高中化学原电池习题讲解学习.docx
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高中化学原电池习题讲解学习
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
CuSQ
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNQ
D
铜
石墨
负极
CuC2
A.AB.BC.CD.D
【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A.
2.（2000?
上海）在外界提供相同电量的条件下，C『+或Ag+分别按C『++2e「—Cu,
Ag+efAg在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g,贝U析出银的质量为（）
A.1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96g
【解答】解：
由C『+2e「—Cu,Ag++e「—Ag知，当得电子数相等时，析出铜和银的关系式为：
Cu--Ag.设析出银的质量为x.
Cu——2Ag
64g（108X2）g
1.92gx
所以x=='=6.48g
故选B.
3.（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+H2T
【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反应生成氢氧化锂和氢
气，即总反应为：
2L+2H2O=2LiOH+H2T，故D正确.
故选C.
4.（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，比如碳的燃烧，故D错误.故选C.
5.（2012?
上海）如图装置中发生反应的离子方程式为：
Zn+2H+—Zn2++H2T，下
列说法错误的是（）
A.a、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A.
6.（2012?
畐建）将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）
川恤和取龍蜻、
的能地
jstffi-4-telUKClifift）Ts
1nwlLTZnSO（fl|?
SImolL'1CuSOjfrjft
T乙
A.Cu电极上发生还原反应
B.电子沿ZnfafbfCl路径流动
C.片刻后甲池中c（SO2「）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afb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A.
7.（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bvd.符合上述实验结果的盐溶液是（）
选项
X
Y
A
MgSQ
CuSQ
B
AgNQ
Pb（NQ3）2
C
FeSO
Ab（SQ）3
D
CuSQ
AgNQ
电解池I电CF池口
A.AB.BC.CD.D
【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bvd,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：
Ag+,FMJCifjPb2*、时、（IF）、APJ耳厂、gr、K*
，刖面
得电子能力由易到难"
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b>d,故B错误；
C•在金属活动性顺序表中，FeAl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bvd,故D正确；
故选D.
8.（2014?
新课标U）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（）
Li
Lt*快离子导协肇沖电解质
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4—Li-xMn2O4+xLi
C.放电时，a极锂的化合价发生变化
D.放电时，溶液中口+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，LiM门2。
4
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，LiM门20在阳极失电子，电池充电反应为LiMn2O4=L1
-xMn2O4+XL，故B正确；
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C.
9.（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（）
海水弋
三卄电极d
铁片,
A.d为石墨，铁片腐蚀加快
B.d为石墨，石墨上电极反应为：
O2+2H2O+4e-=4OH
C.d为锌块，铁片不易被腐蚀
D.d为锌块，铁片上电极反应为：
2H++2e「—H2T
【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+4e「一40H「，故B正确；
C、锌比铁片活泼，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：
Q+2H2O+4e「一40H「，故D错误；
故选D.
10.（2016?
新课标川）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「+2H2O—2Zn（OH）42「.下列说法正确的是（）
A.充电时，电解质溶液中口向阳极移动
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+4OH「-2e「一Zn（OH）4若
D.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）42「+2e「一Zn+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+4OH-2e「一Zn（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C.
11.
（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B.c（Zn2+）
【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Zn-2e=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为2H+2e
=甘,
A.Cu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是负极，不断发生反应Zn-2e「=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；
D.SO2-不参加反应，其浓度不变，故D错误；
故选：
C.
12.（2017?
新课标川）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：
16L+xSf8L2S<（2A.电池工作时，正极可发生反应：
2L2Ss+2Li++2e-=3L20
B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g
C•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Li2^量越多
【解答】解：
A.据分析可知正极可发生反应：
2L2S6+2Li++2e-=3L2S4,故A正确；
B.负极反应为：
Li-e-=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0.02molx7g/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Li2&量就会越少，故D错误；
故选D.
13.（2017?
浙江）银锌电池是一种常见化学电源，其原理反应：
Zr+AgO+HzA
Zn（OH）2+2Ag,其工作示意图如图•下列说法不正确的是（）
Zn电Ag：
O电根
KOH
蛙関溶液
A.Zn电极是负极
B.Ag2O电极上发生还原反应
C.Zn电极的电极反应式：
Zn-2e+2OH—Zn（OH）2
D.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+20H「-2e-=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）：
1电解质溶液为稀H2SQ时上述装置中灯泡亮，此时Al电极上发生反应的电极
反应式为：
2H++2e=蛾T；
2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：
_6!
