2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练49原理电池原理实验探究含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练49原理电池原理实验探究含解析，共24页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
原理电池原理实验探究
一、单选题（共18题）
1．原电池装置如图，下列说法不正确的是的

A．若X溶液是稀硫酸，Y溶液是氯化钠溶液，a材料为镁，b材料为生铁，M为电压表，N为塑料棒，则无原电池形成
B．若材料a和b都为石墨，通过正确的M、N、X、Y材料或溶质的选择能够形成原电池
C．若材料a和b为活泼性不同的两种，通过正确的M、N、X、Y材料或溶质的选择能够形成原电池
D．若X溶液是稀硫酸，Y是NaOH溶液，a材料为Cu，b材料为A1，M是电流计，N为盐桥，则该原电池的负极为Al
2．用如图所示装置探究原电池的工作原理，下列说法正确的是

A．甲图中正极上发生的反应为：
B．乙图中锌片变细，铜棒变粗
C．丙图中片上发生还原反应，溶液中的向铜电极移动
D．若乙图与丙图中锌片减轻的质量相等，则两装置中还原产物的质量比为
3．某兴趣小组同学学习原电池原理后，自制水果电池，装置如图所示。下列说法正确的是


A．锌片作负极，发生还原反应
B．铜片上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu
C．将电能转化为化学能
D．装置中电子由锌片流出，经导线流过LED灯后流入铜片
4．常温下，将除去表面氧化膜的铝、铜片插入浓HNO3中组成的原电池如图所示，发现电流计指针偏向铝，铝片上有气体生成，下列说法正确的是

A．铝比铜活泼，作负极，发生氧化反应测量电流装置
B．铝电极上生成的气体是H2
C．电子从铜电极流出，经导线流入铝电极，经过电解质溶液回到铜电极
D．铜电极的电极反应式：Cu-2e-=Cu2+
5．了解物质的基本性质，预测和解释他们在反应时的变化，是化学研究的基本内容。在NaOH溶液中，质量相等的Mg球和Al球通过导线连接在等臂杠杆上，装置如图所示。一段时间后，下列说法与实验事实相匹配的是

A．若杠杆为导体，则Mg球端向下倾斜
B．若杠杆为导体，则Al球发生还原反应
C．若杠杆为绝缘体，则两球一直保持平衡
D．若杠杆为绝缘体，则Al球端向下倾斜
6．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．当杠杆为导体时，A端低，B端高；为绝缘体时，A端高，B端低
D．当杠杆为导体时，A端高，B端低；为绝缘体时，A端低，B端高
7．如图是某化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列有关该装置的说法正确的是

A．铜为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2+产生
B．如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光
C．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将发生改变
D．其能量转化的形式主要是化学能→电能→光能
8．如图为铜锌原电池示意图。下列说法正确的是

A．铜片释放的电子经导线流向锌片
B．若盐桥中含 KCl 饱和溶液的琼脂，电池工作时，K+移向 ZnSO4溶液
C．若将盐桥用铜丝替换，电流表的指针不会偏转
D．电池工作时，该装置中 Zn 为负极，发生氧化反应
9．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是

A．电子从铜电极通过电流计流向锌电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是
D．取出盐桥后，电流计仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变
10．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
11．用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取气体体积，记录实验据如下表：


①
②
气体体积/mL
溶液温度/℃
气体体积/mL
溶液温度/℃
0
0
22.0
0
22.0
8.5
30
24.8
50
23.8
10.5
50
26.0
-
-
下列说法不正确的是
A．两个装置中反应均为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
B．0~8.5min内，生成气体的平均速率①②
D．生成气体体积相同时，对比两装置的溶液温度，说明②中反应的化学能部分转化为电能
12．某同学研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反应，设计如下对比实验。
实验








