人教版高中化学选修4-4.1《原电池》常见题型及解法

第4章电化学基础4.1 原电池1．锂(Li)—空气电池的工作原理如图所示下列说法不正确．．．的是A．金属锂作负极，发生氧化反应B．Li+通过有机电解质向水溶液处移动C．正极的电极反应：O2+4e—==2O2—D．电池总反应：4Li+O2+2H2O==4LiOH【答案】C【解析】在锂空气电池中，金属锂失去电子，发生氧化反应，为负极，A项正确；Li在负极失去电子变成了Li+，会通过有机电解质向水溶液处（正极）移动，B 项正确；正极氧气得到了电子后与氢结合形成氢氧根，电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，C项错误；负极的反应式为Li-e-= Li+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应则为4Li+O2+2H2O==4LiOH，D项正确。

答案选C。

2．某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu：相对原子质量为64)。

按照实验步骤依次回答下列问题：（1）导线中电子移动方向为___(用a、b表示)。

（2）原电池的正极为__。

（3）写出装置中铜电极上的电极反应式：___。

（4）若装置中铜电极的质量增加32g，则导线中转移的电子数目为__。

（5）装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，盐桥中的K+向__（填“左侧”或“右侧”）烧杯移动。

【答案】（1）a→b （2）Cu （3）Cu2++2e-=Cu （4）1N A（5）右侧【解析】Zn作负极，失电子，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，Cu2+在正极得电子，电极反应为：Cu2++2e-=Cu。

【详解】(1)电子移动方向：负极→导线→正极，即a→b；(2)由分析可知，正极为Cu；(3)Cu作正极，正极发生的反应为：Cu2++2e-=Cu；(4)n(Cu)=32g64g/mol=0.5mol，由Cu2++2e-=Cu可知，转移电子物质的量n=2×0.5mol=1mol，即转移电子数目为1N A；(5)K+是阳离子，阳离子向正极移动，即向右移动。

第四章电化学基础第一节原电池【思维导图】【微试题】1.（2012全国大纲卷）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。

据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（）A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④【答案】B2.（2012四川高考）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH – 4e–+ H2O = CH3COOH + 4H+。

下列有关说法正确的是（） A．检测时，电解质溶液中的H+向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗 4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2 = CH3COOH+ H2OD．正极上发生的反应为：O2+ 4e–+2H2O=4OH–【答案】C3.（2011全国新课标）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是（）A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O【答案】C4. （2015山东理综卷29、(15分)）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。

LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。

（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。

B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________ ，电解过程中Li+向_____电极迁移（填“A”或“B”）。

（2）利用钴渣[含Co(OH)3、F e(O H)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为____________________________________，铁渣中铁元素的化合价为___________，在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2的体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为__________。

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．下列叙述正确的是()①原电池是把化学能转化为电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现A．①⑤B．①④⑤C．②③④D．②⑤解析：②原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应；③原电池的反应必须是能自发进行的氧化还原反应；④碳棒是导体，可作原电池的正极。

答案： A2．下列装置可以组成原电池的是()答案： A3．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U型管)构成一个原电池。

以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②B．②③C．②④D．③④解析：该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应式为2Ag＋＋2e－===2Ag，因此②对；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能形成闭合回路，所以③错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对。

答案： C4．某原电池装置如图所示。

下列有关叙述中，正确的是()A．Fe作正极，发生氧化反应B．负极反应：Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3↓C．工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中pH不变D．盐桥中的Cl－向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性解析：A项，铝的金属性强于铁，则铝是负极，铁是正极，铁上发生还原反应，错误；B项，铝是负极，失去电子，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O，错误；C项，工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中氢离子放电，浓度降低，则pH增大，错误；D 项，铝是负极，则盐桥中的Cl－向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性，D正确。

姓名，年级：时间：第四章电化学基础第一节原电池学习目标核心素养1.以铜锌原电池为例，了解原电池的工作原理。

2．会正确判断原电池的正极和负极，能正确书写电极反应式和电池反应方程式。

3．能设计简单的原电池。

1。

宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电子的移动、阴阳离子的移动、氧化反应及还原反应的发生、电流的形成过程和原理。

2．变化观念与平衡思想：进一步深化对化学能与电能相互转化的认识，了解从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，理解带有盐桥原电池的实用性.一、原电池及其工作原理1．原电池(1)概念:将化学能转化为电能的装置。

