(完整版)原电池练习题(带答案)
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原电池练习二答案一、选择题1.下列原电池的说法正确的是A.所有的氧化还原反应都能设计成原电池B.原电池的两极中较活泼的金属一定为负极C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应D.原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析:选C;A项,必须是自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池,错误;B项,原电池的两极中较活泼的金属一般为负极,但在某些特殊的电解质溶液中,如Mg-AlNaOH原电池,较活泼的金属Mg与NaOH不能反应,而Al与之反应,较不活泼的金属Al作负极,故错误;D项,原电池反应后,电极产物仍会具有一定的能量,且由于过程中放热,不可能100%进行转化,故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能,错误;2.2017·泉州模拟课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成;下列结论错误的是A.原电池是将化学能转化成电能的装置B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C.图中a极为铝条、b极为锌片时,导线中会产生电流D.图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片解析:选D;原电池是将化学能转化成电能的装置,A正确;原电池由电极、电解质溶液和导线等组成,B正确;图中a极为铝条、b极为锌片时,构成原电池,导线中会产生电流,C正确;图中a极为锌片、b极为铜片时,锌片作负极,电子由锌片通过导线流向铜片,D错误;3.研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl;下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是A.正极反应式:Ag+Cl--e-===AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物解析:选B;电池的正极得电子,A错误;阳离子向正极移动,C错误;Ag化合价升高形成AgCl,AgCl是氧化产物,D错误;4.“天宫二号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电,夜间镍氢电池向飞行器供电;镍氢电池的结构示意图如图所示;若电池总反应为2NiOH2错误!2NiOOH+H2;则下列说法正确的是A.放电时,NiOOH发生氧化反应B.充电时,a电极的pH增大,K+移向b电极C.充电时,a电极的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-D.放电时,负极反应为NiOOH+H2O+e-===NiOH2+OH-解析:选C;放电时,NiOOH在正极上放电,发生还原反应,A错误;充电时,a电极作阴极,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,pH增大,K+移向a电极,B错误、C正确;放电时,负极上H2放电,D错误;5.2017·张家界模拟液流电池是一种新的蓄电池,是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域环境广、循环使用寿命长的特点;如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液;下列说法正确的是A.充电时阳极的电极反应式:Zn-2e-===Zn2+B.充电时电极a为外接电源的负极C.放电时Br-向右侧电极移动D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大解析:选D;如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液,所以该电池的负极为锌,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,溴为原电池的正极,电极反应式为Br2+2e-===2Br-,充电时阳极的电极反应式与正极的电极反应式相反,所以充电时阳极的电极反应式为2Br--2e-===Br2,故A错;在充电时,原电池的正极连接电源的正极,是电解池的阳极,而原电池的负极连接电源的负极,所以充电时电极a为外接电源的正极,故B错;放电时为原电池,在原电池中间隔着一个阳离子交换膜,所以Br-不能向右侧电极移动,故C 错;放电时左侧生成溴离子,为平衡电荷,右侧的锌离子向左侧电极移动,所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大,故D正确;6.如图所示,最近美国医学家利用人体自身环境设计了心脏起搏器,其动力由人体体液中的能量物质提供;下列有关说法正确的是A.图中“”为人体中的脂肪B.O2极为心脏起搏器的负极C.产生的CO2使人体血液呈酸性,长期使用对人体有害D.电池正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-解析:选D;本题将原电池原理进行拓展和创新,所以解答时首先要了解人体体液中的能量物质,其次要根据原电池原理来分析心脏起搏器的正、负极;选项A,人体体液中的能量提供者是葡萄糖,不是脂肪;选项B,体液中的葡萄糖为电池的负极;选项C,人体自身呼吸作用也会产生二氧化碳,通过人体的呼吸和体液调节不会使人体的血液呈酸性;选项D,O2获得电子为电池的正极,其电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-;7.如图所示,杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是实验过程中,不考虑两球的浮力变化A.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低B.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端低B端高C.当杠杆为导体时,A端低B端高D.当杠杆为导体时,A端高B端低解析:选C;当杠杆为导体时,构成原电池,Fe作负极,Cu作正极,电极反应式分别为负极:Fe-2e-===Fe2+,正极:Cu2++2e-===Cu,铜球增重,铁球质量减轻,杠杆A端低B端高;8.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源;一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能;该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca===CaCl2+Li2SO4+Pb;下列有关说法正确的是A.正极反应式:Ca+2Cl--2e-===CaCl2B.放电过程中,Li+向负极移动C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g PbD.