高中化学第2节 化学能转化为电能——电池课时作业

课时1 原电池的工作原理

1.“暖宝宝”采用的是铁的“氧化放热”原理,使其发生原电池反应,铁粉在原电池中充当(     )

A.正极B.负极C.阳极D.阴极

答案：

解析：铁粉与活性炭为原电池的电极,食盐水为电解质溶液,加快铁粉的氧化,即铁粉失电子作负极。

2.将纯锌片和纯铜片按图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.两烧杯溶液中的 均减小

D.甲中铜片上产生气泡的速率比乙慢

答案： 

解析：甲中构成原电池,铜片表面有气泡产生,乙中不能构成原电池,铜片表面无气泡产生,不是负极, 、B错误;形成原电池会加快反应速率,故甲中产生气泡的速率较快,D错误;甲、乙两烧杯中 均参加反应, 均减小,C正确。

3.（2021山东泰安高二月考）在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极 ,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 外电路

B.若两电极分别为铁和碳棒,则 为碳棒, 为铁

C. 极上发生的是还原反应, 极上发生的是氧化反应

D.若两电极都是金属,则它们的金属活动性顺序为

答案：

解析：由图可知,原电池外电路中电子由 极流向 极,则 极为负极, 极为正极。

4.（2021山东日照高二月考）按下图装置实验,若 轴表示流出负极的电子的物质的量,则 轴应表示(     )

①   ②   ③ 棒的质量  ④ 棒的质量  ⑤溶液的质量

A.①③B.③④

C.①②④D.②

答案：

解析：题给原电池中,负极： ,正极： ,则 棒溶解, 棒增重,溶液中 不变。

5.科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系（如图）。关于此循环体系,下列说法中错误的是(     )

A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能

B.燃料电池中通入 的一极作负极,发生氧化反应

C.在此循环中发生了反应：

D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂

答案： 

解析：原电池是将化学能转化为电能的装置,故A正确;氢氧燃料电池的负极通入 ,发生氧化反应,正极通入 ,发生还原反应,故B正确;题给循环过程中水在太阳能和光分解催化剂的作用下分解为氢气和氧气,故C错误;推广氢能的关键是寻找合适的催化剂,利用太阳能分解水,故D正确。

6.如图是银锌电池装置示意图,电池反应为 下列说法错误的是(     )

A. 电极是负极

B. 电极发生氧化反应

C. 电极的电极反应式：

D.该装置实现了化学能到电能的转化

答案：

解析：题给装置为原电池装置,实现了化学能到电能的转化。根据电池反应可判断,锌为负极,氧化银为正极,发生还原反应。

7.（2021山东济宁高二期末）圣路易斯大学研制的新型乙醇燃料电池,用能传递质子 的介质作溶剂,电池总反应为 ,下图是该电池的示意图,下列说法正确的是(     )

A. 极为电池的负极

B.电池正极的电极反应为

C.电池工作时电子由 极沿导线经灯泡再到 极

D.电池工作时, 乙醇被氧化时就有 电子转移

答案：

解析：燃料电池通入氧气的电极为正极,氧气得电子变为水,A错误、B正确;原电池中电子由负极沿导线流向正极,C错误; 乙醇反应时需要 氧气,所以转移 电子,D错误。

8.（2021山东日照高二月考） 四种金属按下表中装置进行实验。

根据实验现象回答下列问题：

（1）装置甲中负极的电极反应式是  。

（2）装置乙中正极的电极反应式是  。

（3）装置丙中溶液的 （填“变大”“变小”或“不变”）。

（4）四种金属的金属活动性：  。

答案：（1）  （2）  （3）变大 （4）

解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理,甲中 不断溶解,则 为负极、 为正极,活动性： ;乙中 极质量增加,即析出 ,则 为负极,活动性： ;丙中 上有气体即 产生,则 为正极,活动性： ,随着 的消耗,溶液 变大。

素养提升练

9.（不定项）电子计算器的电源常用微型银锌原电池,其电极分别为 和 ,电解质溶液为 溶液,放电时锌电极上的电极反应为 ;氧化银电极上的电极反应为 ,总反应式为 。下列说法不正确的是(     )

A.锌是负极,氧化银是正极

B.氧化银发生氧化反应,锌发生还原反应

C.溶液中 向正极移动, 向负极移动

D.随着电极反应的不断进行,电解质溶液的 会增大

答案：    ;

