3原電池與化學(xué)電源

例1.某種氫氧燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)該裝置的說(shuō)法不正確的是

A.將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.電極a為電池的負(fù)極

C.電極b上發(fā)生的反應(yīng)為02-4e+4H=2H20

D.工作時(shí)，電子由電極a通過(guò)導(dǎo)線流向電極b

例2.銀鋅紐扣電池的構(gòu)造如圖所示。其電池反應(yīng)方程式為Ag20+Zn+HQ=2Ag+Zn(0H)2。下

列說(shuō)法正確的是

金屬外殼鋅粉

浸了KOH

,溶液的隔板

-A&O

A.鋅粉為正極

B.AgzO發(fā)生氧化反應(yīng)

C.電池工作時(shí)，電子從鋅粉經(jīng)過(guò)KOH溶液流向AgzO

D.負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn-2e+20H=Zn(0H)2

1.用鋅粒與lmol/L的硫酸溶液反應(yīng)制取氫氣時(shí)，下列措施不熊使氫氣生成速率加快的是

A.加熱B.滴加少量硫酸銅溶液

C.不用鐵片，改用鐵粉D.改用18mol/L的硫酸

1

A.①⑤⑥⑦B.①②③⑤C.②④⑥⑦D.①②③④

3.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，火星存在大量CO?,有科學(xué)家提出設(shè)想：利用火星上C0?設(shè)計(jì)

Na-CO。電池，電池反應(yīng)為4Na+3co?=2Na2c。3+（\下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.鈉在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)B.在正極上生成C

C.放電時(shí)Na*向正極遷移D.3moice）2參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移12mol電子

4.普通鋅鎰干電池的構(gòu)造如圖所示，其電池反應(yīng)的方程式為：

Zn+2NH4C1+2MnO,=Zn（NH3）2Cl2+2MnO（OH）o下列說(shuō)法氐聊的是

A.石墨作負(fù)極

B.鋅發(fā)生還原反應(yīng)

C.電池工作時(shí)，電子從石墨經(jīng)導(dǎo)線流向鋅

D.正極的電極反應(yīng)為：NH：+MnO2+e-=MnO(OH)+NH3

5.化學(xué)能與熱能、電能等可相互轉(zhuǎn)化。關(guān)于化學(xué)能與其他能量相互轉(zhuǎn)化的說(shuō)法正確的是

A.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是物質(zhì)狀態(tài)的改變

B.鋁與鹽酸的反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高

C.圖I所示的裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

D.圖II所示的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

6.有A、B、C、D四種金屬。將A與B用導(dǎo)線連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，B為正極。

2

將A、D分別投入等濃度鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里，無(wú)明顯變化。

如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是

A.D>A>B>CB.B>A>D>CC.D>B>A>CD.D>A>C>B

7.一種鋰水電池以鋰和鋼板為電極，LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電，總反應(yīng)

為：2Li+2H2O=2LiOH+H,to下列有關(guān)該電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.鋰極為負(fù)極B.0H移向正極

C.也為正極產(chǎn)物D.電子由鋰經(jīng)導(dǎo)線流向鋼板

8.將鋅片和銅片用導(dǎo)線相連浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個(gè)電流計(jì)（裝置如

右圖），若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60g,工作一段時(shí)間后，取出鋅片和銅片洗凈干燥后

稱重，總質(zhì)量為47g,則該過(guò)程中產(chǎn)生用（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的體積為

A.2.24LB.3.36LC.4.48LD.6.72L

9.利用微生物燃料電池原理，可以處理宇航員排出的糞便，同時(shí)得到電能。設(shè)計(jì)的方案

是：用微生物中的芽抱桿菌來(lái)處理糞便產(chǎn)生氨氣，氨氣與氧氣分別通入燃料電池兩極，如

圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

來(lái)病芽胞桿菌zu廠

糞便------?N%、e

a電極膜

A.a電極是負(fù)極，b電極是正極

B.負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)是2NL-6e=N2+6FT

C.正極區(qū)，每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L02,a向b電極轉(zhuǎn)移0.4mol電子

D.負(fù)極區(qū)，每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LNlh,a向b電極轉(zhuǎn)移0.6mol電子