常温时,在正、负极间接上电流表或检流计,指针不偏转解析:选D;正极应是得电子发生还原反应,故为PbSO4+2e-===Pb+SO错误!,A错误;放电过程为原电池,阳离子向正极移动,B错误;每转移0.1 mol电子,生成0.05 mol Pb,为10.35 g,C错误;由题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作,故常温下电解质不能熔化,不能形成原电池,指针不偏转,D正确;9.如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,下列说法不正确的是A.该装置将化学能转化为电能B.催化剂b表面O2发生还原反应,其附近的溶液酸性增强C.催化剂a表面的反应是SO2+2H2O-2e-===SO错误!+4H+D.若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15解析:选B;A项,该装置没有外加电源,是一个原电池,能把化学能转化为电能,正确;B项,催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O,消耗H+,其附近溶液酸性减弱,错误;C项,催化剂a表面SO2失去电子生成硫酸,电极反应式为SO2+2H2O-2e-===SO错误!+4H +,正确;D项,催化剂a处的反应为SO2+2H2O-2e-===SO错误!+4H+,催化剂b处的反应为错误!O2+2H++2e-===H2O,则总反应式为SO2+H2O+错误!O2===H2SO4;设参加反应的SO2的质量为x g,加入的H2O的质量为y g,则生成硫酸的质量为错误!g,消耗水的质量为错误!g,因得到硫酸的浓度为49%,故有错误!=错误!,可得x∶y=8∶15,正确;10.教材改编题镍镉Ni-Cd可充电电池在现代生活中有广泛应用;已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2O错误!CdOH2+2NiOH2;有关该电池的说法正确的是A.放电时负极附近溶液的碱性不变B.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动C.放电时正极反应:NiOOH+e-+H2O===NiOH2+OH-D.放电时Cd在正极上放电解析:选C;放电时Cd作负极,发生Cd-2e-+2OH-===CdOH2,负极附近溶液碱性减弱,A、D错误;放电时电解质溶液中的OH-向负极移动,B错误;放电时正极反应:NiOOH+e-+H2O===NiOH2+OH-,C正确;11锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O===2ZnOH错误!;下列说法正确的是A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c OH-逐渐减小C.放电时,负极反应为Zn+4OH--2e-===ZnOH错误!D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L标准状况解析K+带正电荷,充电时K+应该向阴极移动,A项错误;根据该电池放电的总反应可知,放电时消耗OH-,则充电时,OH-浓度应增大,B项错误;放电时,Zn为负极,失去电子生成ZnOH错误!,其电极反应为Zn+4OH--2e-===ZnOH错误!,C项正确;消耗1 mol O2转移4 mol电子,故转移2 mol电子时消耗0.5 mol O2,0.5 mol O2在标准状况下的体积为11.2 L,D项错误;答案 C12.2015·高考江苏卷一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下;下列有关该电池的说法正确的是A.反应CH4+H2O错误!3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-===2H2OC.电池工作时,CO错误!向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-===2CO错误!解析:选D;A选项,甲烷中的C为-4价,一氧化碳中的C为+2价,每个碳原子失去6个电子,因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol电子,所以错误;B选项,熔融盐中没有氢氧根离子,因此氢氧根离子不能参与电极反应,电极反应式应为H2+CO+2CO错误!-4e-===3CO2+H2O,所以错误;C选项,碳酸根离子应向负极移动,即向电极A移动,所以错误;D选项,电二、非选择题1.以甲烷燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写;1酸性介质如H2SO4负极:_____________________________________________________________;正极:______________________________________________________________;总反应式:____________________________________________________________;2碱性介质如KOH负极:__________________________________________________________________;正极:__________________________________________________________________;总反应式:_______________________________________________________________;3固体电解质高温下能传导O2-负极:________________________________________________________________;正极:________________________________________________________________;总反应式:______________________________________________________________;4熔融碳酸盐如熔融K2CO3环境下负极:__________________________________________________________________;正极:__________________________________________________________________;总反应式:_______________________________________________________________;答案:1CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+2O2+8e-+8H+===4H2OCH4+2O2===CO2+2H2O2CH4-8e-+10OH-===CO错误!+7H2O2O2+8e-+4H2O===8OH-CH4+2O2+2OH-===CO错误!+3H2O3CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O2O2+8e-===4O2-CH4+2O2===CO2+2H2O4CH4-8e-+4CO错误!