化学人教版 (2019)第一节 原电池课后复习题

4.1课时 原电池

一、选择题（本大题共14小题，每小题所给的4个选项，只有一个答案符合题目要求。）

1．用片、片、溶液设计一个原电池。有关该原电池的叙述不正确的是

A．由该原电池的工作原理不能比较、的金属活动性强弱

B．正极反应式为

C．其他条件不变时，将片改为片，电路中通过等量电子时，片溶解的质量大于片

D．其他条件不变时，将溶液改为溶液，负极电极反应式为

2．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是

A．石墨电极上发生氧化反应

B．电子由锌片通过导线流向石墨棒

C．该装置将电能转化为化学能

D．将稀硫酸换成乙醇，灯泡亮度不变

3．下列装置能形成原电池的是

A．①②③⑦ B．①②⑤⑥

C．①②③④ D．①②③⑥⑦

4．如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是

A．铜是负极，铜片上有气泡产生

B．铜片质量逐渐减小

C．电流从锌片经导线流向铜片

D．氢离子在铜片表面被还原

5．碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH。下列说法错误的是

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g

6．有A、B、D、E四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、E组成原电池时，电极反应式为，则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为

A． B．

C． D．

7．已知铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　)

A．正极反应为Zn－2e－=Zn2＋ B．电池反应为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu

C．在外电路中，电子从正极流向负极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液

8．一种直接铁燃料电池(电池反应为：)的装置如图所示，下列说法正确的是

A．Fe极为电池正极

B．KOH溶液为电池的电解质溶液

C．电子由多孔碳极沿导线流向Fe极

D．每5.6g Fe参与反应，导线中流过个

9．镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。

下列说法不正确的是

A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能

B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应

C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变

D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2

10．燃料电池是目前电池研究的热点之一、现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，、均为惰性电极。下列叙述不正确的是

A．极是负极，该电极上发生氧化反应

B．电池总反应为

C．极电极反应式为

D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源

11．甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中存在反应，有关说法正确的是

A．放电时，负极电极反应式：

B．放电时，参与反应的电极为正极

C．标准状况下，通入11.2L完全反应有1电子转移

D．充电时，电解质溶液的酸性逐渐增强

12．如图所示，杠杆AB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，然后小心地向烧杯中央滴入浓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，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)

A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低

B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高

C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低

D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高

13．普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2=Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，下列说法正确的是(　　)

A．石墨作负极

B．锌失去电子，被还原

C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌

D．正极的电极反应为：NH＋MnO2＋e－=MnO(OH)＋NH3

14．汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，该电池在放电时的总反应方程式为PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)，根据此反应判断下列叙述正确的是

A．PbO2是电池的负极，发生氧化反应

B．负极的电极反应式为Pb-2e- +＝PbSO4

C．铅酸蓄电池放电时，溶液的酸性增强，每转移2 mol电子消耗2 mol H2SO4

D．电池放电时，两电极质量均增加，且每转移1 mol电子时正极质量增加48 g

二、非选择题（本大题共5小题）

15．如图是一个原电池装置，请按要求填空。

(1)正极材料是___________，负极材料是___________。

(2)电子的流向是由___________(填“Fe”或“Cu”，不同)极经外电路流向___________极。

(3)写出电极反应式：负极___________，正极___________。

(4)该原电池中发生的总反应离子方程式为___________。

16．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能量转化率。请回答下列问题：

Ⅰ．化学电源在生产、生活中有着广泛的应用。

(1)根据构成原电池本质判断，如下反应可以设计成原电池的是_______(填字母)。

A．NaOH+HCl=NaCl+H2O B．2CO+O22CO2

C．2H2O2H2↑+O2↑ D．Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2

(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关实验现象，下列说法正确的是_______(填字母)。

A．图甲和图乙的气泡均产生于锌棒表面温

B．图乙中产生气体的速率比图甲快

C．图甲中温度计的示数高于图乙的示数

D．图甲和图乙中温度计的示数相等，且均高于室温

Ⅱ．CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O。则下列说法正确的是_______(填序号)。

①电池放电时通入空气的电极为负极

②电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱

③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子

17．氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料，负极通入___________，正极通入___________，总反应为___________；电极反应特别要注意电解质，有下列两种情况：