(2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能。

2．原电池工作原理（以锌铜原电池为例）3.原电池形成条件(1)两个活泼性不同的电极较活泼金属作负极，较不活泼金属或非金属作正极。

（2）电解质溶液两电极必须浸在电解质溶液中.（3）形成闭合回路用导线（或盐桥）分别连通外电路、内电路。

(4)自发氧化还原反应实质性非物质形式条件。

二、原电池的设计理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池。

实际设计时应注意以下几方面。

（1)外电路负极(还原性较强的物质)错误!正极（较稳定的金属或能导电的非金属).（2)内电路将两极浸入电解质溶液中，使正、负离子作定向运动。

（3)闭合电路探究点一原电池的构成条件和工作原理1．原电池的构成条件（1)具有不同的电极,较活泼的金属作负极,失去电子，发生氧化反应;较不活泼金属或非金属（石墨等)作正极，得到电子,发生还原反应，此电极本身不变。

(2)具有电解质溶液。

（3）具有导线相连(或直接接触)组成的闭合回路.(4)有能自发进行的氧化还原反应（有明显电流产生时需具备此条件)。

a．不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定式，如下图甲池中Mg作负极：Mg－2e－===Mg2＋，Al作正极：2H＋＋2e－===H2↑；乙池中由于镁不与强碱反应而Al和NaOH溶液的反应能自发进行，所以Al作负极：Al－3e－＋4OH－===AlO－，2＋2H2O，Mg作正极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。

个性化辅导讲义（5）铝﹣空气﹣海水电池1991 年，我国首例以铝﹣空气﹣海水为材料组成的新型电池用作航海标志灯．该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流．工作原理：﹣3+负极：4Al﹣12e﹣= 4Al 3+ 正极：3O2+6H2O+12 e﹣=12OH﹣总反应：4Al+3O2+6H2O = 4Al （OH） 3 特点：这种海水电池的能量比“干电池”高20﹣50 倍．（6）高能电池﹣锂电池该电池是20 世纪70年代研制出的一种高能电池．由于锂的相对原子质量很小，所以比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大，使用寿命长，适用于动物体内（如心脏起搏器）．因锂的化学性质很活泼，所以其电解质溶液应为非水溶剂．如作心脏起搏器的锂﹣碘电池的电极反应式为：负极：2Li ﹣2e ﹣= 2Li +正极：I 2+2e﹣= 2 I ﹣总反应式为：2Li+I 2 = 2LiI练习：（9 分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiCIO 4。

溶于混合有机溶剂中，Li +通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：（1）外电路的电流方向是由______ 极流向___ 极。

（填字母）（2）电池正极反应式为。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________ （填“是”或“否”），原因是 ____________ 。

（4）MnO2可与KOH和KClO3，在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_____________ 。

K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________ 。

二、二次电池1、定义：二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生．这类电池可以多次重复使用．2、常见的二次电池：（1）铅蓄电池是最常见的二次电池，它由两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有PbO2，负极板上覆盖有Pb，电解质是H2SO4．铅蓄电池放电的电极反应如下：负极：Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4（氧化反应）正极：PbO2+SO42﹣十4H++2e﹣=PbSO4+2H2O（还原反应）总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4 十2H2O 铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程：阴极：PbSO4+2e﹣=Pb+SO42﹣（还原反应）阳极：PbSO4+2H2O﹣2e﹣=PbO2+SO42﹣十4H+（氧化反应）总反应：2PbSO4 十2H2O=Pb+Pb2O+2H2SO4 可以把上述反应写成一个可逆反应方程式：Pb+PbO2+2H2SO4?2PbSO4十2H2O练习：已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4 mol 电子时铁电极的质量减少11.2 g 。

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第一节原电池选题表知识点基础过关能力提升原电池的设计1原电池原理2，3,4,511原电池原理的应用6，912综合应用7，8,1013,14基础过关(20分钟）1。

在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（ A ）A.H2SO4（aq）+BaCl2（aq）BaSO4（s)+2HCl（aq）ΔH<0B.2CH3OH(l）+3O2(g）2CO2（g)+4H2O(l）ΔH〈0C。

4Fe(OH）2（s)+2H2O（l)+O2（g)4Fe（OH）3（s）ΔH〈0D.3Cu(s）+8HNO3（aq)3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O（l）ΔH<0解析：A属于复分解反应，不是氧化还原反应，不能用于设计原电池，符合题意；B、C、D属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池.2。

