _。 (2)利用反应 2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O 可制备 CuSO4，若将该反应设 计为原电池，其正极电极反应式为_。 答案 (1)氧化 2I 2e=I 2 还原 Fe3 e=Fe2 正 I 22e =2I (2)O 24e 4H=2H 2O 解析 (1)根据反应 2Fe3 2I=2Fe2I 2， 原电池负极反应式： 2I 2e=I 2， 发生氧化反应。正极反应式：Fe3 e=Fe2，发生还原反应。反应开始时， 乙中石墨电极上发生氧化反应；当电流表读数为 0 时反应已平衡，此时，在甲 中加入 FeCl2固体，反应 2Fe3 2I 2Fe2 I 2向左移动。因此，右侧石墨作 正极，电极反应式为 I22e =2I；左侧石墨作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe3 。 (2)Cu 作负极，O2在正极上得电子，电极反应式：O24 e 4H=2H 2O。