现象
连通电路后，电流表指针向右偏转，分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液，滴加KSCN溶液，前者几乎无色，后者显红色
连通电路后，电流表指针向左发生微小的偏转，丙、丁烧杯中均无明显现象
下列说法不正确的是
A．仅由Ⅰ中的现象不能推知Ag+的氧化性强于Fe3+
B．Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因可能是银发生了电化学腐蚀
C．Ⅱ中若将银电极换成石墨电极，电流表指针可能不再向左偏转
D．对比Ⅰ、Ⅱ可知，Ⅰ中氧化了Fe2+
13．将铁片和锌片放在盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中，组成甲、乙两个装置(如图)。下列说法不正确的是

A．甲为原电池，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+
B．甲为原电池，Fe电极上有气体放出
C．乙为电解池，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．一段时间后，甲、乙两表面皿中溶液均有红色出现
14．关于如图装置的说法中正确的是

A．该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于电解池
B．盐桥的存在使内电路离子流动不畅，因此灯泡忽明忽暗
C．相比于单池单液原电池，该装置电流更持续和稳定
D．盐桥中K+向左侧烧杯移动，因为左侧是负极区
15．某化学小组为了探究铝电极在原电池中的作用，进行了下列实验，实验结果记录如下。下列说法正确的是
编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
①
Mg 、 Al
稀盐酸
偏向 Al
②
Al 、Cu
稀盐酸
偏向 Cu
③
Al 、石墨
稀盐酸
偏向
④
Mg 、Al
NaOH 溶液
偏向 Mg


A．实验①和②中，Al 电极的作用相同
B．实验③中，电流表指针偏向 Al
C．实验④中，Mg 为负极 ，电极反应式为：Mg - 2e-= Mg2+
D．综合以上实验，铝在原电池中的作用 ，与另一个电极材料和电解质溶液有关
16．如图是铜锌原电池构造示意图，其电池反应式为 Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)， 下列判断不正确的是

A．Zn 为负极 B．盐桥中的阳离子移向B
C．移去盐桥，电流计指针不偏转 D．铜棒质量不变
17．如图所示原电池，盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液，相关的叙述中，不正确的是

A．电子沿导线由Cu片流向Ag片
B．盐桥中的K＋向Cu(NO3)2溶液
C．正极的电极反应是Ag＋+e－=Ag
D．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
18．如图所示装置中，可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（ ）

A．A B．B C．C D．D


二、填空题（共5题）
19．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中，如图所示。

(1)写出甲中正极的电极反应：_______，总反应的离子方程式：_______。
(2)乙中总反应的离子方程式：_______。
(3)甲池溶液中阳离子的移动方向是_______。乙池外电路中电子的流动方向是_______。甲池中产生气泡的电极是_______；乙池外电路中电流的方向是_______。
(4)若甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则负极材料的金属应比正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_______金属活动性更强，而乙会判断出_______金属活动性更强。
(5)由此实验得出的下列结论中，正确的有_______。
A．该实验说明金属活动性顺序已过时，没有实用价值了
B．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
C．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
D．镁的金属性不一定比铝的金属性强
20．某实验小组自制如图水果电池，探究影响电池效果的因素有哪些，制成记录表格如下：

序号
电极
电极间距()
水果种类
电流表()
①

2.0
西红柿
78.8
②

2.0
西红柿
70.3
③

2.0
西红柿
0
④

2.0
柠檬
45.7
⑤

1.0
柠檬
98.4
(1)水果电池中，水果的作用是___________。
(2)实验①②③的目的是探究___________；对比实验①②③得出结论是___________。
(3)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论需要对比实验___________。
(4)如果将实验装置中的水果换成溶液，电极材料用和，请在框中画出相应的原电池装置图___________，并用“”标注电流的方向。此时，负极上电极反应式：___________；正极上的现象是___________；原电池总离子方程式：___________。


21．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中，如图所示：

(1)写出甲池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极___；总反应的离子方程式___。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极___；总反应的离子方程式___。
(3)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，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___活动性更强，而乙会判断出___活动性更强。(填写元素符号)
(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论___。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时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，反应受条件的影响较大，因此应具体问题具体分析
(5)丙同学依据甲、乙同学的思路，设计如下实验：将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池。
①在这两个原电池中，负极分别为___。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
②写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式负极：___，正极：___。
22．某课外小组利用原电池原理驱动某简易小车(用电动机表示)。