(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)

①负极发生的反应为：H2-2e-=2H+，2H++2OH-=2H2O，所以：负极的电极反应式为：___________。

②正极是O2得到电子，即：O2+4e-=2O2-，O2-在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2-+2H2O=4OH-，因此，正极的电极反应式为___________。

(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)

①负极的电极反应式为___________。

②正极是O2得到电子，即：O2+4e-=2O2-，O2-在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2-+2H+=H2O，因此正极的电极反应式为___________。

18．被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图为氢氧燃料电池的结构示意图，回答下列问题：

(1)O2进入的电极为___________极。

(2)电池工作时溶液的OH-向___________(填“正极”或“负极”)移动，通___________(填“H2”或“O2”)的一极电势较低。

(3)写出电池工作时的负极反应式：___________。

(4)若电池工作时转移0.1 mol电子，理论上消耗标准状况下___________mLO2。

(5)若将此燃料电池改为以CH4和O2为原料进行工作时，负极反应式为___________。

19．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。

(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为。铅蓄电池放电时正极是______(填物质化学式)。若电解液体积为2L(反应过程溶液体积变化忽略不计)，放电过程中外电路中转移3电子，则硫酸浓度由5下降到______。

(2)中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇()燃料电池的工作原理如图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为______。

②该电池工作时，电子的流向为______(填“从左到右”或“从右到左”)。

参考答案

1．A

【解析】A．根据原电池的工作原理，失去电子，溶液中在片上获得电子，可得的活动性强于，A错误；

B．作负极，电极反应式为，作正极，电极反应式为，B正确；

C．2mol失去6mol电子时，其溶解的质最为54g；3mol失去6mol电子时，其溶解的质量为195g，因此电路中通过等量电子时，锌片溶解的质量大于铝片，C正确；

D．由于的失电子能力大于，当溶液作电解质溶液时，仍是失去电子作原电池的负极，D正确；

故选：A。

2．B

【解析】A．该原电池中Zn为负极，发生氧化反应，石墨为正极，发生还原反应，A错误；

B．Zn失去的电子由锌片通过导线流向石墨棒，B正确；

C．该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，C错误；

D．乙醇为非电解质，若将稀硫酸换成乙醇，不能构成原电池，灯泡不亮，D错误；

故答案选B。

3．A

【解析】根据构成原电池的“两极一液一线一反应”判断；装置④不能形成闭合回路；装置⑤不具有两个活动性不同的电极，只能发生氧化还原反应，不能形成电流；装置⑥中酒精不是电解质溶液；装置能形成原电池的是①②③⑦，答案选A。

4．D

【解析】A．Zn比Cu活泼，Zn为原电池负极，Cu是正极，A项错误；

B．铜片上发生的反应为：，铜片质量不变，B项错误；

C．电流经导线从正极（铜电极）流向负极（锌电极），C项错误；

D．溶液中的氢离子在正极（铜片）得到电子而被还原为H2，D项正确；

答案选D。

5．C

【解析】A．电池工作时，锌作负极，失去电子，发生氧化反应，A说法正确；

B．电池正极MnO2得电子生成MnOOH，电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-，B说法正确；

C．电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极，C说法不正确；

D．外电路中每通过0.2 mol电子，理论上锌减少0.1mol，质量为6.5 g，D说法正确；

答案为C。

6．D

【解析】当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B，则金属活泼性为A>B；当A、D组成原电池时，A为正极，则金属活泼性为D>A；B、E组成原电池时，电极反应式为E2++2e-=E，B-2e-=B2+；B失去电子，则金属活泼性为B>E；综上所述，这四种金属的活泼性为：D＞A＞B＞E。

故选D。

7．B

【解析】A．分析可知，Cu作正极，正极反应为Cu2++2e-=Cu，A叙述错误；

B．Zn极为负极，发生Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，正极反应为Cu2++2e-=Cu，电池反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，B叙述正确；

C．在外电路中，电子从负极流向正极，C叙述错误；

D．盐桥中的K+移向正极区，即CuSO4溶液，D叙述错误；

答案为B。

8．B

【解析】A．铁燃料电池总反应为，Fe元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，为原电池负极，故A错误；