±O+6e-=6OH+3IH4；Al电极上发生反应的电极反应式为：
2AI-6e-+80H「=2AIQ-+4HzO；
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
“C+2Fe3+=2F（2++Ci2+"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.其作用是：
形成了Zn-Cu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：
2+2OH-2e=2HbO.
<
-
A
1
一电解隅活谨
-—
-
■
—-
—-
--
J
【解答】解：
（1）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=H21，
故答案为：
2H++2e-=H2?
;
2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，贝U灯泡亮；
Al易失电子作负极，负极上电极反应式为2Al-6e-+8OH=2AIC2-+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+3HH；故答案为：
亮；6H2O+6e-=6OH+3H2f;2Al-6e-+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Cu-2e-=CiT，正极上铁离子得电子发生还原反应，电极反应式为F^+e「二F^;
根据Cu-2e-=Ci?
+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Zn-Cu原电池，加快了化学反应的速率；
（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+2OH--2e-=2H2O,故答案为：
H2+2OH「-2e-=2HzO.
15.（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+PbQ+4H++2SC42「2PbSQ+2H2O
充电
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PbQ+2e「+4H++SQ2「=PbSQ+2H2。
；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：
PbSQ+2e「=Pb+SQ2「，B电极上生成PbQ，电极反应PbSQ+2H2O-2e「=PbO2+4H++SQ2「，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++2SQ2「丄生2PbSQ+2H2。
，写充电
出电极反应为：
负极电解反应：
Pb-2e「+SQ2「二PbSQ，正极电极反应：
PbQ+2e「+4H++2SQ2-=PbSQ+2H2O,放电时：
正极的电极反应式是PbQ+2e-+4H++2SQ2-=PbSQ+2H2O;电解液中H2SC4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0.5molx303g/mol-0.5molx
207g/mol=48g，
故答案为：
PbQ+2e-+4H++2SQ2-=PbSQ+2H2O；小；48;
（2）在完全放电耗尽PbQ和Pb时，电极上析出的是PbSQ,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：
PbSQ+2H2O-2e-=PbQ+4H++2SQ2-,A电极发生反应为：
PbSQ=Pb-2e-+SQ2-,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；PbSQ+2e-=Pb+SQ2-;PbQ;PbSQ+2H2O-2e-=PbQ+4H++SQ2-;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：
-1
CH4（g）+CC2（g）—2CO（g）+2H2（g）AH=260kJ?
mol
已知：
2CO（g）+O2（g）—2CQ（g）AH=-566kJ?
mo「1则Cf与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为：
2CH4（g）+O2（g）—2CO（g）+4H2（□）△H=
-46kJ?
mo-1.
（2）如图所示，装置I为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置U实现铁棒上镀铜.
1a处应通入CHL（填“CH或“O）,a处电极上发生的电极反应式是
CI~4+1OOH「-8e-=CQ2-+7HQ;
2电镀结束后，装置I中溶液的pH变小（填写变大”变小”或不变”下同），装置U中C『+的物质的量浓度不变；
3电镀结束后，装置I溶液中的阴离子除了OH以外还含有CQ2-（忽略水
解）;
4在此过程中若完全反应，装置U中阴极质量变化12.8g，则装置I中理论上消
耗甲烷1.12L（标准状况下）.
CuS<）4溶液
+CQ（g）—2CO（g）+2H2（g）^H=260kJ?
mo-1S
（g）
【解答】解：
（1）
2CO（g）+O2（g）—2CO2（g）^H=-566kJ?
mo「1②,
将方程式2①+②得2CH4（g）+O2（g）—2CO（g）+4H2（g）^H=-46kJ?
mo「1，故答案为：
2CU（g）+O2（g）—2CO（g）+4出（g）^H=-46kJ?
mo「;
（2）①II中首先镀铜，则Cu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+10OH-8e
「=CQ2「+7H2O,
故答案为：
CH4；CH4+10OH--8e「=CQ2「+7H2。
；
2根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=KCC3+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；
3I中负极反应为CH4+10OH「-8e-=CQ+7出0,所以还有碳酸根离子生成，故答案为：
CQ2-;
4串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积
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