===5CO2+2H2O2O2+8e-+4CO2===4CO错误!CH4+2O2===CO2+2H2O2.14分1以Al和NiOOH为电极,NaOH溶液为电解质溶液组成一种新型电池,放电时NiOOH转化为NiOH2,该电池反应的化学方程式是__________________________________________________________;2普通锌锰电池放电时发生的主要反应为Zn+2NH4Cl+2MnO2===ZnNH32Cl2+2MnOOH;该电池中,负极材料主要是________,与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点是__________________________________________________________;3将氢氧燃料电池中的氢气换成氨气也可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2===2N2+6H2O;电解质溶液应该呈________填“酸性”“碱性”或“中性”,负极的电极反应式:________________________________________________________________;解析:1根据得失电子守恒有Al+3NiOOH+NaOH―→NaAlO2+3NiOH2,再由元素守恒得:Al+3NiOOH+NaOH+H2O===NaAlO2+3NiOH2;2根据普通锌锰电池放电时发生的主要反应:Zn+2NH4Cl+2MnO2===ZnNH32Cl2+2MnOOH,失去电子的为负极,材料为锌;金属易和酸发生反应,而在碱性条件下,金属的性质比较稳定,电池的使用寿命大大增加;3NH3与酸反应生成盐,故该电池应选用碱性电解质溶液;答案:1Al+3NiOOH+NaOH+H2O===NaAlO2+3NiOH22锌在碱性条件下,金属的性质比较稳定,电池的使用寿命大大增加3碱性2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O3.14分已知在酸性条件下发生的反应为AsO错误!+2I-+2H+===AsO错误!+I2+H2O,在碱性条件下发生的反应为AsO错误!+I2+2OH-===AsO错误!+H2O+2I-;设计如图装置C1、C2均为石墨电极,分别进行下述操作:Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸;Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液;结果发现检流计指针均发生偏转,且偏转方向相反;试回答下列问题:1两次操作中指针为什么都发生偏转__________________________________________________________;2两次操作过程中指针偏转方向为什么相反试用化学平衡移动原理解释:__________________________________________________________;3操作Ⅰ过程中C1棒上发生的反应为__________________________________;4操作Ⅱ过程中C2棒上发生的反应为__________________________________;5操作Ⅱ过程中,盐桥中的K+移向______烧杯溶液填“A”或“B”;解析:由于酸性条件下发生的反应为AsO错误!+2I-+2H+===AsO错误!+I2+H2O,碱性条件下发生的反应为AsO错误!+I2+2OH-===AsO错误!+H2O+2I-,两反应都是氧化还原反应,而且满足构成原电池的三大要素:①不同环境中的两电极连接;②电解质溶液电极插入其中,并能自发发生氧化还原反应;③形成闭合回路;当加酸时,c H+增大,C1:2I--2e-===I2,为负极;C2:AsO错误!+2H++2e-===AsO错误!+H2O,为正极;当加碱时,c OH-增大,C1:I2+2e-===2I-,为正极;C2:AsO错误!+2OH--2e-===AsO错误!+H2O,为负极;答案:1两次操作均能形成原电池,将化学能转变成电能2①加酸时,c H+增大,AsO错误!得电子,I-失电子,所以C1极是负极,C2极是正极;②加碱时,c OH-增大,AsO错误!失电子,I2得电子,此时,C1极是正极,C2极是负极;故加入浓盐酸和NaOH溶液时发生不同方向的反应,电子流动方向不同,即检流计指针偏转方向不同32I--2e-===I24AsO错误!+2OH--2e-===AsO错误!+H2O5A4.14分2017·济宁模拟1银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化为K2ZnOH4,写出该电池的反应方程式:__________________________________________________________;22Ag+aq+Cus===Cu2+aq+2Ags设计的原电池如图所示;电极X的材料是________;电解质溶液Y是________;外电路中的电子是从________填电极名称,下同电极流向________电极;3将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池;通入CH4的电极反应式是CH4+10OH--8e-===CO错误!+7H2O,通入O2的电极反应式是__________________________________________________________;解析:1根据原电池反应和氧化还原反应的对应关系,初步确定氧化剂是过氧化银,还原产物是银;还原剂是金属锌,氧化产物是四羟基合锌酸钾;同时注意所用的介质是氢氧化钾溶液;2原电池正极发生还原反应,负极发生氧化反应,Ag+作氧化剂,Ag++e-===Ag的反应为正极反应式,Cu作负极,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+,Y溶液为AgNO3溶液,外电路中的电子由负极Cu流向正极Ag;3在原电池中,负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应;答案:1Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O===2K2ZnOH4+2Ag2铜AgNO3溶液铜银32O2+4H2O+8e-===8OH-5.15分1熔融盐电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650 ℃下工作的燃料电池,完成有关电池反应式;负极反应式:2CO+2CO错误!