高三化学原电池试题答案及解析
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高三化学原电池试题答案及解析
1. (12分)铁在地壳中的含量约占 5 ％左右。铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石
（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是 Fe2O3)等。
（1）红热的铁能跟水蒸气反应，一种产物与磁铁矿的主要成分相同，另一种产物是
可燃性气体，则其反应的化学方程式为
。
该可燃气体在酸性 条件下，可制成燃料电池，写出该气体发生的电极反应式 。 （2）在常温下，铁跟水不起反应。但在潮湿的空气中，铁很容易生锈（铁锈的主要成分是 Fe203）而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。铁生锈的化学原理如下，请你用离子方程式和化学方程式补充完整。
① 原电池反应：
负极：2Fe－4e-=2Fe2+、正极： ；
② 氢氧化物的形成： Fe2 + + 2OH－=" Fe(OH)" 2↓ 。
③ 氢氧化物的分解： 2Fe(OH)3 =Fe2O3+3H2O。
（3）为了防止铁生锈，可在铁制品表面镀上一层铜（如图装置），a为 （填“正极”或“负极”），
铁制品表面发生的电极反应式 为 。
【答案】（1）3Fe+4H2OFe3O4+4H2 ; H2—2e-=2H+
（2）①O2+4e-+2H2O=4OH- ，② 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
（3）正极 ， Cu2++2e-="Cu" 。
【解析】（1）红热的铁能跟水蒸气反应，一种产物与磁铁矿的主要成分相同，为Fe3O4，另一种产物是可燃性气体，为H2，所以化学方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；酸性条件下，氢气通入燃料电池的负极，电极反应式为：H2—2e-=2H+
（2）①正极O2得电子生成OH‾，电极方程式为：O2+4e-+2H2O=4OH-
②Fe(OH)2与O2、H2O反应生成Fe(OH)3，化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
（3）在铁制品上镀铜，铁制品为阴极，连接电源的负极，所以a为电源的正极；Cu2+在铁制品表面得电子生成Cu，电极方程式为：Cu2++2e-=Cu。
【考点】本题考查原电池原理、电解原理、方程式的书写。
2. 下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是
A．甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转
B．甲组操作时，溶液颜色变浅
C．乙组操作时，C2做正极
D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为
I2＋2e－===2I－
【答案】D
【解析】 A.甲组操作时，两个电极均为碳棒，不能发生原电池反应，电流计(G)指针不会发生偏转，错误; B.发生反应生成碘单质，则溶液颜色加深，故选项B错误；C.乙组操作时，As元素失去电子，C2做负极，故C错误; D.乙组操作时，C1上得到电子，为正极，发生的电极反应为I2+2e-═2I-，正确。
【考点】考查电化学反应原理的知识。
3. 铁棒和石墨棒用导线连接后，浸入0. 01mol/L 的氯化钠溶液中，下列说法正确的是
A．铁棒附近产生OH— B．铁棒质量减少
C．石墨棒上放出氢气 D．石墨棒上放出氧气
【答案】B
【解析】属于原电池，先判断电极材料不能与电解质溶液反应，可知为吸氧腐蚀，A．OH—在石墨附近产生，错误；B．铁棒受腐蚀而质量减少，正确；C.石墨棒上没有氢气析出，错误；D.吸收氧气而不是放出，错误。
【考点】原电池，金属腐蚀中的吸氧腐蚀，内电路及电极反应。
4. 结合如图装置判断，下列叙述正确的是
A．若X为NaCI，K与M相连时，石墨电极反应为
B．若X为硫酸，K与M相连时，Fe作负极受到保护
C．若X为硫酸，K与N相连时，溶液中H＋向Fe电极移动
D．若X为NaCI，K与N相连时，溶液中加入少量K3[Fe(CN)6]，有蓝色沉淀生成
【答案】C
【解析】A、K与M相连时，石墨电极为正极，O2得电子，错误；B、若X为硫酸，K与M相连时，Fe作负极失去电子发声腐蚀，错误；C、若X为硫酸，K与N相连时，Zn为负极，溶液中H＋向正极即Fe电极移动，正确；D、若X为NaCI，K与N相连时，Zn为负极，Fe不反应，溶液中加入少量K3[Fe(CN)6]，不反应，错误。
【考点】本题考查原电池原理及应用。
5. 气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是
A．上述气体检测时，敏感电极均作电池正极
B．检测Cl2气体时，敏感电极的电极反应为：
C．检测H2S气体时，对屯极充入空气，对电极上的电极反应式为