解析：根据总反应以及原电池的工作原理,可知锌为负极,氧化银为正极,故A说法正确;

为负极,发生氧化反应,氧化银中 元素的化合价降低,发生还原反应,故B说法不正确;

根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,即 向负极移动, 向正极移动,故C说法不正确;

电解质溶液为碱性,根据总反应可知,该反应消耗水, 浓度增大,溶液 增大,故D说法正确。

解题关键  解答本题首先判断反应过程中元素的化合价变化,然后根据化合价变化及电极反应的特点判断电极材料。

10.（不定项）研究人员研制出一种可作为鱼雷和潜艇的储备电源的新型电池——锂水电池（结构如图所示）,使用时加入水即可放电。下列关于该电池的说法不正确的是(     )

A.锂电极为负极,钢电极为正极

B.工作时 向钢电极移动

C.工作时负极的电极反应式为

D.放电时电流的流向:锂电极→导线→钢电极

答案： ;

解析：电池以锂电极和钢电极为电极材料, 溶液为电解质溶液,锂作负极,钢作正极,A项正确;

原电池中,阴离子移向负极,即放电时 向锂电极移动,B项不正确;

锂是负极,发生失去电子的氧化反应： 项正确;

放电时电子流向为负极 导线 正极,即锂电极 导线 钢电极,电流流向与之相反,D项不正确。

思路导引  解答此类题目应首先根据电极特点判断电池的电极材料,然后根据原电池闭合回路的形成原理判断溶液中离子移动方向或者外电路中电子移动方向。

11.（2021辽宁丹东二中高二月考）利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电化学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：

（1）实验原理： 。

（2）实验用品：电极（  、  ）、稀硫酸、烧杯、  、耳机、电流计（填写所缺的实验用品）。

答案：（2）铁钉（或铁条） ; 铜钉（或铅笔芯等） ; 导线

（3）实验装置如图。

（4）原电池设计及注意的问题。

①按如图所示连接好实验仪器,这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”的声音。其原因是在原电池中,化学能转化为  。

②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的  极,电极反应式为  ;另一极接电流计的  极,电极上发生了  （填“氧化”或“还原”）反应。

答案：（4）①电能 ②负 ;    ; 正  ; 还原

解析：（4）原电池的构成条件是电极、导线、电解质溶液。负极应选铁钉或铁条,正极可选铜棒、铜钉或石墨（如铅笔芯）等,电解质溶液盛放在烧杯中;原电池是将化学能转化为电能的装置,电流计的负极应与电源负极相连,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。

创新拓展练

12.某化学研究性学习小组针对原电池形成条件,设计了实验方案,进行如下探究。

（1）请填写有关实验现象并得出相关结论。

①通过实验2和3,可得出原电池的形成条件是  。

②通过实验1和3,可得出原电池的形成条件是  。

③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇,电流计指针将不发生偏转,从而可得出原电池的形成条件是  。

（2）分别写出实验3中 棒和 棒上发生的电极反应。

棒：  。

棒：  。

（3）实验3的电流是从  棒流出（填“ ”或 ）,反应过程中若有 电子发生了转移,则 电极质量减轻 。

答案：（1）有气体生成 ; 发生偏转  ; ①活泼性不同的两个电极  ; ②形成闭合回路  ; ③有电解质溶液

（2）   ;

（3）   ; 13

解析：（1）实验3中构成原电池,锌是负极,铜是正极,溶液中的氢离子放电,则铜棒表面的现象是有气体生成,电流计指针发生偏转。①实验2和3相比电极不一样,因此可得出原电池的形成条件是有活泼性不同的两个电极。②实验1和3相比实验3中形成闭合回路,由此可得出原电池的形成条件是形成闭合回路。③若将实验3装置中稀硫酸换成乙醇,电流计指针将不发生偏转,由于乙醇是非电解质, 是电解质,故可得出原电池形成条件是有电解质溶液。

（2）锌是负极,发生失去电子的氧化反应,则 棒上发生的电极反应为 ;铜是正极,溶液中的氢离子放电,则 棒上发生的电极反应为 。

（3）实验3中锌是负极,铜是正极,则电流是从 棒流出,反应过程中若有 电子发生了转移,根据 可知消耗 锌,则 电极质量减轻 。

解题关键  解答本题需要把握两点：①根据实验现象判断原电池的两极;②原电池的两个电极之间的电子转移数目相等。