原电池-人教版高中化学选修4同步练习

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。

4-1原电池一、选择题1．下列装置不可以组成原电池的是( )答案：C点拨：C中的装置不能形成闭合回路。

2．如图所示装置，下列说法正确的是( )A．Cu为正极，Cu片上发生还原反应B．Cu为正极，Cu片上发生氧化反应C．Cu为负极，Cu片上发生还原反应D．Cu为负极，Cu片上发生氧化反应答案：A点拨：原电池中活泼性较差的一极作正极，正极上发生还原反应。

3．下列叙述中正确的是( )A．任何化学反应都能设计成原电池B．任何氧化还原反应都能设计成原电池C．原电池反应一定是氧化还原反应D．两个不同的金属电极插入到电解质溶液中就能形成原电池答案：C点拨：形成原电池的反应是氧化还原反应，故A错。

原电池反应必须是自发的、放热的，吸热的氧化还原反应不能设计成原电池，故B错。

根据原电池的形成条件必须形成闭合回路，故D错。

4．下列反应不可用于设计成原电池的是( )A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2OB．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2OC．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3答案：A点拨：自发氧化还原反应都可以设计成原电池。

A项为非氧化还原反应，不能设计成原电池。

5．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是( )A．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl2溶液B．正极为C，负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液C．正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液D．正极为Ag，负极为Fe，电解质为CuSO4溶液答案：B点拨：将电池反应拆分为两个半反应，正极：Fe3＋＋e－===Fe2＋(还原反应)，负极：Fe－2e－===Fe2＋(氧化反应)，所以负极材料必须是Fe，正极材料只要是比铁不活泼的金属或非金属即可，电解质溶液为可溶性的三价铁盐。

所以B可以，A、C、D不行。

6．某电池的总反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是( )答案：A答案：能实现反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋原电池应符合以下条件：①负极为Fe，正极材料的活泼性比Fe差；②电解质溶液应为含Fe3＋的溶液。

(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。

第四章电化学基础第一节原电池1．（2020·河北唐山一中期中）甲醇是重要的工业原料。

煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

（1）常压下反应的能量变化如图所示。

此反应的活化能为______，在______(填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。

（2）实验测得16g甲醇[CH3OH(l)]在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25kJ的热量，试写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：_________。

（3）某兴趣小组同学利用甲醇燃料电池探究电浮选法处理污水的一种方式：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体。

Fe(OH)3胶体具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。

装置如图所示。

①甲池中A极电极反应式：______；工作一段时间后，甲池的pH______（填“变大”、“变小”或“不变”）。

②Fe(OH)3胶体中分散质粒子的直径范围为________；若乙池实验时污水中离子浓度较小，导电能力较差，净水效果不好，此时应向污水中加入适量的_________。

A．H2SO4B．BaSO4C．Na2SO4D．NaOH E．CH3CH2OH【答案】419kJ∙mol-1低温 CH3OH(l)+32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.5kJ∙mol-1CH3OH−6e-+8OH-=2-3CO+6H2O 变小 1~100nm C【详解】（1）由反应的能量图可知，此反应为放热反应，ΔH＜0，此反应的活化能为419kJ∙mol-1，ΔS＜0，要使ΔG=ΔH-TΔS＜0，在低温情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行；（2）16g甲醇[CH3OH(l)]的物质的量为0.5mol，0.5mol甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25kJ的热量，1mol甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.5kJ的热量，该反应的热化学方程式为：CH3OH(l)+32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.5kJ∙mol-1；（3）①由装置图可知，甲为甲醇燃料电池，则乙为电解池；A电极甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，则电极反应式为：CH3OH−6e-+8OH-=2-3CO+6H2O，甲池由于消耗了氢氧根离子，甲池的pH变小；②胶体中分散质粒子的直径在1~100nm之间，Fe(OH)3胶体中分散质粒子的直径范围为1~100nm，保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐；A．H2SO4易溶于水，溶于水显酸性会使pH减小，故A不符合题意；B．BaSO4难溶于水，故B不符合题意；C．Na2SO4易溶于水，溶于水显中性，故C符合题意；D．NaOH易溶于水，溶于水显碱性，故D不符合题意；E．CH3CH2OH易溶于水，溶于水显中性，乙醇是非电解质，不能使溶液的导电性增强，故E不符合题意；答案选C。

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。

第四章电化学基础第一节原电池A组1.有关原电池的下列说法中正确的是()A.在外电路中电子由正极流向负极B.在原电池中负极发生还原反应C.阳离子向正极方向移动D.原电池中正极一定是不活泼金属解析:在外电路中,电子从负极流向正极;原电池中负极发生氧化反应;随着反应的进行,阳离子在正极被还原,所以电解质溶液中的阳离子向正极移动;原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差,但不一定是不活泼金属。

答案:C2.理论上不能设计为原电池的化学反应是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)ΔH<0C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH<0D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq)ΔH<0解析:原电池反应均是自发进行的放热的氧化还原反应,选项A、C、D均属氧化还原反应,理论上可以设计成原电池,而选项B是非氧化还原反应,不能设计成原电池。

答案:B3.某同学制作一个原电池,电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+Zn2++Cu,它的组成是()A.Cu为正极,Zn为负极,CuCl2为电解质溶液B.Cu为正极,Zn为负极,ZnCl2为电解质溶液C.Zn为正极,Cu为负极,CuCl2为电解质溶液D.Zn为正极,Cu为负极,CuSO4为电解质溶液解析:根据原电池中正负极的判断方法,可以分析在将反应Zn+Cu2+Zn2++Cu设计为原电池时,由于锌发生了氧化反应,因而负极材料应选择锌;正极材料选择比锌不活泼的金属或者非金属;而电解质溶液中要含有Cu2+。

