高中化学原电池习题.doc

1、原电池2参考答案与试题解析一选择题（共13小题）1（1993全国）如图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（） a极板b极板X电极电解质溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2AABBCCDD【解答】解：通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b极是阳极，b极板处有无色无臭气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极材料必须是不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子A、该选项符

2、合条件，故A正确B、电解质溶液中金属阳离子在氢元素前边，故B错误C、铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在B极上得不到氧气，故C错误D、电解质溶液中氯离子失电子，在B极上得到有刺激性气味的气体，与题意不符，故D错误故选A2（2000上海）在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2+2eCu，Ag+eAg在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（）A1.62gB6.48gC3.24gD12.96g【解答】解：由Cu2+2eCu，Ag+eAg知，当得电子数相等时，析出铜和银的关系式为：CuAg设析出银的质量为xCu2Ag64g （1082）g1.92g x所以x=6.4

3、8g故选B3（2011福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电关于该电池的下列说法不正确的是（）A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动D总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2【解答】解：A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，在电池中还可以担当溶剂，故A正确；B、放电时正极上是水中的氢离子得电子，所以会有氢气生成，故B正确；C、原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH向负极移动，故C错误；D、锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间

4、反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2，故D正确故选C4（2009广东）下列说法正确的是（）A废旧电池应集中回收，并填埋处理B充电电池放电时，电能转变为化学能C放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对应速率的影响有关D所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行【解答】解：A、废旧电池应集中回收但不能填埋处理，因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，就会引发疾病，故A错误；B、充电电池放电时，化学能转变为电能，故B错误；C、温度降低，化学反应速率减小，则放在冰箱中的食品保质期较长，故C正确；D、有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的，比

5、如碳的燃烧，故D错误故选C5（2012上海）如图装置中发生反应的离子方程式为：Zn+2H+Zn2+H2，下列说法错误的是（）Aa、b不可能是同种材料的电极B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸【解答】解：A如果该装置是电解池，如锌作阴、阳极，电解质溶液是酸，阳极上锌失电子，阴极上氢离子得电子，符合离子反应方程式，所以两个电极可以相同，故A错误；B该装置可能是电解池，电解质溶液是稀盐酸，锌作阳极，电解时，阳极上锌失电子，阴极上氢离子得电子，符合离子反应方程式，故B正确；C、该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐

6、酸，锌作负极，正极上氢离子得电子，发生的反应符合离子方程式，故C正确；D、该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸，负极上锌失电子，正极氢离子得电子，符合离子方程式，故D正确故选A6（2012福建）将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu 路径流动C片刻后甲池中c（SO42）增大D片刻后可观察到滤纸b点变红色【解答】解：A，Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极是发生还原反应；故A正确；B、电子流向是负极到正极，但ab这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动；故B错误；C、选项中硫酸根离子浓度基本保持不变；故C错

7、误；D、选项中是滤纸a点是阴极，氢离子放电，水电离平衡破坏附近氢氧根离子浓度增大，酚酞变红；b做阳极氢氧根离子失电子生成氧气，附近氢离子浓度增大，故D错误；故选A7（2013海南）如图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd符合上述实验结果的盐溶液是（）选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb（NO3）2CFeSO4Al2 （SO4）3DCuSO4AgNO3AABBCCDD【解答】解：电极b、d均为阴极，在它们上面均没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd，则所电解的盐溶液中金属元素应该在金属活动顺序表中（H）以后，转

8、移相同电子时，b析出金属质量小于d阳离子得电子能力如图所示：，前面的H+表示酸溶液中的H+，后面的H+表示盐溶液中的H+A在金属活动性顺序表中，Mg在H之前，所以电解镁盐溶液时阴极上不能得到金属单质，故A错误；B由阳离子得电子能力顺序表可以看出，盐溶液中Ag+和Pb2+的得电子能力均大于H+，因此电解硝酸银溶液时阴极b电极上生成Ag、电解硝酸铅溶液阴极d上生成Pb，两池中的电极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，b增重216g，d增重207g，所以质量增加bd，故B错误；C在金属活动性顺序表中，Fe、Al都在H之前，电解亚铁盐、铝溶液溶液时阴极上都不能得到金属单质，故C错误；D两池中的电