B．铁燃料电池是碱性电池，通过KOH溶液形成闭合回路，电解质溶液为KOH溶液，故B正确；

C．该原电池中，Fe为负极，多孔碳电极为正极，原电池工作时，电子由负极Fe极沿导线流向正极多孔碳极，故C错误；

D．根据电池反应为可知，3mol铁参与反应时转移8 mol ，故每5.6 g Fe即0.1 mol Fe参与反应，导线中流过0.16.021023=个，故D错误；

答案选B。

9．C

【解析】A．断开K2、合上K1，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能，A正确；

B．断开K1、合上K2，为充电过程，电极A与直流电源的负极相连，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B正确；

C．电极B发生氧化反应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，则电极A发生还原反应的电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此时为充电过程，总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中KOH浓度减小，C错误；

D．根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，D正确；

答案选C。

10．C

【解析】A．通氢气的一极为负极，发生氧化反应，故A正确；

B．该装置为氢氧燃料电池，总反应为，故B正确；

C．b电极反应式中得到电子写成失去电子，应为：，故C错误；

D．氢氧燃料电池能量转化率高，对环境友好，是一种具有广阔应用前景的绿色电源，故D正确；

故选C。

11．A

【解析】A．放电时，负极上甲醇失电子发生氧化反应，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为，A正确；

B．正极上得电子发生还原反应，根据知，放电时，氧气参与反应的电极为正极，B错误；

C．放电时，正极上的电极反应式为，通入0.25即标准状况下5.6L氧气并完全反应后，有1电子转移，C错误；

D．充电时，生成氢氧根离子，电解质溶液的碱性增强，D错误。

答案选A。

12．D

【解析】A．杠杆为导体时，构成原电池，右边Fe溶解，质量减轻，左边Cu2+得电子生成Cu附着在Cu表面，质量增加，所以A端低，B端高，A不正确；

B．杠杆为绝缘体时，Cu与电解质不反应，质量不变，Fe与CuSO4溶液反应生成Cu附着在Fe表面，质量增加，所以A端高B端低，B不正确；

C．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高，C不正确；

D．当杠杆为绝缘体时，左端质量不变右端质量增加，所以A端高，B端低；为导体时，左端生成Cu右端溶解，所以A端低，B端高，D正确；

故选D。

13．D

【解析】A．根据电池反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2=Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，原电池中负极上是金属锌发生失电子的氧化反应，A项错误；

B．电池中锌失去电子，被氧化，B项错误；

C．电池中电子从负极流向正极即从锌经导线流向石墨，C项错误；

D．正极得电子发生还原反应，所以正极的电极反应为：NH＋MnO2＋e－=MnO(OH)＋NH3，D项正确；

答案选D。

14．B

【解析】A．蓄电池放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，该装置中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，故A错误；

B．负极上Pb失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，即Pb-2e-+＝PbSO4，故B正确；

C．铅酸蓄电池放电时消耗硫酸，溶液的酸性降低，1molPb反应转移2mol电子，消耗2mol硫酸，所以当电路中转移2mol电子时消耗2 mol H2SO4，故C错误；

D．铅酸蓄放电时两极板质量均增加，负极铅变为硫酸铅增加硫酸根，正极反应为PbO2+SO+2e-+4H+＝PbSO4+2H2O，每转移1mol电子相当于增加0.5molSO2，即质量增加32g，故D错误；

故选B。

15．Cu    Fe    Fe    Cu    Fe-2e-=Fe2+    Cu2++2e-=Cu    Fe+Cu2+=Fe2++Cu   

【解析】(1)金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Fe失电子，为负极，Cu为正极，故答案为：Cu；Fe；

(2)电子的流向是由负极经外电路流向正极，即电子由铁电极流出经外电路流向铜电极，故答案为：Fe；Cu；

(3) Fe为负极，失电子，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Cu为正极，正极反应式Cu2++2e-=Cu，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；Cu2++2e-=Cu；

(4)金属活动性Fe>Cu，装置中存在总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，故答案为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。