10.（雙選）以鐵片和銅片為電極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成的原電池，當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)電

3

子時(shí)，下列敘述正確的是

A.鐵片溶解Imol,銅片上析出ImolH2

B.兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等

C.鐵片溶解2g,銅片上析出1gH2

D.鐵片溶解Imol,硫酸消耗lmol

11.（雙選）質(zhì)量相同的鐵棒、碳棒和足量CuCL溶液組成的裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確

A.閉合K,電子通過(guò)CuCk溶液移到碳棒上

B.閉合K,鐵棒表面發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu"+2e=Cu

C.閉合K,轉(zhuǎn)移電子0.2mol時(shí)，理論上碳棒與鐵棒的質(zhì)量差為12g

D.打開(kāi)K,與閉合K時(shí)發(fā)生的總反應(yīng)相同

12.為探究Ag，與Fe?氧化性的相關(guān)問(wèn)題，某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

已知:相關(guān)物質(zhì)的溶解度（20℃）AgCl：1.5X10'g；Ag2SO4：0.796g,

（1）甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)如下：

序號(hào)操作現(xiàn)象

將2mLimol/LAgN(h溶液加入到1

產(chǎn)生白色沉淀，隨后有黑色固體產(chǎn)生

mL1mol/LFeSOi溶液中

實(shí)驗(yàn)］

取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅

注：經(jīng)檢驗(yàn)黑色固體為Ag。

①白色沉淀的化學(xué)式是。

②甲同學(xué)得出Ag，氧化了Fe"的依據(jù)是。

（2）乙同學(xué)為探究Ag,和Fe"反應(yīng)的程度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)II。

a.按如圖連接裝置并加入藥品（鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng)），發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移。偏移

的方向表明：電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀。放置一段時(shí)間后，指針偏移減小。

4

b.隨后向甲燒杯中逐漸加入濃FeKSOh溶液，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為：偏移減小

一回到零點(diǎn)f逆向偏移。

①a中甲燒杯里的電極反應(yīng)式是o

②b中電壓表指針逆向偏移后，銀為極（填“正”或“負(fù)嘰

③由實(shí)驗(yàn)得出Ag'和Fe"反應(yīng)的離子方程式是。

（3）為進(jìn)一步驗(yàn)證乙同學(xué)的結(jié)論，丙同學(xué)又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

序號(hào)操作現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)HI將2mL2mol/LFe（N0s）3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失

實(shí)驗(yàn)IV將2mLlmol/LFe2（S0」）3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡減少，未消失

實(shí)驗(yàn)V將2mL2mol/LFeCL；溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失

①實(shí)驗(yàn)HI（填“能”或“不能”）證明Fe"氧化了Ag,理由是—

5

答案與解析

例1.【答案】c

【解析】該裝置為氫氧燃料電池，根據(jù)圖示中II'的移動(dòng)方向可知，通入H2的電極a為負(fù)

極，通入的電極b為正極，結(jié)合原電池原理作答。A.該裝置為氫氧燃料電池，該裝置

屬于原電池，工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，A項(xiàng)正確；B.M向電極b移動(dòng)，電極b為電池

的正極，電極a為電池的負(fù)極，B項(xiàng)正確；C.電極b為正極，電極b上發(fā)生的反應(yīng)為

Oz+4e+4H'=2HQ,C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.電極a為負(fù)極，電極b為正極，工作時(shí)電子由電極a通過(guò)

導(dǎo)線流向電極b,D項(xiàng)正確；答案選C。

例2.【答案】D

【解析】A.由總反應(yīng)可知，鋅元素化合價(jià)升高，失電子，鋅粉作負(fù)極，A錯(cuò)誤；B.由總反

應(yīng)可知，AgQ中銀元素化合價(jià)降低，作氧化劑被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤：C.電子從負(fù)

極經(jīng)外電路流向正極，不會(huì)經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液，C錯(cuò)誤；D.鋅作負(fù)極失電子生成鋅離子，鋅離

子結(jié)合氫氧根離子生成氫氧化鋅，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn-2e「+2OH=Zn(OH)2,D正確；答