9、极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，b增重64g，d增重216g，所以质量增加bd，故D正确；故选D8（2014新课标）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是（）Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4Li1xMn2O4+xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li+从b向a迁移【解答】解：A、锂离子电池中，b电极为Li，放电时，Li失电子为负极，LiMn2O4得电子为正极，所以a为电池的正极，故A正确；B、充电时，Li+在阴极得电子，LiMn2O4在阳极失电子，电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4+xLi，故B正

10、确；C、放电时，a为正极，正极上LiMn2O4中Mn元素得电子，所以锂的化合价不变，故C错误；D、放电时，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中Li+从b向a迁移，故D正确；故选C9（2015上海）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示下列有关说法错误的是（）Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为：O2+2H2O+4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为：2H+2eH2【解答】解：A、d为石墨，活泼金属铁片作负极，发生腐蚀，所以铁片腐蚀加快，故A正确；B、海水呈中性，所以发生吸氧腐蚀，所以石墨作正极，电极反应：O2+2H2O+4e4OH，故B正确；C、锌比铁片活泼

11、，所以腐蚀锌，所以铁片不易被腐蚀，故C正确；D、d为锌块，作为负极，因海水呈中性，所以发生吸氧腐蚀，所以铁片上电极反应为：O2+2H2O+4e4OH，故D错误；故选D10（2016新课标）锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH+2H2O2Zn（OH）42下列说法正确的是（）A充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B充电时，电解质溶液中c（OH）逐渐减小C放电时，负极反应为：Zn+4OH2eZn（OH）42D放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）【解答】解：A充电时阳离子向阴极移动，故A错误；B充电时，电池反应为Zn（OH

12、）42+2eZn+4OH，电解质溶液中c（OH）逐渐增大，故B错误；C放电时，负极反应式为Zn+4OH2eZn（OH）42，故C正确；D放电时，每消耗标况下22.4L氧气，转移电子4mol，故D错误故选C11（2016上海）图1是铜锌原电池示意图图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示（）A铜棒的质量Bc（Zn2+）Cc（H+）Dc（SO42）【解答】解：铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn2e=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为 2H+2e=H2，ACu是正极，氢离子得电子发生还原反应，Cu棒的质量不变，故A错误；B由于Zn是

13、负极，不断发生反应Zn2e=Zn2+，所以溶液中c（Zn2+）增大，故B错误；C由于反应不断消耗H+，所以溶液的c（H+）逐渐降低，故C正确；DSO42不参加反应，其浓度不变，故D错误；故选：C12（2017新课标）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2x8）下列说法错误的是（）A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越

14、多【解答】解：A据分析可知正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4，故A正确；B负极反应为：Lie=Li+，当外电路流过0.02mol电子时，消耗的锂为0.02mol，负极减重的质量为0.02mol7g/mol=0.14g，故B正确；C硫作为不导电的物质，导电性非常差，而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料，则石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性，故C正确；D充电时a为阳极，与放电时的电极反应相反，则充电时间越长，电池中的Li2S2量就会越少，故D错误；故选D13（2017浙江）银锌电池是一种常见化学电源，其原理反应：Zn+Ag2O+H2OZn（OH）2+2Ag，其工作示意图如图

15、下列说法不正确的是（）AZn电极是负极BAg2O电极上发生还原反应CZn电极的电极反应式：Zn2e+2OHZn（OH）2D放电前后电解质溶液的pH保持不变【解答】解：A、活泼金属Zn为负极，故A正确；B、正极反应为Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH，发生还原反应，故B正确；C、负极反应为Zn+2OH2e=Zn（OH）2，故C正确；D、氢氧根离子物质的量虽然不变，但水的量减少，KOH的浓度增大，pH增大，故D错误；故选D二填空题（共6小题）14（2014春船营区校级期末）（1）如图所示，组成一种原电池试回答下列问题（灯泡功率合适）：电解质溶液为稀H2SO4时上述装置中灯泡亮，此时Al电极上发