16．BD    BC    ②③   

【解析】I．(1)原电池是将化学能转变为电能的装置，构成原电池条件之一是自发发生氧化还原反应，

A．酸碱中和反应为非氧化还原反应，故A不符合题意；

B．可设计成燃料电池，故B符合题意；

C．该反应虽然为氧化还原反应，但是该反应不能自发进行，不能设计成原电池，故C不符合题意；

D．该反应为自发的氧化还原反应，可设计成原电池，故D符合题意；

答案为BD；

(2)A．图甲锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，气泡在锌棒上产生，而图乙中装置构成原电池，Zn易失电子作负极，Cu作正极，正极上H+得电子生成氢气，产生气泡的是铜棒，故A错误；

B．构成原电池可加快化学反应速率，则图乙中产生气体的速率比图甲快，故B正确；

C．图甲中化学能转化为热能，图乙中化学能转化为热能和电能，图甲中温度计的示数高于图乙的示数，故C正确，

D．根据选项C的分析，故D错误；

答案为BC；

Ⅱ．甲醇燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，

①电池放电时，氧气得电子，则通入空气的电极为正极，故①错误；

②电池放电时，生成的CO2与KOH溶液反应生成碳酸钾，电解质溶液的碱性逐渐减弱，故②正确；

③6.4g甲醇的物质的量为0.2mol，根据CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O可知，电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子，故③正确；

答案为②③。

17．氢气    氧气    2H2+O2＝2H2O    H2-2e-+2OH-＝2H2O    O2+4e-+2H2O＝4OH-    H2-2e-＝2H+    O2+4e-+4H+＝2H2O。   

【解析】燃料电池中燃料作为负极，发生氧化反应，总反应的产物和燃料燃烧时产物相同，所以氢氧燃料电池，以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料时，负极通入氢气，正极通入氧气，总反应为：2H2+O2＝2H2O；

(1)①负极发生的反应为：H2﹣2e﹣＝2H+，2H++2OH﹣＝2H2O，则总的负极的电极反应式为：H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O；

②正极是O2得到电子，即：O2+4e﹣＝2O2﹣，O2﹣在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH﹣即：2O2﹣+2H2O＝4OH﹣，因此，正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣；

(2)①电解质为酸时，负极的电极反应式为：H2﹣2e﹣＝2H+；

②正极是O2得到电子，即：O2+4e﹣＝2O2﹣，O2﹣在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2﹣+2H+＝H2O，因此正极的电极反应式为：O2+4e﹣+4H+＝2H2O。

18．正    负    H2    H2-2e-+2OH-=2H2O    56    CH4-8e-+10OH-=+7H2O   

【解析】(1)通常在原电池中通O2的一级为正极；

(2)电池工作时溶液的OH-向正电荷较多的负极区移动；通入H2的电极为负极，通入O2的电极为正极，负极的电势比正极的电势低；

(3)电池工作时，通H2的电极为负极，H2失去电子变为H+，H+再与溶液中的OH-结合形成H2O，所以负极的电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O；

(4)每有1 mol O2发生反应，转移电子4 mol，若电池工作时转移0.01 mol电子，理论上消耗标准状况下O2的物质的量为n(O2)==0.0025 mol，则其在标准状况下的体积V(O2)=0.0025 mol×22.4L/mol=0.056 L=56 mL；

(5)若将此燃料电池改成以CH4和O2为原料进行工作时，负极为通CH4的电极，CH4失电子被氧化产生CO2再与OH-结合形成和H2O，故负极的电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=+7H2O。

19．    3.5    甲醇    从左到右   

【解析】(1)放电时的总反应为，铅失电子化合价升高作负极，得到电子发生还原反应作正极，原电池中，负极反应为，正极反应为，根据消耗硫酸和转移电子之间的关系式得H2SO4～e－，转移电子的物质的量为3mol，消耗硫酸物质的量为3mol，最后硫酸溶液浓度==3.5mol·L－1；故答案为PbO2；3.5mol·L－1；

(2)①由H＋移动方向知，右侧电极为正极，c口通入氧气，左侧电极为负极，b口通入燃料甲醇；故答案为甲醇；

②电子经外电路由负极流向正极，根据①分析，该电池工作时，电子的流向为从左到右；故答案为从左到右。