案選D。

1.【答案】D

【解析】A.對(duì)該反應(yīng)體系加熱，即升高溫度反應(yīng)速率加快，A不符合；B.滴加少量CuSO,

溶液，鐵置換出銅，構(gòu)成原電池，反應(yīng)速率加快，B不符合；C.改用鐵粉，增大反應(yīng)物的

接觸面積，反應(yīng)速率加快，C不符合；D.改用濃度為18mol/L的濃硫酸，常溫下鐵在濃硫

酸中鈍化，得不到氫氣，D符合；答案選D。

2.【答案】A

【解析】形成原電池的條件為有兩個(gè)活性不同的電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路和自發(fā)進(jìn)行

的氧化還原反應(yīng)。①?zèng)]有形成閉合回路，不能形成原電池，故選；②Zn的活潑性比Cu

強(qiáng)，Zn和硫酸銅能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)生成Cu和硫酸鋅，有閉合回路，能形成原電

池，故不選：③Zn中含F(xiàn)e雜質(zhì)構(gòu)成閉合回路，兩者活潑性不同，稀硫酸是電解質(zhì)，能發(fā)

生氧化還原反應(yīng)，能形成原電池，故不選；④Zn和醋酸能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Zn和Pd金

屬活潑性不同，形成閉合回路，能形成原電池，故不選；⑤兩個(gè)電極都是Zn,沒(méi)有活潑性

6

差異，不能形成原電池，故選；⑥蔗糖溶液不能導(dǎo)電，不是電解質(zhì)溶液，不能形成原電

池，故選；⑦缺少鹽橋，不能形成閉合回路，不能形成原電池，故選；綜上所述，選A。

3.【答案】D

【解析】A.負(fù)極失電子，元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，由總反應(yīng)可知，鈉元素化合價(jià)

升高，在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B.由總反應(yīng)可知，正極二氧化碳得電子生成單質(zhì)

碳，B正確；C.放電時(shí)，正極得電子，陽(yáng)離子鈉離子向正極移動(dòng)，C正確；D.依據(jù)得失電

子守恒知，當(dāng)有3molC02參與反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移4moi電子，D錯(cuò)誤；答案選D。

4.【答案】D

【解析】A.原電池中負(fù)極失電子，元素化合價(jià)升高，根據(jù)電池反應(yīng)

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2C12+2MnO(OH)可知，鋅元素化合價(jià)升高，則鋅作負(fù)

極，石墨作正極，A錯(cuò)誤；B.鋅作負(fù)極失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C.電池

工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，叩電子從鋅經(jīng)導(dǎo)線流向石墨，C錯(cuò)誤；D.正極得電

子，元素化合價(jià)降低，由總反應(yīng)可知，正極的電極反應(yīng)為：

NH：+MnO2+e-=MnO(OH)+NH,,D正確；答案選D。

5.【答案】B

【解析】A.化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷

裂吸收的能量與新化學(xué)鍵生成放出的能量不同導(dǎo)致反應(yīng)吸熱或放熱，故A錯(cuò)誤；B.鋁與鹽

酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高，故B正確；C.該裝置沒(méi)有構(gòu)成

閉合回路，不能形成原電池，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)圖象知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能

量，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；答案選B。

6.【答案】A

【解析】?jī)煞N活動(dòng)性不同的金屬和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極上

金屬失電子發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕，較不活潑的金屬作正極，將A與B用導(dǎo)線連接起來(lái)浸入

電解質(zhì)溶液中，B為正極，所以活動(dòng)性A>B。金屬和相同的酸反應(yīng)時(shí);活動(dòng)性強(qiáng)的金屬反

應(yīng)劇烈，將A、D分別投入等濃度鹽酸溶液中，D比A反應(yīng)劇烈，所以活動(dòng)性D>A。金屬的

置換反應(yīng)中，較活潑金屬能置換出較不活潑的金屬，將銅浸入B的鹽溶液中，無(wú)明顯變

化，說(shuō)明活動(dòng)性B>銅。如果把銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，說(shuō)明活動(dòng)性Cu>C,

則活動(dòng)性B>Cu>C；由上分析可知I,金屬的活動(dòng)性順序?yàn)镈>A>B>C,A選項(xiàng)符合題意；

答案為A。

7

7.【答案】B

【解析】A.由方程式可知，Li失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，則鋼板作正極，A項(xiàng)正

