1、第第 3 3 课时课时 设计原电池设计原电池 化学电源化学电源 A 组 基础对点练 题组一 原电池的设计及应用 1(2019 湖北四地七校期中联考)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其能量转化的形式主要是化学能电能光能 C如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将发生改变 D如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED 灯将不会发光 答案 B 解析 锌片作负极，发生氧化反应，铜片作正极，发生还原反应，A 错误；该装置的能量转 化形式是“化学能电能光能”，B 正确；如把锌片换为铁片，铜片依
2、然为正极，电路中 的电流方向不会发生改变，C 错误；如将稀 H2SO4换为柠檬汁，由于柠檬汁中含有柠檬酸， 溶液呈酸性，LED 灯也会发光，D 错误。 考点 原电池工作原理的应用 题点 原电池工作原理及设计 2 (2019 河北保定一中高一期中)某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。 该电池工作时， 下列说法正确的是( ) A锌片作正极 B碳棒上有气泡产生 C可将电能转化为化学能 D电子由碳棒经导线流向锌片 答案 B 解析 电池工作时，Zn 失去电子，作负极，故 A 错误；碳棒为正极，氢离子在正极上得到 电子生成氢气，有气泡产生，故 B 正确；原电池是将化学能转化为电能的装置，故 C 错误；
3、 Zn 为负极，电子由锌片经导线流向碳棒，故 D 错误。 考点 原电池工作原理及应用 题点 原电池的工作原理及设计 3(2019 靖远县期末)利用下列化学反应能设计成原电池的是( ) ACH42O2= 点燃 CO22H2O BCaCO32HCl=CaCl2CO2H2O CNa2OH2O=2NaOH DAl2O32NaOH=2NaAlO2H2O 答案 A 解析 CH42O2= 点燃 CO22H2O 的反应属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故 A 正确； CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O 的反应不是氧化还原反应， 不能设计成原电池， 故 B 错误； Na2OH2O=2NaOH 的反
4、应不是氧化还原反应， 不能设计成原电池， 故 C 错误； Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O 的反应不是氧化还原反应， 不能设计成原电池， 故 D 错误。 考点 原电池工作原理及应用 题点 原电池设计 题组二 化学电源 4(2019 商丘高一检测)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( ) 图碱性锌锰电池 图铅硫酸蓄电池 图原电池 图银锌纽扣电池 A.图所示电池中，MnO2的作用是作催化剂 B图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大 C图所示装置工作过程中，电解质溶液中 Cu2 浓度始终不变 D图所示电池中，Ag2O 是氧化剂，电池工作过程中被还原为 Ag 答案 D 解析 MnO
5、2的作用是作氧化剂，A 错误；PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，H2SO4被 消耗，浓度减小，B 错误；正极析出铜，Cu2 浓度减小，C 错误；负极 ZnZn2，发生氧化 反应，Zn 作还原剂；正极：Ag2OAg，发生还原反应，Ag2O 是氧化剂，D 正确。 考点 化学电源 题点 常见的几种化学电源的工作原理 5 (2019 山东邹平一中高一第一次阶段考试)某普通锌锰干电池的结构如图所示。 下列说法正 确的是( ) A锌筒是原电池的正极 B石墨电极上发生氧化反应 C铵根离子流向石墨电极 D电子经石墨电极沿电解质溶液流向锌筒 答案 C 解析 锌锰干电池中，锌筒作负极， 石墨电极作正
6、极， A 错误； 锌锰干电池中，锌筒作负极， 石墨电极作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，B 错误；原电池中阳离子定向移动 到正极， 故铵根离子流向石墨电极， C 正确； 电子经导线由负极锌筒流向石墨电极， D 错误。 考点 化学电源 题点 锌锰干电池的工作原理 6 (2019 江西南昌二中高一月考)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源， 其电极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为 KOH 溶液，总反应式为 Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2，下列说法 中不正确的是( ) A原电池放电时，负极上发生反应的物质是 Zn B负极发生的反应是 Zn2OH 2e=Zn(OH) 2 C工作
7、时，负极区溶液中 c(OH )减小 D溶液中 OH 向正极移动，K、H向负极移动 答案 D 解析 根据电池总反应式知，Zn 失电子发生氧化反应，故 Zn 作负极，Ag2O 作正极，故 A 正确；负极发生反应：Zn2OH 2e=Zn(OH) 2，故 B 正确；负极发生反应：Zn2OH 2e =Zn(OH) 2，消耗 OH ，负极区溶液中 c(OH)减小，正极上发生反应：Ag 2OH2O 2e =2Ag2OH，正极区溶液中 c(OH)增大，故 C 正确；放电时，电解质溶液中 OH向 负极移动，K 、H向正极移动，故 D 错误。 考点 电极反应式的书写 题点 银锌电池工作原理及电极反应式的书写 7