（2018·广西贵港高二期中)原电池原理的发现和各式各样电池装置的发明是化学对人类的一项重大贡献,关于如图所示原电池的说法正确的是( C ）A.将电能转化为化学能的装置B.电子由铜片经导线流向锌片C。

锌片为负极,发生氧化反应D。

铜片上发生的反应为Cu2++2e—Cu解析:该装置为原电池，将化学能转化为电能的装置，A错误;原电池中，电子从负极流向正极，即由锌片经导线流向铜片，B错误；活泼性强的金属作负极，负极上Zn失电子，发生氧化反应，C正确;铜片上发生的反应为2H++2e—H2↑，D错误。

2021年高中化学 4.1原电池同步练习（含解析）新人教版选修4一、非标准1.对于原电池的电极名称,叙述错误的是( )A.发生氧化反应的一极为负极B.正极为电子流入的一极C.比较不活泼的金属为负极D.电流流出的一极为正极答案:C2.下列装置可以形成原电池的是( )答案:A3.下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池,某实验兴趣小组同学做完实验后,在读书卡片上记录如下:卡片:No.28 时间:xx.03.20实验后的记录:①Zn为正极,Cu为负极②H+向负极移动③电子流动方向为ZnCu④Cu极有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线,则产生的H2为0.5 mol⑥正极反应为:Zn-2e-Zn2+A.①②③B.③④⑤C.①⑤⑥D.②③④解析:构成原电池的正极是Cu,负极是Zn,故①错误;电子从负极Zn流出,流向正极Cu,H+向正极移动,在Cu上得电子:2H++2e-H2↑,故②错误,③④正确;此原电池负极上发生的反应是Zn-2e-Zn2+,⑥错误;总反应方程式:Zn+2H+Zn2++H2↑,当有1 mol电子通过时,产生H2为0.5 mol,故⑤正确。

答案:B4.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。

下列说法中正确的是( )A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-6OH-+3H2↑C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-H2↑答案:B5.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。

①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④解析:由原电池原理判断金属活动性,外电路电流从②流向①,②为正极,金属活动性①>②;①③相连,③为正极,金属活动性①>③;②④相连,②上有气泡(H2)逸出,②为正极,金属活动性④>②;③④相连,③质量减少,则金属活动性③>④,即金属活动性顺序为①>③>④>②,B正确。

《原电池》常见题型及解法有关原电池的知识是《考试大纲》要求理解并掌握的重要知识，是高中“电化学”知识的重要组成部分，也是化学和物理两个学科知识和能力的交叉点。

现为同学们总结几种常见的应用原电池原理的题型及解法，希望对同学们解决原电池问题会有所帮助。

题型一、判断所给装置是否原电池解决这类题型必须清楚构成原电池的条件：（1）有两种活动性不同的金属作电极（或一种惰性电极，如石墨电极、铂电极。

）,例如:Zn-Cu，Cu-Ag，Zn-石墨，Cu-Pt均可以是组成原电池的两个极的材料；（2）电极材料均插入电解质溶液中；（3）两极相连与电解质溶液共同构成闭合回路。

要构成一个原电池，必须满足这样的三个条件，缺一不可，缺少其中的任意一个条件均不能构成原电池。

否，不是闭合回路均是是否，非电解质是是是在判断一个装置是否原电池时，应该注意这样三点：（1）不要计较电极的形状和大小；（2）不要计较闭合电路的形成方式，可以有导线，也可以不用导线，只要让两个电极互相连通就行；（3）也不必考虑电解质的成份，可以是一种溶质，也可以是多种溶质的电解质溶液；可以是强电解质溶液，也可以是弱电解质溶液。

只要符合前面所说的构成原电池的三个条件，就能构成原电池。

题型二、电极反应式的书写：Zn-2e-=Zn2+Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2 +2H2O+4e-=4OH Cu2++2e-=Cu 2Fe3++2e-=2 Fe2+一般说来，简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失电子变成金属阳离子：R-ne=R n+，比较容易写出；正极上的反应相对复杂一些，需要我们判断出溶液中的哪种微粒在正极板上得电子，这取决于溶液中各种微粒得电子能力的相对大小，这是正确写出正极上电极反应式的关键。

常见的有这样三种情况，（1）酸性溶液中，H+得电子，发生析出氢气的反应，可以看作金属的析氢腐蚀；（2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得电子，可以看作是负极发生吸氧反应；（3）当溶液中有金属活动顺序表中H后面的金属阳离子时，通常该金属阳离子得电子，例如：Cu2+、Fe3+、Ag+等。