-4e-===4CO2,正极反应式:_____________________________________________________________________,电池总反应式:_________________________________________________________;2二甲醚CH3OCH3燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇燃料电池能量密度5.93 kW·h·kg-1;若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应式为__________________________________________________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E=________________________________________列式计算;能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW·h=3.6×106 J,F=96 500 C·mol-1;3NO x是汽车尾气中的主要污染物之一;通过NO x传感器可监测NO x的含量,其工作原理示意图如下:①Pt电极上发生的是________反应填“氧化”或“还原”;②写出NiO电极的电极反应式:_____________________________________________;解析:1本题中的电池是一种新型高能电池,电解质是熔融物,而不是电解质溶液,但有自由移动的CO错误!存在;原电池的反应原理实质是氧化还原反应中的电子转移,燃料电池总反应实质是一个燃烧反应,故负极CO失去电子,而正极应为O2得到电子,再与阴极助燃气CO2结合生成电解质阴离子CO错误!;2原电池中二甲醚在负极失去电子,所以负极电极反应式是CH3OCH3-12e-+3H2O===2CO2+12H+;二甲醚中碳原子的化合价是-2价,反应后变为+4价,每个碳原子失去6个电子,所以一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生12个电子的电量;由于能量密度=电池输出电能/燃料质量,若燃料质量为1 kg,则该电池的能量密度E=错误!÷3.6×106 J·kW-1·h-1≈8.39 kW·h·kg-1;3①由工作原理示意图可知,O2在Pt电极发生还原反应生成O2-;②在O2-参加反应下,NO在NiO电极发生氧化反应生成NO2;答案:1O2+2CO2+4e-===2CO错误!2CO+O2===2CO22CH3OCH3-12e-+3H2O===2CO2+12H+12错误!÷3.6×106 J·kW-1·h-1≈8.39 kW·h·kg-13①还原②NO+O2--2e-===NO26.1酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物;该电池放电过程产生MnOOH;回收处理该废电池可得到多种化工原料;该电池的正极反应式为____________________,电池反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________;2肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注,其工作原理如图所示;请写出电池正极的电极反应式:________________________________________,电池工作过程中,A极区溶液的pH________填“增大”“减小”或“不变”;解析:1酸性锌锰干电池中正极上发生还原反应,该电池放电过程中产生MnOOH,则正极反应式为MnO2+H++e-===MnOOH;金属锌作负极,发生氧化反应生成Zn2+,则负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,结合得失电子守恒可得电池反应式为2MnO2+2H++Zn===2MnOOH+Zn2+;2燃料N2H4在负极放电,则H2O2在正极B极上发生还原反应:H2O2+2e-===2OH -;电极A为负极,N2H4发生氧化反应:N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O,A极区c OH -减小,pH减小;答案:1MnO2+H++e-===MnOOH2MnO2+Zn+2H+===2MnOOH+Zn2+注:式中Zn2+可写为ZnNH3错误!、ZnNH32Cl2等,H+可写为NH错误!2H2O2+2e-===2OH-减小7.按要求写出电极反应式或总反应方程式;1肼N2H4-空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的电极反应式为_______________________________________________________________;2铝电池性能优越,Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,电解质溶液是NaOH和NaAlO2混合液,其原理如图所示;该电池反应的化学方程式为__________________________________________________________;解析:1肼-空气燃料电池是一种碱性电池,O2在正极反应,故负极是肼发生反应:N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O;2Al作负极,Ag2O/Ag作正极,NaOH和NaAlO2溶液是电解质溶液,所以生成物是NaAlO2、Ag、H2O;答案:1N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O22Al+3Ag2O+2NaOH===2NaAlO2+6Ag+H2O。
原电池练习题1.下列装置不能形成原电池的是( )2.有关如图所示原电池的叙述不正确的是( )A.电子沿导线由Cu片流向Ag片 B.正极的电极反应式是Ag++e-===AgC.Cu片上发生氧化反应,Ag片上发生还原反应 D.反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液3. MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是( )A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+B.正极反应式为Ag++e-===AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应 Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑4.(教材改编题)如图所示是一位同学在测试水果电池,下列有关说法错误的是( )A.若金属片A是正极,则该金属片上会产生H2 B.水果电池的化学能转化为电能C.此水果发电的原理是电磁感应D.金属片A、B可以一个是铜片,另一个是铁片5.如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由此判断表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是( )选项M N PA Zn Cu 稀H2SO4B Cu Fe 稀HClC Ag Zn AgNO3溶液D Zn Fe Fe(NO3)3溶液6.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( )A.①②中Mg作负极,③④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↑7.(2017·泗洪模拟)如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是( )A.