高考二轮测试题：6-2 原电池的工作原理 　化学电源

第二单元　原电池的工作原理 　化学电源

一、选择题

1．将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是                                                                                                                                                                                       (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C．两烧杯中溶液的pH均增大

D．产生气泡的速率甲比乙慢

解析　因乙杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，A、B皆错；因甲烧杯中Zn、

Cu用导线连接后构成原电池，加快了Zn的溶解，故D错；又因两杯中的Zn都能与稀

H2SO4反应产生H2而消耗H＋，故C正确。

答案　C

2．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2

下列有关该电池的说法不正确的是          (　　)

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O

解析　A项，由电池反应可知，Ni2O3→Ni(OH)2，Ni的化合价由＋3价→＋2价，化合

价降低，发生还原反应，故Ni2O3为正极，Fe→Fe(OH)2，Fe的化合价由0价→＋2价，

化合价升高，发生氧化反应，故Fe为负极，正确；B项，负极发生氧化反应，Fe＋

2OH－－2e－===Fe(OH)2，正确；C项，阴极发生还原反应，Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，

c(OH－)增大，溶液的pH增大，故错误；D项，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)2

＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正确。

答案　C

3．将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度NaOH溶液的烧杯中，用导线和电流表连接成原电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确的是                                                                                                         (　　)

A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋

B．铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理

C．该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的

D．Al是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出

解析　电解质溶液为NaOH溶液，应为Al失电子，Al为负极，故A项错；铝条表面的

氧化膜为Al2O3，Al2O3能与NaOH反应，故不必处理，B项正确；在内电路中是阴、阳

离子定向移动，C项错；开始工作时Al→AlO，无沉淀，D项错。

答案　B

4．一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解

质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为：2CO＋O2＝2CO2。则下列

说法中正确的是              （    ）

A．通CO的一极是电池的正极

B．负极发生的电极反应是：O2＋2CO2＋4e－＝2CO2-3

C．负极发生的电极反应是：CO＋CO2-3－2e－＝2CO2

D．正极发生氧化反应

解析　据题意知通入CO的一极为电源的负极，CO失去电子转变为CO2，发生氧化反应，

故A、B、D错误，C正确。

答案　C

5．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是                                                                                     (　　)

A．电子通过外电路从b极流向a极

B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2

D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极

解析　由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2

的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即H＋移向正极，

正极即b极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故A项、B项错误，D项正确。

C项没有指明标准状况，故C项错误。

答案　D

6．某小组为研究电化学原理，设计右图装置，下列叙述不正确的是  (　　)

A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu

C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

解析　a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A项正确；

a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe作负极，Cu作正极，铜片上发生还原反应：

Cu2＋＋2e－===Cu，铁片上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，B项正确；通过以上分析可

知，无论a和b是否连接，均发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均从蓝色(Cu2＋

的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2＋的颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，

构成电解池，铜片作阳极，铁片作阴极，Cu2＋应向阴极(铁电极)移动，D项错误。

答案　D

7．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法不正确的是

              (　　)

A．在熔融电解质中，O2－移向负极

B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O

解析　由原电池原理知阴离子移向负极，A正确；原电池反应就是一个氧化还原反应，

只是氧化反应和还原反应分别在两极进行，由丁烷的燃烧反应知，该电池的总反应为：

2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，且丁烷失电子，O2得电子，故选D。

答案　D

8．固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是               (　　)

A．有O2放电的a极为电池的负极

B．有H2放电的b极为电池的正极

C．a极对应的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．该电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O

解析　H2在O2中燃烧的方程式为2H2＋O22H2O，所以氢氧燃料电池的总方程式为

2H2＋O2===2H2O，D对；而O2为氧化剂，在正极反应，所以a极为正极，A错；因反

应介质中没有水，所以正极反应式为O2＋4e－===2O2－，C错；根据总反应写出负极反应

式为2H2＋2O2－－4e－===2H2O；H2为负极反应物，B错。

答案　D

二、非选择题

9．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂

等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应： _______________________；负极反应：_______________________________。

解析　(1)利用Fe3＋转化Fe2＋的反应：2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2，然后改为离子方程式。

(2)根据2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋氧化还原反应和原电池的工作原理进行设计，铜作负极，

石墨作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。

答案　(1)2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋

(2)装置图如图所示

正极反应：2Fe3＋＋2e－＝2Fe2＋

负极反应：Cu－2e－＝Cu2＋

10．Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80 ℃，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。反应方程式为2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O

回答下列问题：

(1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是__________________________________

___________________________________________________________________________。

(2)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K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：________________________________。

(3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2O2和Ag2O)2.588 g，在一定的条件下完全分解为

Ag和O2，得到224.0 mL O2(标准状况下)。计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确

到小数点后两位)。

解析　(1)反应的产物中有K2SO4，只要洗涤液中不存在SO，即可证明沉淀已经洗涤完

全(反应后溶液中有KOH，只要洗涤液中不存在OH－，即可证明沉淀已洗涤完全)。

答案　(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba(NO3)2溶液，若不出现白色浑浊，

表示已洗涤完全(或取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，

表示已洗涤完全)

(2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag

(3)n(O2)＝＝1.000×10－2mol[

设样品中Ag2O2的物质的量为x，Ag2O的物质的量为y。

解得

w(Ag2O2)＝＝＝0.91。

11．金属镁在目前的汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中得到迅猛发展。

(1)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳

一改以往的有机合成材料，而使用镁铝合金、钛铝合金等材料。镁铝

合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是________(多选)。

A．降低成本　B．增强美观　C．利于散热　D．增加强度

E．增加运算速度

(2)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计

原电池。

①给你一只安培表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。

②一段时间后，铝片发生的电极反应式是________________________________________

________________________________________________________________________；

镁条表面只有极少量的气泡产生，则镁电极产生的主要反应的电极反应式为_________。

解析　(1)铝合金材料比有机合成材料在价格上要高，所以A错；实际上铝合金材料在

电脑外壳上的使用是从“增加强度”和“增强美观”的角度考虑的，当然铝合金作为电

脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好的多；铝合金材料的应用与电脑的运算速度

没有关系。

(2)铝能够与NaOH溶液反应，所以作原电池的负极，而镁与NaOH

溶液不反应作正极。

答案　(1)BCD

(2)①如图所示　②Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

12．Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。

请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为________________，发生的电极反应式为________________；

(2)电池正极发生的电极反应式为______________________________________________；

(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果

把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________，反应的化学方程式为_________；

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________。

解析　(1)、(2)电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)由NaOH与SOCl2反应

的产物为Na2SO3、NaCl可知，SOCl2与水反应生成SO2和HCl。(4)由于电池材料易与

水、O2反应。

答案　(1)锂　Li－e－===Li＋

(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑

(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成　SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑　

(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应