8、(2020 金牛区校级期中)某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”(如图)。 这种一面镀锌、 一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后， 变成一张可任意裁剪大小的“电纸”， 厚度仅为 0.5 毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液，电 池总反应式为 Zn2MnO2H2O=ZnO2MnO(OH)。下列说法正确的是( ) A该电池的正极材料为锌 B该电池反应中二氧化锰发生氧化反应 C电池的正极反应式为 MnO2H2Oe =MnO(OH)OH D当有 0.1 mol 锌溶解时，流经电解液的电子数为 1.2041023 答案 C 解析 该原电池中，锌元素化合价由 0 价
9、变为2 价，锌失电子作负极，故 A 错误；该原电 池中，锰元素化合价由4 价变为3 价，所以二氧化锰作正极，发生还原反应，故 B 错误； 正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应为 MnO2e H 2O=MnO(OH)OH ，故 C 正确；电子从负极沿导线流向正极，不经过电解质溶液，故 D 错误。 考点 化学电源 题点 新型化学电源工作原理 题组三 电极反应式的书写及判断 8(2020 江西南昌中学高一期中)燃料电池是燃料(如 CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应 将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确 的是( ) A负极反应式：O22H2O
10、4e =4OH B负极反应式：CH48OH 8e=CO 26H2O C随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变 D放电时溶液中的阴离子向负极移动 答案 D 解析 O22H2O4e =4OH应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶 液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根，所以负极反应式为 CH410OH 8e=CO2 3 7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的 c(OH )将减小。 考点 电极反应式的书写 题点 甲烷燃料电池工作原理及电极反应式的书写 9(2019 山西应县一中高一期中)(1)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
11、同学将电极放入 1 mol L 1 的 H2SO4溶液中，乙 同学将电极放入 1 mol L 1 的 NaOH 溶液中，如图所示。 写出甲中负极的电极反应式：_。 乙中负极反应式为_， 总反应的离子方程式为_。 (2)将用导线相连的两个铂电极插入 KOH 溶液中，然后向两极分别通入 CO 和 O2，则发生了 原电池反应， 该原电池中的负极反应式为_； 正极反应式为_。 答案 (1)Mg2e =Mg2 Al3e4OH=AlO 22H2O 2Al2OH 2H2O=2AlO 23H2 (2)2CO4e 8OH=2CO2 34H2O O24e 2H 2O=4OH 解析 (1)甲中 Mg、Al 都可以与
12、 H2SO4反应，但 Mg 的活动性比 Al 强，所以 Mg 作负极， 负极的电极反应式为 Mg2e =Mg2；乙中 Al 可以和 NaOH 溶液发生氧化还原反应， 所以 Al 作负极， 负极反应式为 Al3e 4OH=AlO 22H2O， 总反应的离子方程式为 2Al 2OH 2H 2O=2AlO 23H2。(2)该原电池中 O2得电子，则 O2在正极反应，正极反应 式为 O24e 2H 2O=4OH ，CO 在负极反应，负极反应式为 2CO8OH4e=2CO2 3 4H2O。 考点 电极反应式的书写 题点 原电池工作原理及电极反应式书写 B 组 综合强化练 1(2020 鲁山县校级月考)普
13、通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为 Zn 2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)，下列说法不正确的是( ) A石墨作正极 B锌发生氧化反应 C电池工作时，电子从石墨经导线流向锌 D电池工作时，每消耗 6.5 g 锌，线路中会转移 0.2NA电子 答案 C 解析 锌筒为负极， 石墨作正极， 故 A 正确； 电池中锌失去电子， 发生氧化反应， 故 B 正确； 电池中电子从负极流向正极，即从锌经导线流向石墨，故 C 错误；锌为负极，失电子发生氧 化反应，每消耗 6.5 g Zn，即 0.1 mol 锌，则失去 0.2 mol 电子，故线路中转移 0.2NA电子，
14、D 正确。 考点 化学电源 题点 化学电源种类及工作原理 2(2020 湖北期中)下列有关叙述正确的是( ) A“中华有为”华为 Mate 系列手机采用的超大容量高密度电池是一种一次电池 B根据能量守恒定律，化学反应中反应物的总能量等于生成物的总能量 C等质量的硫蒸气和硫粉分别与氧气反应生成 SO2气体，硫蒸气放出的热量多 D原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成 答案 C 解析 华为 Mate 系列手机采用的超大容量高密度电池是可充电可放电的电池， 是二次电池， 故 A 错误；根据能量守恒定律知，反应物总能量和生成物总能量不等，反应过程中有能量变 化，如果正反应为放热反应，则反应物总能量大
15、于生成物总能量，如果正反应为吸热反应， 则反应物总能量小于生成物总能量，故 B 错误；生成物相同，反应物中气态 S 比固态 S 能量 高，且为放热反应，则硫蒸气反应放出热量多，故 C 正确；原电池中的电极可能由可导电的 非金属和金属组成，如 Zn、石墨和稀硫酸构成的原电池，故 D 错误。 考点 化学电源 题点 常见化学电源种类及工作原理 3 (2019 湖南省武冈市第一中学高一期中)下面是几种常见的化学电源示意图， 有关说法不正 确的是( ) A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C铅蓄电池在工作中，负极每消耗 1 mol 铅，则硫酸溶液中就转移