16、生反应的电极反应式为：2H+2e=H2；电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡亮（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）a若灯泡亮，则Mg电极上发生的电极反应式为：6H2O+6e=6OH+3H2；Al电极上发生反应的电极反应式为：2Al6e+8OH=2AlO2+4H2O；b若灯泡不亮，其理由为：此空不填（2）原电池原理的应用之一是可以设计原电池请利用反应“Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+”设制一个原电池（正极材料用碳棒）则该电池的负极材料是Cu，若导线上转移电子1.5mol，则溶解铜的质量是48g另外的重要应用是实验室在用锌与稀硫酸反应制备氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜溶液其作

17、用是：形成了ZnCu原电池，加快了化学反应的速率（3）氢氧燃料电池（电解质为KOH溶液，惰性材料作电极）负极反应的电极反应式为：H2+2OH2e=2H2O【解答】解：（1）该装置为原电池，Mg易失电子作负极、Al作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H+2e=H2，故答案为：2H+2e=H2；该装置中，铝能和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，该装置符合原电池构成条件，所以Mg、Al和NaOH溶液构成原电池，则灯泡亮；Al易失电子作负极，负极上电极反应式为2Al6e+8OH=2AlO2+4H2O，Mg作正极，正极上水得电子生成氢气，正极上的电极反应为6H2O+6e=6OH+3H2；故

18、答案为：亮；6H2O+6e=6OH+3H2；2Al6e+8OH=2AlO2+4H2O；（2）根据电池反应式知，Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极、石墨作正极，电解质为可溶性的铁盐，负极上Cu失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu2e=Cu2+，正极上铁离子得电子发生还原反应，电极反应式为Fe3+e=Fe2+；根据Cu2e=Cu2+知，导线上转移电子1.5mol，则溶解m（Cu）=48g，Zn和铜离子发生置换反应生成Cu，Zn、Cu和硫酸构成原电池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，从而加速Zn的腐蚀，故答案为：Cu；48g；形成了ZnCu原电池，加快了

19、化学反应的速率；（3）碱性条件下，负极上氢气失电子生成水，负极的电极方程式为H2+2OH2e=2H2O，故答案为：H2+2OH2e=2H2O15（2014秋邓州市校级月考）铅蓄电池是典型的可充型电池，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO422PbSO4+2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O；电解液中H2SO4的浓度将变小；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加48g（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成Pb，电极反应：PbSO4+2e

20、=Pb+SO42，B电极上生成PbO2，电极反应PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42，此时铅蓄电池的正负极的极性将对换【解答】解：（1）电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO422PbSO4+2H2O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb2e+SO42=PbSO4 ，正极电极反应：PbO2+2e+4H+2SO42=PbSO4+2H2O，放电时：正极的电极反应式是PbO2+2e+4H+2SO42=PbSO4+2H2O；电解液中H2SO4的浓度将减少；当外电路通过1mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板的质量增加0.5mol303g/mol0.5mol207g/mol=48g

21、，故答案为：PbO2+2e+4H+2SO42=PbSO4+2H2O；小；48；（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，电极上析出的是PbSO4，若按题右图连接B为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，实质是电解反应，B电极上发生反应为：PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+2SO42，A电极发生反应为：PbSO4=Pb2e+SO42，所以A电极上生成Pb；此时铅蓄电池的正负极的极性将对换；故答案为：Pb；PbSO4+2e=Pb+SO42；PbO2；PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42；对换16（2011潍坊一模）甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回

22、答下列问题：（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H2）还原氧化铁，有关反应为：CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）H=260kJmol1已知：2CO（g）+O2（g）2CO2（g）H=566kJmol1则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为：2CH4（g）+O2（g）2CO（g）+4H2（g）H=46kJmol1 （2）如图所示，装置为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置实现铁棒上镀铜a处应通入CH4 （填“CH4”或“O2”），a处电极上发生的电极反应式是CH4+10OH8e=CO32+7H2O；电镀结束后，装置中溶液的pH变小（填