(1)初步设计的实验装置示意图如图1所示，CuSO4溶液在图1所示装置中的作用是_______(答两点)。
实验发现：该装置不能驱动小车。
(2)该小组同学提出假设：
可能是氧化反应和还原反应没有完全隔开，降低了能量利用率，为进一步提高能量利用率，该小组同学在原有反应的基础上将氧化反应与还原反应隔开进行，优化的实验装置示意图如图2所示，图2中A溶液和B溶液分别是_______和_______，盐桥属于_______(填“电子导体”或“离子导体”)，盐桥中的Cl-移向_______溶液(填“A”或“B”)。为降低电池自重，该小组用阳离子交换膜代替盐桥，实验装置示意图如图3所示。

(3)利用改进后的实验装置示意图3，仍不能驱动小车，该小组同学再次提出假设：
可能是电压不够；可能是电流不够；可能是电压和电流都不够；
实验发现：1.5V的干电池能驱动小车，其电流为750μA；
实验装置示意图3的最大电压为1.0V，最大电流为200μA
该小组从电极材料、电极反应、离子导体等角度对装置做进一步优化，请补全优化后的实验装置示意图4，并在图中标明阳离子的流向。_______

23．(1)依据反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) =Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。

①电极X的材料是___________；Y溶液可以是___________；
②银电极上发生的电极反应式是___________。
③在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是___________(填离子符号)。
(2)金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。
①洗过的铁锅，未及时擦干容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式___________。
②为了减缓某水库钢闸门被腐蚀的速率，可以采用下图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用___________(填写字母序号)。
A．铜             B．钠          C．锌            D．石墨
③图乙所示方案也可以减缓钢闸门的腐蚀速率，则钢闸门应连接直流电源的___________极，钢闸门上发生的电极反应式为___________。