电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的负极B.电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2e-===CuC.该原电池的总反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子8.一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时,为了加快反应速率又不影响生成H2的总量,可采取的措施是( )A.加入少量稀NaOH溶液 B.加入少量CH3COONa固体C.加入少量NH4HSO4固体 D.加入少量CuSO4溶液9.(2017·开封高三调研)如图,在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是( )A.外电路的电流方向为X→导线→YB.若两电极分别为铁和碳棒,则X为碳棒,Y为铁C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y10.一次电池——碱性锌锰干电池11.二次电池(以铅蓄电池为例)1.放电时的反应(1)负极: (氧化反应);(2)正极: (还原反应);(3)总反应:。
原电池原理及其应用能量转化与本质1.下列关于能量转化的认识中,不正确的是()A.电解饱和食盐水时,电能转化为化学能B.树木进行光合作用时,太阳能转化为化学能C.汽油燃烧时,化学能转化为热能D.电灯工作时,电能全部转化为光能2.生产、生活中化学能转化为电能常见的转化方式有()A.化学能~热能~机械能~电能B.化学能~电能C.化学能~核能~电能D.化学能~生物能~电能3.原电池产生电流的本质原因是()A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移4.使用时是将化学能转变为电能的是()A.水电站B.核电站C.酒精燃料电池D.锌锰干电池5.下列各装置中,不能构成原电池的是(电解质都为稀硫酸)()A.B.C.D.6.下列各装置中,能构成原电池的是()A B C D7.下列关于原电池的叙述中,正确的是()A.原电池能将化学能转变为电能B.原电池的负极得电子,发生还原反应C.原电池工作时,其正极不断产生电子并经外电路流向负极D.原电池的电极一定要由两种不同的金属组成8.铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成()A.铝铆钉B.铜铆钉C.锌铆钉D.锡铆钉9.在如图所示装置中,观察到电流计指针偏转;M棒变粗,N棒变细,由此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是( )10.下列现象与原电池无关的是()A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比纯铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件,在接触处容易生锈D.银质奖章(纯银制成)久置后表面变暗11.下列变化中属于原电池的是()A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速12.下列装置是否为原电池?判断依据是什么?13.判断下列装置是原电池的是()14.如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是()A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸GB.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液15.如图所示,把A、B插入C的溶液中,闭合电键K后电流仪G A、B、C可能是以下哪一组物质()A.A—Ag B—Fe C—HClB.A—Cu B—Zn C—CuSO4C.A—Zn B—石墨C—H2SO4D.A—石墨B—Zn C—H2SO416.电池是人类生产和生活中重要的能量来源。
完整版)原电池练习题带答案的中,放入锌片和铜片,连接电路,可以观察到电流计指针偏转,由此可以得出()A.锌片上发生氧化反应,铜片上发生还原反应B.锌片和铜片上都发生氧化反应C.锌片和铜片上都发生还原反应D.锌片和铜片上都没有反应发生1.略2.正确的叙述是B,即正极的电极反应式是Ag+e=Ag,而不是Ag++e=Ag。
3.错误的叙述是D,负极不会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。
4.错误的叙述是C,水果电池的原理是化学反应,而不是电磁感应。
5.可以成立的是选项B,即M为Zn,N为Fe,P为稀H2SO4.6.正确的结论是C,即③中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e=Fe。
7.正确的叙述是B,即电极Ⅱ的电极反应式为Cu+2e=Cu。
8.可采取的措施是B,即加入少量CH3COONa固体。
9.正确的结论是A,即锌片上发生氧化反应,铜片上发生还原反应。
改写:在盛有稀H2SO4的中,通过连接电路将锌片和铜片放入,可以观察到电流计指针偏转,表明锌片发生氧化反应,铜片发生还原反应。
电解实验中的电极反应:A池电极反应:Cu2+ + 2e- -。
CuC池电极反应:2H2O + 2e- -。
H2↑ + 2OH-若B槽中共收集到224mL气体(标况),且溶液体积为200mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中的Cu物质的量浓度为多少?设溶液中的Cu物质量为x,根据电解反应可得:2mol电子 + Cu2+ -。
Cu电解过程中,B槽中收集到的气体为H2,根据电极反应可知,1mol H2需要2mol电子,所以电解过程XXX mol电子。
由电解方程式可知,2mol电子对应1mol Cu2+,所以电解过程中共还原出2/1000 XXX因为电解过程中溶液体积不变,所以Cu2+的物质量变化量为0,即:x - 2/1000 = x解得x = 0.2mol,所以通电前溶液中的Cu物质的量浓度为0.2mol/0.2L = 1mol/L。
高一化学原电池试题答案及解析1.(8分)现有A,B,C,D四种金属片,①把A,B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A上有气泡产生;②把C,D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,D发生还原反应;③把A, C 用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,电子流动方向为A→导线→C。
根据上述情况,回答下列问题:(1)在①中,金属片_______ 发生氧化反应;(2)在②中,金属片_______ 作负极;(3)如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液,则金属片_______上有气泡产生;(4)上述四种金属的活动性顺序是__________________。