23、写“变大”“变小”或“不变”，下同），装置中Cu2+的物质的量浓度不变；电镀结束后，装置溶液中的阴离子除了OH以外还含有CO32（忽略水解）；在此过程中若完全反应，装置中阴极质量变化12.8g，则装置中理论上消耗甲烷1.12L（标准状况下）【解答】解：（1）CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）H=260kJmol12CO（g）+O2（g）2CO2（g）H=566kJmol1，将方程式2+得 2CH4（g）+O2（g）2CO（g）+4H2（g）H=46kJmol1 ，故答案为：2CH4（g）+O2（g）2CO（g）+4H2（g）H=46kJmol1 ；（2）II中首先镀铜，则Cu

24、作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH8e=CO32+7H2O，故答案为：CH4；CH4+10OH8e=CO32+7H2O；根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变，故答案为：变小；不变；I中负极反应为CH4+10OH8e=CO32+7H2O，所以还有碳酸根离子生成，故答案为：CO32

25、；串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积=1.12L，故答案为：1.1217（2013春昆明校级期末）现有如下两个反应：A、2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2OB、CH4+2O2CO2+2H2O（1）根据反应的本质，两个反应都为放热反应（放热或吸热），判断两个反应能否设计为原电池？（能或不能）A不能 B能（2）如果不能，说明其理由A的反应为非氧化还原反应，无电子转移（3）如果能，最好应选择NaOH电解质溶液（NaOH或H2SO4）则负极电极反应式：CH48e+10OHCO32+7H2O正极电极反应式：2O2+8e+4H2O8OH【解答】解：（1）中和反应、物质的燃烧反应均是放热反应

26、，A不是自发的氧化还原反应不能设计成原电池，B是自发的氧化还原反应能设计成原电池，故答案为：放热；不能；能；（2）A的反应为复分解反应，属于非氧化还原反应，无电子转移，只有自发的氧化还原反应能设计成原电池，故答案为：A的反应为非氧化还原反应，无电子转移；（3）甲烷燃料电池中，负极是甲烷燃料失电子的过程，正极是氧气得电子的过程，电极反应分别为：负极 CH48e+10 OHCO32+7H2O，正极 2O2+8e+4H2O8 OH，为了保证放电的充分进行，可以选择碱来作电解质溶液，故答案为：NaOH；CH48e+10OHCO32+7H2O；2O2+8e+4H2O8OH18（2014秋岐山县期末）如图

27、是一个化学过程的示意图已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O（1）写出下列电极反应式：通入CH3OH 的电极的电极反应式是：CH3OH6e+8OH6H2O+CO32，B（石墨）电极的电极反应式为：4OH4e=O2+2H2O（2）乙池中反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3（3）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上转移电子0.05mol【解答】解：（1）甲池能自发的进行氧化还原反应，为原电池，通入甲醇的电极是负极，电极反应式为CH3OH6e+8OH6H2O+CO32，乙池为电解池，石墨作阳极，阳极上氢氧根离子放电生

28、成氧气，电极反应式为4OH4e=O2+2H2O，故答案为：CH3OH6e+8OH6H2O+CO32；4OH4e=O2+2H2O；（2）乙池中阳极上氢氧根离子放电生成氧气、阴极上银离子放电生成银，所以电池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3，故答案为：4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3；（3）铁电极上析出银，电极反应式为Ag+e=Ag，n（Ag）=0.05mol，根据银和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=n（Ag）=0.05mol，串联电路中转移电子相等，所以甲池中理论上转移电子0.05mol，故答案为：0.0519（2015春延边州校级期中）原电池是一种

29、将化学能转变为电能装置电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O，电解质溶液为KOH，其电极反应式为：Zn+2OH2e=ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH电池的负极是Zn，正极发生的是还原反应反应（填反应类型），总反应式为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO【解答】解：原电池是将化学能转化为电能的装置，该原电池中，Zn元素化合价由0价变为+2价、Ag元素化合价由+1价变为0价，所以Zn是负极、Ag2O是正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，负极电极反应式为Zn+2OH2e=ZnO+H2O、正极电极反应式为 Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH，所以电池反应式为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO，故答案为：将化学能转变为电能；Zn；还原反应；Zn+Ag2O=2Ag+ZnO三解答题（共11小题）20（2014玉山县校级模拟）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念