2019届二轮复习 原电池原理及其应用 作业（全国通用） 练习

原电池原理及其应用

一、选择题

1、下列说法正确的是(   )

A.在原电池中,电子由正极流向负极

B.在电解池中,物质在阴极发生氧化反应

C.在原电池中,物质在负极发生氧化反应

D.在电解池中,与电源正极相连的电极是阴极

答案：A

解析：试题分析:在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应,所以选项A正确,其余选项都是错误的,答案选A。原电池的正负极的判断(从原电池反应实质角度确定):(1)由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极,一般地,负极材料与电解质溶液要能发生反应。 (2)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极,燃料电池除外。

2、可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是(   )

A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:

O2+2H2O+4e-=4OH-

B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓

C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极

答案：A

解析：A、电解质溶液显碱性或中性,该燃料电极的正极发生反应为:O2 +2H2O+4e-=4OH-,故A正确; B、铝作负极,负极反应应该是铝失去电子变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,故B错误;C、该电池在碱性条件下消耗了碱,反应式为4Al+3O2+4OH-=4AlO2-+2H2O,溶液pH降低,故C错误;D、电池工作时,电子从负极出来经过外电路流到正极,故D错误。

3、根据下列事实：①X＋Y2＋===X2＋＋Y ②Z＋2H2O(冷)===Z(OH)2＋H2↑ ③Z2＋的氧化性比X2＋的弱 ④由Y、W电极组成的原电池，电极反应分别为W2＋＋2e－===W、Y－2e－===Y2＋，由此可判断X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是(  )

A．X>Z>Y>W

B．Z>W>X>Y

C．Z>Y>X>W 

D．Z>X>Y>W

答案：D

解析：由题意知：①中发生置换反应，说明还原性：X>Y，②中Z与H2O(冷)反应，说明Z的还原性很强，③中Z2＋的氧化性比X2＋的弱，说明还原性：Z>X，④中Y、W构成的原电池中，Y发生氧化反应，Y为负极，说明还原性：Y>W，故X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为Z>X>Y>W。

4、分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(  )

A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极

B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑

C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

答案：B

解析：②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。

5、有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是(  )

①在标准状况下，每消耗5.6LCH4可以向外电路提供2mole－　②通过甲烷电极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　③通过甲烷的电极为电池的正极，通过氧气的电极为负极　④电池放电后，溶液pH不断升高

A．①②             B．①③

C．①④             D．③④

答案：A

解析：①5.6 L为0.25 mol，故转移电子的物质的量为0.25 mol×8＝2 mol，正确；②电极反应式正确；③通过甲烷的一极为负极，氧气一极是正极，错误；④CH4＋2O2===CO2＋2H2O，产生的二氧化碳被碱液吸收，消耗碱，pH降低，错误。

6、.一个原电池的反应的离子方程式是Zn+Cu2+Zn2++Cu,该反应的原电池的正确组成是(  )

A.A             B.B

C.C             D.D

答案：D

解析：Zn＋Cu2＋＝Cu＋Zn2＋是氧化还原反应，Zn失去电子，作原电池的负极，任何活动性比Zn弱的电极为正极，电解质溶液为含有Cu2+的溶液。因此选项是D。
7、 科研人员设想用如图所示装置生产硫酸,下列说法正确的是(  )

A.a为正极,b为负极
B.生产过程中a电极质量减轻

C.电子从b极向a极移动

D.负极反应式为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+

答案：D

解析：A通入SO 2 ,B通入O 2 ,所以A是负极,B是正极,选项A不正确;原电池工作时,负极上是SO2被氧化,电极本身没有参加反应,质量不变,选项B不正确;原电池中电子由负极向正极移动,选项C不正确;负极发生反应的电极反应为:SO2-2e-+ 2H2O = SO42-+ 4H+ ,选项D正确。

8、某固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，其中O2－可以在其内部自由通过，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是(  )

A．电极b为电池负极，电极反应式为O2＋4e－===2O2－

B．固体氧化物的作用是让电子在电池内通过

C．若H2作为燃料气，则接触面上发生的反应为H2＋2OH－－4e－===2H＋＋H2O

D．若C2H4作为燃料气，则接触面上发生的反应为C2H4＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O