16、2 mol 电子 D氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源 答案 C 解析 干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃 料电池，故 A 正确；在干电池中，Zn 作负极，被氧化，故 B 正确；铅蓄电池工作过程中负 极每消耗 1 mol 铅，则线路中会转移 2 mol 电子，硫酸溶液中无电子转移，故 C 错误；氢氧 燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源，故 D 正确。 考点 化学电源 题点 常见化学电源的原理 4 (2019 天水一中期末)固体氧化物燃料电池是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 O2 在其间通过。该电池的工作原理如下
17、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( ) 多孔电极 a 为负极 a 极对应的电极反应式为 O22H2O4e =4OH b 极的电极反应式为 H22e O2=H 2O 该电池的总反应式为 2H2O2= 高温 2H2O A B C D 答案 D 解析 图中电子由多孔电极 b 通过导线流向多孔电极 a，多孔电极 b 为负极，多孔电极 a 为 正极，错误；a 极对应的电极反应式为 O24e =2O2，错误；b 极的电极反应式为 H 2 2e O2=H 2O，正确；根据正负极得失电子数相等，将正负极电极反应式相加，该电 池的总反应式为 2H2O2= 高温 2H2O，正确。
18、 考点 化学电源 题点 燃料电池的工作原理及电极反应式书写 5(2019 柯桥区期末)最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。 下列说法 正确的是( ) A右边吸附层中发生了氧化反应 B负极的电极反应是 H22e 2OH=2H 2O C当右边吸附层中产生标准状况下氢气 2.24 L 时，电子在溶液中通过了 0.2 mol D电解质溶液中 Na 向左移动，ClO 4向右移动 答案 B 解析 由电子流向可知， 右边吸附层为正极， 发生了还原反应， 故 A 错误； 由电子流向可知， 左边吸附层为负极，发生了氧化反应，电极反应式是 H22e 2OH=2H 2O，故 B 正确； 电子不能通过
19、溶液，故 C 错误；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以电解 质溶液中 Na 向右移动，ClO 4向左移动，故 D 错误。 考点 化学电流 题点 化学电源及原电池工作原理 6(2020 成都外国语学校高一期中)银锌纽扣电池，其电池的电池反应式为：ZnAg2O H2O=Zn(OH)22Ag。 下列说法不正确的是( ) A锌作负极，发生氧化反应 B正极为 Ag2O，发生还原反应 C电池工作时，电流从 Ag2O 经导线流向 Zn D负极的电极方程式为：Zn2e =Zn2 答案 D 解析 Zn 失电子发生氧化反应而作负极，故 A 正确；正极上 Ag2O 得电子发生还原反应，故 B 正确；原
20、电池中电流从正极沿导线流向负极，该电池中 Zn 是负极、Ag2O 是正极，所以放 电时电流从 Ag2O 经导线流向 Zn，故 C 正确；碱性条件下锌离子生成 Zn(OH)2，所以负极反 应式为 Zn2OH 2e=Zn(OH) 2，故 D 错误。 考点 化学电流 题点 常见电源工作原理及电极反应式书写 7 (2020 河北鸡泽一中高一期中)(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图， 根据电子运动方向， 可知氧气从_口通入(填“a”或“b”)，X 极为电池的_(填“正”或“负”)极。 (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A 极：2H22O2 4e=2H 2
21、O B 极：O24e =2O2 则 A 极是电池的_极；电子从该极_(填“流入”或“流出”)。 (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷空气燃料电池， 该电池工作时， 负极反应式为_， 电池总反应式为_。 答案 (1)b 负 (2)负 流出 (3)CH48e 10OH=CO2 37H2O CH42O22KOH=K2CO33H2O 解析 (1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动， X 是负极，Y 是正极，氧气应通入正 极。 (2)根据电极反应可知，A 极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。 (3)甲烷空气燃料电池，通甲烷的一极(X)为负极，通空气的一极(Y)为正极，电池总反应式 为 CH
22、42O22KOH=K2CO33H2O，负极反应式为 CH48e 10OH=CO2 37H2O。 考点 常见化学电源 题点 化学电源工作原理及电极反应式书写 8有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下： 实验序数 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV 1 锌 铜 菠萝 3 900 2 锌 铜 苹果 3 650 3 锌 铜 柑橘 3 850 4 锌 铜 西红柿 3 750 5 锌 铝 菠萝 3 650 6 锌 铝 苹果 3 450 试根据上表中的实验数据回答下列问题： (1)实验 2 中负极是_， 电极反应式为： _ _。 (2)实验 1 和 5 电流方向相反的原因是_ _。 (3)由实验 1实验 4 可知影响水果电池的电压的因素有_。 (4)根据实验 2、6 和实验 1、5 的比较可发现水果电池的电压还与_有关。 答案 (1)Zn Zn2e =Zn2 (2)水果类型(电解质溶液)相同时，实验 1 中锌的还原性大于 铜，锌是负极，实验 5 中锌的还原性小于铝，锌是正极 (3)水果的类型(或电解质溶液) (4)电极材料 考点 原电池工作原理应用 题点 原电池设计及电极反应式书写
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