人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池复习练习题

原电池的工作原理

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．某兴趣小组设计的水果电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)

A．铜片作负极

B．锌片发生还原反应

C．将电能转化为化学能

D．电子由锌片经导线流向铜片

D　[电池工作时，Zn失去电子，作负极，A错误；锌是负极，发生氧化反应，而Cu为正极，氢离子在正极上得到电子生成氢气，有气泡产生，B错误；原电池中化学能转化为电能，C错误； Zn为负极，电子由锌片经导线流向铜片，D正确。]

2．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

C　[原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。]

3．(2021·河南六校高二月考)某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是(　　)

盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液

A．电池工作中，盐桥中的Cl－向负极移动

B．负极反应式：2H＋＋2e－===H2↑

C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变

D．Fe作正极，发生氧化反应

A　[根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl－向负极移动，故A正确；铁作负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H＋，c(H＋)减小，pH增大，故C错误；总电极反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。]

4．某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(　　)

A．Zn为负极，发生还原反应

B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极

D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极

D　[根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根据电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C项错误；正极材料的活泼性应比负极材料的活泼性弱，D项正确。]

5．M、N、P、E四种金属：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　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＋。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

A　[由①知，金属活动性M>N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面产生气泡，M做原电池的正极，活动性P>M；N、E构成的原电池N做负极，活动性N>E。]

6．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是(　　)

A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)

B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)

C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)

D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)

A　[根据原电池知识，金属活动性：负极＞正极，可得三种金属的活动性顺序应为Cd＞Co＞Ag，则选项中符合此关系的置换反应成立。]

7．在如图所示装置中，观察到电流表指针发生偏转，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(　　)

C　[本题通过电极变化来确定原电池的正、负电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。]

8．将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是(　　)

A　　　　B　　　　　C　　　　D

A　[向a中加入少许胆矾晶体，则有Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，消耗一部分Zn，所以产生H2的量较少，但生成的Cu附于Zn上又组成铜锌原电池，加快反应速率，因此曲线a的斜率大于曲线b的斜率，故A正确。]

9．利用反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋设计了如图所示的原电池。

回答下列问题：

(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，下同)极流向________________极。

[解析]　在反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋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。

[答案]　(1)铜　氧化

(2)CuSO4溶液[CuCl2、Cu(NO3)2等可溶性铜盐溶液也可]　AgNO3溶液

(3)银棒上有银白色物质析出　(4)Cu　Ag

[拓展培优练]

10．Mg­AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是(　　)

A．可用于海上照明供电

B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－

C．Mg为电池的正极

D．AgCl为正极，发生了氧化反应

A　[Mg­AgCl电池工作时将化学能转化为电能，可用于海上照明供电，A项正确；该电池中Mg发生氧化反应作电池的负极，反应式为Mg－2e－===Mg2＋，B、C项不正确；AgCl发生还原反应，为电池正极，D项不正确。]

11．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是(　　)

A　　　　B　　　　　C

A．工作一段时间后，C烧杯的pH减小

B．电极Ⅰ发生还原反应

C．盐桥中的K＋移向A烧杯

D．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ

D　[由题意可知，该装置的Ⅰ、Ⅱ 是原电池的两极，Ⅰ 是负极，Ⅱ 是正极，Ⅲ、Ⅳ是电解池的两极，其中 Ⅲ 是阳极，Ⅳ是阴极；装置C是电镀池，硫酸铜浓度不变，C烧杯的pH不变，A错误；电极 Ⅰ 是原电池的负极，发生氧化反应，故B错误；原电池中阳离子移向正极，盐桥中的K＋移向B烧杯，故C错误；电流方向：电极 Ⅳ→Ⓐ →电极 Ⅰ，故D正确。]

12．某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

甲　　　　　　　　乙

回答下列问题：

(1)此原电池的正极是石墨________(填“a”或“b”)，发生________反应。

(2)电池工作时，盐桥中的SO移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。

(3)写出两烧杯中的电极反应式：

甲___________________________________________________________，

乙_________________________________________________________。

(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为________mol。

[解析]　(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SO向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。(4)溶 液中的MnSO4浓度由1 mol·L－1变为1.5 mol·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5 mol·L－1×0.2 L＝0.1 mol，转移的电子为0.1 mol×5＝0.5 mol。

[答案]　(1)a　还原　(2)乙　(3)MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O　5Fe2＋－5e－===5Fe3＋　(4)0.5

13．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。

甲　　　　　　　乙

(1)写出甲池中发生反应的有关电极反应式：

负极________________________________________________________，

正极________________________________________________________。

(2)乙池中负极为________，正极发生________反应，总反应离子方程式为____________________________________________________________。

(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________(填写元素符号，下同)活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。

(4)由此实验，可得到如下哪些结论？__________________(填字母)。

A．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质

B．镁的金属性不一定比铝的金属性强

C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值

D．该实验说明化学研究对象复杂，反应条件多变，应具体问题具体分析

(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法____________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：____________________________

____________________________________________________________。

[解析]　(1)甲池中电池总反应方程式为Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，Al作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2)乙池中电池总反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以负极为Al，正极为Mg，正极上发生还原反应。(3)甲池中Mg为负极，Al为正极；乙池中Al为负极，Mg为正极。若根据负极材料金属比正极活泼，则甲判断Mg活动性强，乙判断Al活动性强。

[答案]　(1)Mg－2e－===Mg2＋　2H＋＋2e－===H2↑

(2)Al　还原　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

(3)Mg　Al　(4)AD　(5)不可靠　根据电路中电流的方向或电子转移的方向

14．(情境素养题)常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入电解质A的溶液中组成原电池，如图1所示：

图1　　　　　　　　　图2

(1)若A为稀盐酸，则Al片作________极，该电极的电极反应式为___________________________________________________________________，

Cu片电极反应式为___________________________________________。

(2)若A为NaOH，则Al片作________极，该电极的电极反应式为____________________________________________________________。

(3)若A为浓硝酸，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

O～t1 s时，原电池的负极是________，正极的电极反应式为______________

______________________________________________________________，

溶液中的H＋向__________极移动。t1时，原电池中电子流动方向发生改变，此时________作负极，该电极的电极反应式为____________________________

____________________________________________________________。

(4)若A为稀硝酸，则Cu片作________极，该电极的电极反应式为___________________________________________________________________。

[解析]　(1)Cu­Al­盐酸构成的原电池，Al作负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋；Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2)Al­Cu­NaOH溶液构成的原电池，Al作负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，Cu作正极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。(3)Al­Cu­浓硝酸构成的原电池，在O～t1时，Al片作负极，正极NO在酸性条件下得电子生成NO2和H2O，在原电池中，阳离子向正极移动，即H＋向正极移动。由于Al在浓硝酸中发生了钝化，生成的氧化膜阻止了反应的进行，此时Cu与浓硝酸反应而导致Cu作负极，电子流动方向发生改变。(4)Al­Cu­稀硝酸构成的原电池中Al片作负极，Cu片作正极，该电极上NO在酸性条件下得电子生成NO和H2O。

[答案]　(1)负　Al－3e－===Al3＋　2H＋＋2e－===H2↑

(2)负　Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O

(3)Al片　NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O　正(或Cu片)　Cu片　Cu－2e－===Cu2＋

(4)正　NO＋3e－＋4H＋===NO↑＋2H2O