答案：D

解析：A项电极b上通入的空气或氧气，是得电子的物质，故b应为电池的正极；B项，电子无法通过电解质溶液(即电子只能通过外电路)；C项，由于该固体氧化物燃料电池中没有H2O，更没有H＋和OH－，H2失电子后，与O2－结合起来生成H2O，电极反应式应为H2＋O2－－2e－===H2O；D项，C2H4作为燃料气，失去电子后，再与O2－结合，会生成CO2和H2O两种物质。即：C2H4＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O。

9、锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(  )

A．铜电极上发生氧化反应

B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小

C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

答案：C

解析：A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。

二、非选择题

10、将洁净的金属片Fe、Zn 、A、B 分别与Cu用导线连结浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表:根据以上实验记录,完成以下填空:

（1）.Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是__________。

（2）.Cu与A组成的原电池,__________为负极,此电极反应式为__________。

（3）.A、B形成合金,露置在潮湿空气中,__________先被腐蚀,这时正极电极反应式为__________.

答案：（1）.Zn>B>A;

（2）.Cu Cu-2e=Cu2+

（3）.B O2+2H2O+4e=4OH-

11、某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行研究,请回答下列问题:(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)

（1）.在甲图装置中,当电流计中指针发生偏转时,盐桥中的离子移动方向为:K+移向__________烧杯(填“A”或“B”),装置中电子的移动路径和方向为__________。

（2）.该小组同学提出设想:如果将实验中的盐桥换为导线(铜制),电流表是否也发生偏转呢?带着疑问,该小组利用图乙装置进行了实验,发现电流计指针同样发生偏转。

回答下列问题:

a.该小组的一位成员认为溶液中的阴阳离子能通过铜导线从而构成闭合回路形成电流,该装置仍然为原电池。你对该观点的评价是__________ (填“正确”或“不正确”)。

b.对于实验中产生电流的原因,该小组进行了深入探讨,后经老师提醒注意到使用的是铜导线,烧杯A实际为原电池。那么在烧杯B中铜片上发生反应的电极反应式为__________。

c.对于图乙烧杯A实际是原电池的问题上,该小组成员发生了很大分歧:

①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性,此时原电池实际是由Zn、Cu做电极,H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为: __________。

②另一部分同学认为是溶液酸性较弱,由于溶解在溶液中的氧气的作用,使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确,那么原电池的正极反应式为: __________ 。

答案： （1）B; 由Zn电极沿导线流向Cu电极;

（2）a.不正确

b、Cu2++2e-=Cu

c、 ①2H++2e-=H2

②O2+4e-+2H2O=4OH-

12、碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池,其构造如图所示。放电时总反应为:Zn +2H2O + 2MnO2=Zn(OH)2 + 2MnOOH从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下:

回答下列问题:

（1）.MnOOH 中,Mn 元素的化合价为__________

（2）.“还原焙烧”过程中,高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH 、MnO2被还原成MnO ),主要原因是“粉料”中含有__________

（3）“净化”是为了除去浸出液中的Fe2+,方法是:加入__________ (填化学式)溶液将Fe2+氧化为Fe3+,写出该反应的离子方程式为__________再调节pH使Fe3+完全沉淀。已知浸出液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1 mol·L-1,根据下列数据计算,调节pH的合理范围是__________至6。该步骤中,调节pH可加入的物质是__________。

(离子浓度小于1×10-5mol·L-1即为沉淀完全)

（4）.若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为__________

答案： （1）.+3;

（2）.C;

（3）.H2O2、KMnO4;  H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;  3;  ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3、MnO、Mn(OH)2、MnCO3

（4）.2MnOOH+6HCl=2MnCl2+Cl2+4H2O

13、锂—空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池技术。下图是锂—空气电池放电和充电时的工作示意图。

(1)图Ⅰ中电极a是________极。

(2)用锂—空气电池电解100mL0.5mol·L－1CuSO4溶液，当电池中消耗1.4gLi时，在阴极会析出________g铜。

(3)电池中间的固体电解质(含阳离子交换膜)还能阻止H2O、N2、O2等物质通过，防止Li和这些物质反应。Li和水在常温下发生反应的化学方程式为______________________。

(4)当给图Ⅱ中的锂—空气电池充电时，d极应接电源的________极，该电极的电极反应式为____________________________________。

答案：(1)负

(2)3.2

(3)2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑

(4)正  4OH－－4e－===2H2O＋O2↑