参考答案
1．D
【详解】
A．如果M为电压表，N为塑料棒，则该装置不是闭合回路，所以无原电池形成，A正确；
B．若材料a和b都为石墨， M为电流表，N为盐桥，X、Y分别为KI溶液FeCl；则可以形成燃料电池，B正确；
C．若材料a是铁和b为铜，M是电流计，N是盐桥，X是硫酸亚铁，Y是硫酸铜，就可以形成原电池，C正确；
D．若X溶液是稀硫酸，Y是NaOH溶液，a材料为Cu，b材料为A1，M是电流计，N为盐桥， Al和氢氧化钠反应，无法形成原电池，D错误；
故选D。
2．D
【详解】
A．甲图没有形成完整的回路，不能形成原电池，A项错误；
B．乙图中活泼金属锌作负极，发生氧化反应，电极反应为：，铜为正极，电极反应为：，所以锌片变细，铜棒不变，B项错误；
C．丙图中构成原电池，活泼金属锌作负极，发生氧化反应，铜为正极，溶液中的向正极移动，C项错误；
D．乙图与丙图中负极反应相同，都为，乙图与丙图中正极上的反应分别为：、，若乙图与丙图锌片减轻的质量相等，即失去电子的物质的量相等，依据电子守恒计算乙图与丙图中还原产物的质量比2：64=1：32，D项正确；
答案选D。
3．D
【详解】
A．Cu/Zn所组成的原电池中，Zn为负极失去电子被氧化，而不是被还原，故A错；
B．Cu为正极，得到电子发生还原反应，由于是水果电池，则电解质为有机酸()，所以其电极反应为：，故B错；
C．该装置是原电池，将化学能转化为电能，故C错；
D．电子由负极经外电路流向正极，即电子由锌片流出，经导线流过LED灯后流入铜片，故D正确；
答案选D。
4．D
【详解】
A．Al在浓HNO3中钝化，做正极，正极发生还原反应，故A错误；
B．铜做负极，失电子，浓硝酸得电子，正极上产生NO2气体，故B错误；
C．电子不能经过电解质溶液，故C错误；
D．铜做负极失电子，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，故D正确；
故答案为D。
5．A
【分析】
镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气。
【详解】
A．若杠杆为导体，则该装置形成原电池，球作负极，发生氧化反应，质量减小，则Mg球端向下倾斜，A正确；
B．球作正极，球作负极，发生氧化反应，B错误﹔
C．若杠杆为绝缘体，则该装置不能形成原电池，球发生化学反应产生氢气，质量变轻，球不与反应，则Mg球端向下倾斜，C错误；
D．由选项C可知，Mg球端向下倾斜，D错误；
故选：A。
6．C
【详解】
A．当杠杆为导体时，铁球作负极，放电使其质量减轻，铜球作正极，溶液中的在铜球上放电析出，使其质量增加，则A端低，B端高，A错误；
B．当杠杆为导体时，铁球作负极，放电使其质量减轻，铜球作正极，溶液中的在铜球上放电析出，使其质量增加，则A端低，B端高，B错误；
C．当杠杆为绝缘体时，不能形成原电池，铁球与溶液发生置换反应，在铁球表面析出铜，使其质量增加，则A端高，B端低，C正确；
D．当杠杆为绝缘体时，不能形成原电池，铁球与溶液发生置换反应，在铁球表面析出铜，使其质量增加，则A端高，B端低，D错误；
故选C。
7．D
【分析】
锌比铜活泼，稀硫酸作电解质溶液时，Cu-Zn形成原电池：锌为负极，发生氧化反应；铜为正极，发生还原反应生成氢气；外电路中电流方向为Cu→LED灯→Zn，以此解答该题。
【详解】
A．Cu-Zn稀硫酸原电池中，Zn为负极，Cu片为正极，铜片上2H++2e-=H2↑，故A错误；
B．柠檬汁呈弱酸性，如果将稀硫酸换成柠檬汁，则与Cu-Zn仍然形成原电池，LED灯将微弱发光，故B错误；
C．Cu-Zn稀硫酸原电池中，电流方向由Cu片流向Zn片，如果将锌片换成铁片，则Fe作负极，Cu仍为正极，电流方向由Cu片流向Fe片，即电流方向不变，，故C错误；
D．原电池的能量变化为化学能→电能，LED灯工作时能量变化为电能→光能，所以电路中能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”，故D正确；
故答案选D。
8．D
【分析】
因为Zn的金属活动性大于Cu，所以Zn电极为负极，Cu电极为正极。
【详解】
A．铜片为正极，在此装置中不能释放电子，A不正确；
B．电池工作时，Zn电极失电子生成Zn2+进入ZnSO4 溶液中，盐桥中的Cl-应移向此电极，B不正确；
C．若将盐桥用铜丝替换，则左侧烧杯内构成原电池，右侧烧杯内构成电解池，电流表的指针仍会发生偏转，C不正确；
D．由分析可知，电池工作时，该装置中 Zn 为负极，失电子生成Zn2+，发生氧化反应，D正确；
故选D。
9．C
【详解】


A．该原电池中较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，电流从铜电极通过电流表流向锌电极，故A错误；
B．原电池放电时，盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液中迁移，阳离子向硫酸铜溶液中迁移，故B错误；
C．原电池放电时，铜作正极，铜离子得电子发生还原反应在铜极上析出，电极反应式为，故C正确；
D．取出盐桥则不能构成原电池无法产生电流，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
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。
11．C
【分析】
由图可知，装置①中活泼金属锌与稀硫酸反应，反应时，锌片溶解，表面上有气泡逸出，不活泼金属铜与稀硫酸不反应；装置②中锌、铜在稀硫酸溶液中构成原电池，活泼金属锌做负极，不活泼金属铜做正极，电池工作时，锌片溶解，铜片表面有气泡逸出，原电池反应使反应速率加快。
【详解】
A.装置①和②发生反应的实质都是锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，故A正确；
B.由表格数据可知，相同时间内，装置②中生成的氢气的体积比装置①中大，生成气体的平均速率①