【答案】(1)B;(2)C;(3)D;(4)B>A>C>D【解析】(1)在①中,金属片A上有气泡产生;则证明在A上溶液中的H+得到电子,发生还原反应;在B上发生氧化反应,所以金属活动性:B>A;(2)在②中,由于D发生还原反应则金属活动性:C>D;在构成的原电池中活动性强的C作负极,发生氧化反应,活动性弱的D上发生还原反应,作原电池的正极;③把A, C 用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,电子流动方向为A→导线→C,则金属活动性:A>C。
所以上述四种金属的活动性顺序是B>A>C>D。
如果把B、D 用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液,则由于金属活动性B>D,所以在活动性较弱的D金属片上发生还原反应,产生气泡。
【考点】考查金属活动性的比较、原电池反应原理及应用的知识。
2.已知Zn+Cu2+=Cu+Zn2+,能实现该反应的原电池的正确组成是()【答案】D【解析】Zn+Cu2+=Cu+Zn2+是氧化还原反应,Zn失去电子,作原电池的负极,任何活动性比Zn弱的电极为正极,电解质溶液为含有Cu2+的溶液。
因此选项是D。
【考点】考查原电池的构成的知识。
3.下列叙述是某同学做完铜锌原电池实验后得出的结论和认识,正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.由铜锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中,铜是负极2-向正极移动C.电流通过硫酸溶液,SO4D.铜锌原电池工作时,若有13 g锌被溶解,电路中就有0.4 mol 电子通过【答案】D【解析】A、构成原电池正负极的材料不一定都是金属,如锌、石墨和稀硫酸也能构成原电池,故A错误;B、原电池中,易失电子的金属作负极,所以由铜锌作为电极与硫酸铜溶液组成的原电池中,Zn是负极,故B错误;C、原电池放电时,阴离子向负极移动,所以硫酸根离子向负极移动,故C错误;D、负极电极反应为Zn-2e-=Zn2+,根据锌和转移电子关系得转移电子的物质的量=(13g÷65g/mol)×2=0.4mol,故D正确;故选D。
第一课时化学能转化为电能1.下列有关原电池的叙述中正确的是()A.把电能转变为化学能的装置B.活泼金属作正极,不活泼金属或非金属作负极C.外电路中电子从负极流向正极D.正极发生氧化反应2.如下图,下列装置属于原电池的是()3.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池的合理组成是()选项正极负极电解质溶液A Zn Cu CuCl2B Cu Zn H2SO4C Cu Zn CuSO4D Zn Fe CuCl24.如图所示装置,电流计指针发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的()A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液5.某学生用如图装置研究原电池原理,下列有关说法错误的是()A.图(3)中Zn片增重质量与Cu片减轻质量的比为65∶64B.图(2)中如果两极上都有气体产生,则说明Zn片不纯C.图(1)中铜片上没有气体产生D.图(2)与图(3)中正极生成物的质量比为1∶32时,Zn片减轻的质量相等6.如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下,在卡片上描述合理的是()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:从Zn经外电路流向Cu④Cu极上有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线,则产生H2 0.5 mol⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+7.按下图装置进行实验,若x轴表示流入正极的电子的物质的量,则y轴可以表示()①c(Ag+)②c(NO-3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的质量A.①③B.②④C.①③⑤D.②④⑥8.现有M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+===N+M2+;②M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-===E,N-2e-===N2+。
原电池原理例1.某化学兴趣小组组装的原电池装置如下图所示:下列有关说法正确的是A .X 极上发生的是还原反应B .外电路电流方向为:Y −−→外电路−−→XC .电子流动方向为:Y −−→电解质溶液−−→XD .烧杯中一定是稀硫酸例2.银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理:222Zn Ag O H O=Zn(OH)2Ag +++。
其工作示意图如图所示,下列说法不正确的是A .Zn 电极是负极B .Ag 2O 电极发生还原反应C .放电前后电解质溶液中c (OH -)保持不变D .Zn 电极的电极反应式:Zn-2e -+2OH -=Zn(OH)21.下列化学反应可设计成原电池的是 A .HCl+NaOH=NaCl+H 2O B .2FeCl 3+Cu=2FeCl 2+CuCl 2C .Ba(OH)2·8H 2O+2NH 4Cl=BaCl 2+2NH 3↑+10H 2OD .CO 2+Na 2CO 3+H 2O=2NaHCO 32.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气体的是A .B .C .D .3.下列有关装置的说法正确的是A .装置I 中Mg 为原电池的负极B .装置II 为一次电池C .装置III 中a 极发生反应:2H 2e 2H -+-=D .装置IV 工作时,电子由锌通过导线流向碳棒4.将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中,下列叙述中正确的是 A .该装置能形成原电池,其中铝是负极 B .该装置能形成原电池,其中铜是负极 C .该装置不能形成原电池 D .以上说法均不正确5.某同学设计的原电池装置如图,下列说法错误的是A .该电池的总反应为32Fe 2Fe e =3F +++B .C 极为电池的正极C .电流从C 极经导线流向Fe 极D .3Fe +在C 极表面被氧化6.M 、N 、P 、E 四种金属:①M+N 2+=N+M 2+;②M 、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M 表示有大量气泡;③N 、E 用导线连接放入E 的硫酸溶液中,电极反应为E 2++2e -=E ,N-2e -=N 2+。
高考化学《原电池原理及应用》真题练习含答案一、选择题1.[2022·广东卷]科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。
充电时电极a的反应为:NaTi2(PO4)3+2Na++2e -===Na3Ti2(PO4)3。