確；B.負(fù)極上的電極方程式為：Li-e+OH=LiOH,可知OH-移向負(fù)極，B項(xiàng)錯(cuò)誤：

C.正極上的電極方程式為：2H2O+2e-=2OH+H2T,可知?dú)錃鉃檎龢O產(chǎn)物，C項(xiàng)正確；

D.電子會(huì)從負(fù)極流向正極，即電子由鋰經(jīng)導(dǎo)線流向鋼板，D項(xiàng)正確；答案選B。

8.【答案】C

【解析】由題意可知，該原電池中，鋅易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，電極反應(yīng)式為

Zn-2e=Zn2\銅作正極，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H，+2e=&t,

則負(fù)極上鋅生成鋅離子進(jìn)入溶液而導(dǎo)致質(zhì)量減少，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以正

極質(zhì)量不變，兩個(gè)電極減少的質(zhì)量是鋅的質(zhì)量。鋅和稀硫酸反應(yīng)離子方程式為

2ir+Zn=Zn2t+ILt,根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式得氫氣的物質(zhì)的量〃8)=〃(Zn)=票T

=0.2mol,標(biāo)況下壓的體積為，(H2)=0.2molX22.4L/mol=4.48L,C選項(xiàng)符合題意；答案為

Co

9.【答案】D

【解析】A.根據(jù)圖中信息可知，左邊為失去電子，作負(fù)極，右邊得到電子，作正極，因此

a電極是負(fù)極，b電極是正極，故A正確；B.氨氣在負(fù)極反應(yīng)變?yōu)榈獨(dú)?，因此?fù)極區(qū)發(fā)生

的反應(yīng)是2NH「6e=N2+6H*,故B正確；C.正極區(qū)，每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L0?即

物質(zhì)的量為0.1mol,得到0.4mol電子，因此a向b電極轉(zhuǎn)移0.4mol電子，故C正

確；D.負(fù)極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2NH「6e=N.+6H',每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24

LNH:),即物質(zhì)的量為0.1mol,失去0.3mol電子，a向b電極轉(zhuǎn)移0.3mol電子，故D錯(cuò)

誤；答案為D。

10.【答案】AD

【解析】電池反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H1=Fe2，+H,t,當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)2moi電子時(shí)，生成

Imol氣體，溶解ImolFe。A.由上述分析可知，鐵片溶解了Imol,銅片上析出Imol氫

氣，故A正確；B.兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量分別為56g、2g,不相等，故B錯(cuò)誤；

C.負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e=Fe",正極反應(yīng)為2H*+2e=H21,轉(zhuǎn)移2mol電子溶解ImolFe,且生

成ImolHz,則鐵片溶解了65g,銅片上析出了2gH2,故C錯(cuò)誤;D.由Fe+2H*=H"+Fe",

可知，鐵片溶解了Imol,消耗Imol硫酸，故D正確；故選AD。

11.【答案】CD

8

【解析】A.閉合K,電子由鐵通過(guò)導(dǎo)線到達(dá)正極碳棒上，故A錯(cuò)誤；B.閉合K,該裝置構(gòu)

成原電池，F(xiàn)e易失電子作負(fù)極、C作正極，鐵棒表面發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe,故B

錯(cuò)誤；C.該裝置為原電池，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移電子0.2mol時(shí)，析出"(Cu)==X

2mol

lmol=0.ImoL/?(Cu)=0.ImolX64g/mol=6.4g,Fe電極上溶解的質(zhì)量=56g/molX

0.lmol=5.6g,理論上碳棒與鐵棒的質(zhì)量差為6.4g+5.6g=12g,故C正確；D.打開(kāi)K,反應(yīng)

為CuCL+Fe=Cu+FeCk，閉合K時(shí)該裝置為原電池，電池的總反應(yīng)為CuCk+Fe=Cu+FeCk,發(fā)

生的總反應(yīng)相同，故D正確；故選CD。

12.【答案】(1)Ag2S0?有黑色固體(Ag)生成，加入KSCN溶液后變紅

(2)Fe"-e=Fe"負(fù)Fe