答案:A4.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为:X→外电路→YB.若两电极分别为Zn和石墨棒,则X为石墨棒,Y为ZnC.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>YD.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应解析:由图可知,电子的流动方向是X→外电路→Y,则电流的方向就为Y→外电路→X;X 为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y的强;X极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。

原电池同步练习（一）典型例题【例1】锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2==LiMnO2，下列说法正确的是（）A．Li是正极，电极反应为Li－e- == Li+B．Li是负极，电极反应为Li－e- == Li+C．Li是负极，电极反应为MnO2 + e- == MnO2－D．Li是负极，电极反应为Li－2e- == Li2+解析：本题根据总反应判断Li被氧化应为负极材料，其失电子成为Li+，正极放电的为MnO2。

若已知电池总反应而要写电极反应式，这类题的一般处理方法是：根据“负失氧、正得还”的规律容易先判断负极材料，负极材料若是金属则失电子而变为相应阳离子（注意：Fe 失电子应变为Fe2+），负极材料若是其他被氧化的物质（如氢氧燃料电池中的Ｈ2、甲烷燃料电池中的CH4）则失电子变为相应氧化产物，然后再推断正极反应。

答案：B【例2】一种新型燃料电池，是用两根金属铂做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入H2和O2，下解说法不正确的是（）A．通入H2的电极为负极B．通入O2的一极电极反应为4H2O+O2+8e=8OH-C．随着放电的进行，负极附近pH上升D．标准状况下通入 5.6LO2完全反应后有1mol电子转移解析：本题考点是原电池部分的基础知识，要求学会会判断电源的正负极，会正确书写电极反应式和总电池反应式，高考对这一问题会从两个方面进行考查：1．根据给出的两个电极反应式，写总反应式：书写时注意使两个电极反应式得失电子数相等后相加两式，消去反应物和生成物中相同的物质即可。

注意若反应式同侧出现不共存的离子，如H+和OH-，Pb2-和SO42-，要写成反应后的物质如H2O和PbSO4。

2．给出总反应式，写电极反应式：书写步骤为：1）列物质，标得失 2）选离了配电荷，3）配个数，巧用水，4）两式加验总式以氢氧燃料电池为例。

高中化学原电池练习题一．选择题（共30小题）1．如图所示，装置在常温下工作（溶液体积变化忽略不计）．闭合K，灯泡发光．下列叙述中不正确的是（）A．当电路中有1.204×1022个电子转移时，乙烧杯中溶液的C（H+）约为0.1mol•L﹣1B．电池工作时，盐桥中的K+移向甲烧杯C．电池工作时，外电路的电子方向是从a到b D．乙池中的氧化产物为SO42﹣2．理论上不能设计原电池的化学反应是（）A．CH4（g）+2O2（g）→CO2（g）+2H2O（l）；△H＜0B．HCl（l）+NaOH（l）═NaCl（l）+H2O（l）；△H＜0C．Fe（s）+H2SO4（l）═FeSO4（l）+H2（g）；△H＜0D．2FeCl3（l）+Fe（s）═3FeCl2（l）；△H＜03．某实验小组依据反应AsO43﹣+2H++2I﹣⇌AsO33﹣+I2+H2O设计图1原电池，探究pH对AsO43﹣氧化性的影响。

测得电压与pH的关系如图2，下列有关叙述错误的是（）A．pH＞0.68时，甲烧杯中石墨为负极B．pH＝0.68时，反应处于平衡状态C．pH＞0.68时，氧化性I2＞AsO43﹣D．pH＝5时，负极电极反应式为2I﹣﹣2e﹣＝I24．“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为TiO2电极，b为Pt电极，c为WO3电极，电解质溶液为pH＝3的Li2SO4﹣H2SO4溶液。

锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。

下列关于该电池的说法正确的是（）A．若用导线连接a、c，则a为负极，该电极附近pH增大B．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为H x WO3﹣xe﹣═WO3+xH+C．若用导线连接b、c，b电极附近pH增大，可实现太阳能向电能转化D．若用导线连接b、c，c电极为负极，可实现H x WO3转化为WO35．锌﹣空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，可作为新能源汽车的电源。

第四章电化学基础第一节原电池[目标要求] 1.理解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。

2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。

3.会判断原电池的正、负极，能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。

一、原电池1．原电池定义：将化学能转变为电能的装置。

2．实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能。

3．简单原电池的构成条件：①活泼性不同的两个电极，②电解质溶液，③形成闭合回路，④能自发进行的氧化还原反应。

二、原电池的工作原理工作原理：利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。

以铜锌原电池为例：1．在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失电子，形成Zn2＋进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；CuSO4溶液中，Cu2＋从铜片上得电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上。

锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；铜为正极，发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。

总反应式为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，反应是自发进行的。

2．闭合回路的构成：外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极，内电路：溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液，阳离子移向CuSO4溶液。

3．盐桥盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。

当其存在时，随着反应的进行，Zn棒中的Zn 原子失去电子成为Zn2＋进入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2＋过多，带正电荷。

Cu2＋获得电子沉积为Cu，溶液中Cu2＋过少，SO2－4过多，溶液带负电荷。

当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的继续进行。

盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中Cl－向ZnSO4溶液迁移，K＋向CuSO4溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。

知识点一原电池1．下列装置中能构成原电池产生电流的是()答案 B解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn－2e－===Zn2＋，2H＋＋2e－===H2↑；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。