下列说法正确的是()A.充电时电极b是阴极B.放电时NaCl溶液的pH减小C.放电时NaCl溶液的浓度增大D.每生成1 mol Cl2,电极a质量理论上增加23 g答案:C解析:由充电时电极a的反应式可知,电极a发生还原反应,则充电时电极a为阴极,电极b为阳极,故A错误;放电时,负极Na3Ti2(PO4)3转化为Na+,正极Cl2发生还原反应生成Cl-,NaCl溶液的浓度增大,但溶液一直为中性,故放电时NaCl溶液的pH不变,B项错误、C项正确;充电时,每生成1 mol Cl2,则转移2 mol电子,由题干电极a反应式可知,有2 mol Na+参与反应,则电极a质量理论上增加46 g,D项错误。
2.[2022·福建卷]一种化学“自充电”的锌有机物电池,电解质为KOH和Zn(CH3COO)水溶液。
将电池暴露于空气中,某电极无需外接电源即能实现化学自充电,该电极充放电2原理如图所示。
下列说法正确的是()A.化学自充电时,c(OH-)增大B.化学自充电时,电能转化为化学能C.化学自充电时,锌电极反应式:Zn2++2e-===ZnD.放电时,外电路通过0.02 mol电子,正极材料损耗0.78 g答案:A解析:由图示可知,化学自充电时,O2得电子转化为OH-,OH-与K+结合形成KOH,c(OH-)增大,A正确;该电池为自充电电池,无需外接电源,因此化学自充电时,没有电能转化为化学能,B错误;由图示可知,化学自充电时,阳极反应为有机物之间的转化,阴极反应为O2转化为OH-,没有发生Zn2++2e-===Zn,C错误;放电时,+2n K++2n e-===,正极材料中增加了K+,故当外电路中通过0.02 mol电子时,正极材料增加0.78 g,D错误。
原电池精选试题1. (2010江苏, 8, )下列说法不正确的是()A. 铅蓄电池在放电过程中, 负极质量减小, 正极质量增加B. 常温下, 反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行, 则该反应的ΔH>0C. 一定条件下, 使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率D. 相同条件下, 溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次减弱2.(2013江苏,9,2分)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液, 示意图如下。
该电池工作时, 下列说法正确的是()A. Mg电极是该电池的正极B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应C. 石墨电极附近溶液的pH增大D. 溶液中Cl-向正极移动3.(2013福建,11,6分)某科学家利用二氧化铈(CeO2) 在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。
其过程如下:mCeO2(m-x) CeO2·xCe+xO2(m-x) CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO下列说法不正确的是()A. 该过程中CeO2没有消耗B. 该过程实现了太阳能向化学能的转化C. 右图中ΔH1=ΔH2+ΔH3D. 以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-C+2H2O4.(2013安徽,10,6分) 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示, 其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后, 电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为: PbSO4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。
下列有关说法正确的是()A. 正极反应式: Ca+2Cl--2e-CaCl2B. 放电过程中, Li+向负极移动C. 每转移0.1 mol电子, 理论上生成20.7 g PbD. 常温时, 在正负极间接上电流表或检流计, 指针不偏转5.(2013天津,6,6分)为增强铝的耐腐蚀性, 现以铅蓄电池为外电源, 以Al作阳极、Pb 作阴极, 电解稀硫酸, 使铝表面的氧化膜增厚。
原电池练习题
1.下列装置不能形成原电池的是()
2.有关如图所示原电池的叙述不正确的是()
A.电子沿导线由Cu片流向Ag片B.正极的电极反应式是Ag++e-===Ag
C.Cu片上发生氧化反应,Ag片上发生还原反应D.反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液
3.Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是()
A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+B.正极反应式为Ag++e-===Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑4.(教材改编题)如图所示是一位同学在测试水果电池,下列有关说法错误的是()
A.若金属片A是正极,则该金属片上会产生H2 B.水果电池的化学能转化为电能
C.此水果发电的原理是电磁感应
D.金属片A、B可以一个是铜片,另一个是铁片
5.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液。
下列说法正确的是()
A.Zn为电池的负极,被还原B.正极反应式为2FeO2-4+10H++6e-===Fe2O3+5H2O C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D.电池工作时OH-向负极迁移
6.如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由此判断表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是()
选项M N P
A Zn Cu 稀H2SO4
B Cu Fe 稀HCl
C Ag Zn AgNO3溶液
D Zn Fe Fe(NO3)3溶液
7.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是()
A.①②中Mg作负极,③④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↑
8.(2017·泗洪模拟)如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是()
A.电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的负极
B.电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2e-===Cu
C.该原电池的总反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+
D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子