D．检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同
【答案】B
【解析】A、CO转化为二氧化碳，C元素的化合价升高，发生氧化反应，作电池的负极，错误；B、氯气为待测气体，生成HCl，氯元素的化合价降低，得电子发生还原反应，正确；C、硫化氢的电极反应产物是硫酸，所以对电极上的电极反应为氧气得电子与氢离子结合生成水，错误；D、产生的电流大小与失电子多少有关，检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，硫化氢失去电子数大于CO，所以产生电流大小不同，错误，答案选B。
【考点】考查原电池的反应原理的应用，正负极的判断，电极反应式的判断
6. 下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是 （ ）
A．该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大
B．工作时处电路电子流向为X→Y
C．检测结束后，X极区的pH增大
D．电池总反应为2CH3CH2OH+O2＝2CH3CHO+2H2O
【答案】C
【解析】A、该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，则单位时间内转移电子数越多，电流强度越大，正确；B、燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极，所以X是负极，Y是正极，电子从外电路的负极流向正极，正确；C、酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子，所以X极区的氢离子浓度增大，pH减小，错误；D、燃料电池的反应的实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水，所以电池总反应为2CH3CH2OH+O2＝2CH3CHO+2H2O，正确，答案选C。
【考点】考查原电池的反应原理，溶液pH的变化，电子的流向，反应方程式的判断
7. 有关下列装置的叙述不正确的是
A．图①铝片发生的电极反应式是：Al＋4OH－－3e－===AlO2-＋2H2O
B．图②发生析氢腐蚀，离子反应方程式为：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
C．图③溶液中发生了变化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．图④充电时，阳极反应是：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO42-＋4H＋
【答案】B
【解析】B项，②中反应的离子方程式为Fe＋2CH3COOH===Fe2＋＋2CH3COO－＋H2↑，错误。
8. 下列有关电池的说法不正确的是
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．氢氧燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极 【答案】B
【解析】锂离子电池中能循环使用，属于二次电池，A正确；铜锌原电池中，锌易失电子而作负极，铜作正极，电子从负极沿导线流向正极，B错；燃料电池属于原电池，是将化学能转变为电能的装置，C正确；锌锰干电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，故D正确。
9. 用选项中的电极、溶液和如图所示装置可组成原电池。下列现象或结论叙述正确的是
选项
电极a
电极b
A溶液
B溶液
现象或结论
A
Cu
Zn
CuSO4
ZnSO4
一段时间后，a增加的质量与b减少的质量相等
B
Cu
Zn
稀H2SO4
ZnSO4
盐桥中阳离子向b极移动
C
C
C
FeCl3
KI、淀粉混
合液
b极附近溶液变蓝
D
Fe
C
NaCl
FeCl3
外电路电子转移方向：b→a
【答案】C
【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。据此可知：A中该原电池中，Zn负极上的电极发生氧化，正极铜离子析出，一段时间后两析质量不等，A错；B中盐桥中阳离子向正极铜移动，因为a是Cu做正极，B错；Fe3+具有氧化性，I-具有还原性，所以该的电池中，电极b做负极，a做正极，I-失去电子生成I2，淀粉溶液遇碘变蓝色，则b极附近溶液变蓝，C正确；D中铁活泼，所以电极a做负极，b电极做正极，外电路电子从a沿导线流向电极b，D错。
10. 镁—次氯酸盐燃料电池具有比能量高、安全方便等优点，该电池主要工作原理如图所示，其正极反应为：ClO－+ H2O + 2e－= Cl－+ 2OH－，关于该电池的叙述正确的是
A．该电池中镁为负极，发生还原反应
B．电池工作时，OH－向正极移动
C．电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小
D．该电池的总反应为：Mg + ClO－+ H2O = Mg(OH)2↓+ Cl－