9..M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+===N+M2+;②M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-===E,N-2e-===N2+。
则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()
A.P>M>N>E B.E>N>M>P
C.P>N>M>E D.E>P>M>N
10.一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时,为了加快反应速率又不影响生成H2的总量,可采取的措施是()
A.加入少量稀NaOH溶液B.加入少量CH3COONa固体
C.加入少量NH4HSO4固体D.加入少量CuSO4溶液
11.(2017·开封高三调研)如图,在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是()
A.外电路的电流方向为X→导线→Y
B.若两电极分别为铁和碳棒,则X为碳棒,Y为铁
C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y
12.一次电池——碱性锌锰干电池
负极材料:,电极反应式:;
正极材料:,电极反应式:;
总反应:。
13.二次电池(以铅蓄电池为例)
1.放电时的反应
(1)负极:(氧化反应);
(2)正极:(还原反应);
(3)总反应:。
2.充电时的反应
(1)阴极:(还原反应);
(2)阳极:(氧化反应);
(3)总反应:。
原电池练习答案
1.解析:选C。
A、B、D项都具有①活泼性不同的电极;②电解质溶液;③闭合回路;④自发进行的氧化还原反应,均能构成原电池;C项中酒精为非电解质,不能构成原电池。
2.解析:选D。
该装置是原电池装置,其中Cu为负极,失电子发生氧化反应:Cu-2e-===Cu2+,Ag 为正极,得电子发生还原反应:Ag++e-===Ag。
原电池中,负极(Cu)失去的电子沿导线流向正极(Ag),盐桥中的阳离子移向正极,即移向AgNO3溶液,综上所述,D错误。
3.[解析]该电池中Mg作负极,失去电子发生氧化反应,生成Mg2+,A项正确;正极反应为AgCl+e -===Ag+Cl-,B项错误;对原电池来说,阴离子由正极移向负极,C项正确;在负极,Mg会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑,D项正确。
[答案] B
4.答案:C
5.解析:选D。
A.根据化合价升降判断,Zn化合价只能升高,故为负极材料,被氧化,不正确;B.KOH 溶液为电解质溶液,则正极电极反应式为2FeO2-4+6e-+8H2O===2Fe(OH)3+10OH-,错误;C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小,错误;D.电池工作时阴离子OH-向负极迁移,正确。
6.解析:选C。
在装置中电流计指针发生偏转,说明该装置构成了原电池,根据正负极的判断方法,溶解的一极为负极,增重的一极为正极,所以M棒为正极,N棒为负极,且电解质溶液能析出固体,则只有C项正确。
7.解析:选B。
②中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电子,故Al是负极;③中Fe在浓硝酸中易钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子作负极,A、C均错。
②中电池总反应为2Al+2NaOH +2H2O===2NaAlO2+3H2↑,负极电极反应式为2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O,二者相减得到正极电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑,B正确。
④中Cu是正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH -,D错。
8.解析:选C。
该原电池的总反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+。
电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的正极,反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+,电极Ⅱ为原电池负极,发生氧化反应,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+。
盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递离子。
9.解析:选A。
由①知,金属活动性:M>N;M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中,M表面有大量气泡逸出,说明M作原电池的正极,故金属活动性:P>M;N、E构成的原电池中,N作负极,故金属活动性:N>E。
10.解析:选D。
A中加入NaOH溶液,消耗盐酸,反应速率减慢,且氢气的生成量会减少,错误;B 中加入CH3COO-会结合H+,生成醋酸,减慢反应速率,错误;C中加入NH4HSO4固体,增加了H+的量,生成的氢气会增多,错误;D中加入少量CuSO4溶液,Zn置换出少量Cu附着在锌表面,形成原电池可以加快反应速率,并且没有影响氢气的生成量,正确。
11.解析:选D。
外电路的电子流向为X→导线→Y,电流方向与其相反;X极失电子,作负极,发生的是氧化反应,Y极发生的是还原反应;若两电极分别为铁和碳棒,则Y为碳棒,X为铁。
12.负极材料:Zn,电极反应式:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;
正极材料:MnO2,电极反应式:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;
总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
13.
1.放电时的反应
(1)负极:Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s)(氧化反应);
(2)正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq)+2e-===PbSO4(s)+2H2O(l)(还原反应);
(3)总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)。
2.充电时的反应
(1)阴极:PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO2-4(aq)(还原反应);
(2)阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-===PbO2(s)+4H+(aq)+SO2-4(aq)(氧化反应);
(3)总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)===Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)。