2021-2022版高中化學(xué)課時分層作業(yè)17原電池含解析新人教版選修4

原電池

■課時達(dá)標(biāo)訓(xùn)練

（30分鐘50分）

一、選擇題（本題包括6小題,每小題6分，共36分）

1.（2019?銀川高二檢測）人造衛(wèi)星用到的一種高能電池一一銀鋅電池，其電極反應(yīng)式為

Zn+20H-2e-Zn（0H）2,Ag20+H20+2e■-2Ag+20H。根據(jù)反應(yīng)式判斷氧化銀是（）

A.負(fù)極被氧化B.正極被還原

C.負(fù)極被還原D.正極被氧化

【解析】選B。一次電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)（失電子），正極發(fā)生還原反應(yīng)（得電子），由Ag20

一Ag可知,AgQ得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

對于原電池的電極名稱,敘述錯誤的是（）

A.發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極

B.正極為電子流入的一極

C.比較不活潑的金屬為負(fù)極

D.電流流出的一極為正極

【解析】選Co原電池中相對活潑的金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng);相對不活潑的金屬（或非金屬

導(dǎo)體）為正極,發(fā)生還原反應(yīng)。

2.（2019?巢湖高二檢測）下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是

（）

【解析】選A。B、C選項均無化學(xué)反應(yīng);D選項Zn與稀硫酸反應(yīng)，但裝置不能形成閉合回路,

只有A符合要求。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是（）

金屬導(dǎo)線

J-L

鋅銅

/稀硫酸

A.銅是負(fù)極,銅片上有氣泡產(chǎn)生

B.銅片質(zhì)量逐漸減少

C.電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片

I）.氫離子在銅片表面被還原

【解析】選D。分析題給裝置知，該裝置為原電池，鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式

為:Zn-2e—Zn”,銅作正極,發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為:2H'+2e——壓t。A、銅是正極,銅片

上有氣泡產(chǎn)生，錯誤;B、銅片質(zhì)量不變，錯誤;C、電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，即由銅片經(jīng)導(dǎo)線

流向鋅片一,錯誤;D、氫離子在銅片表面被還原,正確。

3.（2019?成都高二檢測）一種“全氫電池”的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

)

A.電子流向是從吸附層M通過導(dǎo)線到吸附層N

B.Na'從左邊穿過離子交換膜向右邊移動

C.離子交換膜可用質(zhì)子交換膜

D.負(fù)極的電極反應(yīng)是H2-2e+20H=—2HzO

【解析】選C。電子流動方向是從M通過導(dǎo)線到N,A正確;原電池中，陽離子從負(fù)極移向正極,B

正確;離子交換膜可阻止左邊的堿性溶液和右邊的酸性溶液發(fā)生中和,不能用質(zhì)子交換膜,C錯

誤；原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于負(fù)極為堿性溶液，所以負(fù)極的電極反應(yīng)是

H2-2e+20H-2IL0,D正確。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

1.某原電池裝置如下圖所示。下列有關(guān)敘述中，正確的是（）

NaCI溶液稀硫酸

(鹽橋中裝有含瓊膠的KC1飽和溶液)

A.Fe作正極,發(fā)生氧化反應(yīng)

B.工作一段時間后,兩燒杯中溶液的pH均不變

C.負(fù)極反應(yīng):2H'+2e---比t

D.工作一段時間后,NaCI溶液中c(C1)增大

【解析】選Do該裝置是原電池。A.在該原電池中,Fe作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng),錯誤;B.工作一

段時間后,左邊的燒杯中含有大量的Fe2+,溶液的pH減小,右邊燒杯中的FT不斷放電產(chǎn)生氫氣,

因此溶液pH會逐漸增大,錯誤;C.負(fù)極反應(yīng)是Fe-2e

—Fe",錯誤;D.工作一段時間后,NaCI溶液中由于鐵不斷氧化進(jìn)入溶液,根據(jù)溶液呈電中性原

理,鹽橋中的C1會進(jìn)入左邊的燒杯中，該燒杯中c(Cl)增大,正確。

2.圖中是鎂-次氯酸鈉電池，電池總反應(yīng)為Mg+ClO+HQ-Cl+Mg(0H)2,下列說法正確的是

()

8

出料口B一惰性電極

(內(nèi)壁附著催化劑

電解質(zhì)

t

鎂電極?

進(jìn)料口A

A.進(jìn)料口A是次氯酸鈉溶液,出料口B主要成分是氯化鈉

B.惰性電極附近溶液的pH減小

C.鎂電極表面發(fā)生氧化反應(yīng):Mg-2e+2H20=Mg(OH)2+4H-

D.Na'向鎂電極方向移動,Mg(OH)2沉淀在兩電極之間產(chǎn)生

【解析】選Ao鎂-次氯酸鈉電池中，次氯酸鈉在正極得電子生成氯化鈉從出料口B排出,A正

確;惰性電極反應(yīng)為C10+2e+H20=Cl+20H,溶液pH增大,B錯誤;次氯酸鈉溶液呈堿性,不會

生成H+,C錯誤;NT向正極(惰性電極)移動,D錯誤。

4.(2019?石家莊高二檢測)根據(jù)如圖，下列判斷中正確的是()

A.燒杯a中的溶液pH降低

B.燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)

C.燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H'+2e-&t

D.燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2c1-2e-CLt

【解析】選Bo由題給原電池裝置中電子經(jīng)過導(dǎo)線由Zn電極流向Fe電極,則02在Fe電極發(fā)生

還原反應(yīng):02+2Hz0+4e—40H,燒杯a中c(0H)增大,溶液的pH升高,A、C錯誤;燒杯b中,Zn

發(fā)生氧化反應(yīng):Zn-2e—Zn：B正確、D錯誤。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

下圖中甲和乙均是雙液原電池裝置。判斷下列說法不正確的是()

Cd**(aq)Co2*(aq)Coi+(aq)Ag+(aq)

甲乙

A.甲中電池總反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)+Co2+(aq)=Co(s)+Ccf(aq)

B.反應(yīng)2Ag(s)+Cd2'(aq)--Cd(s)+2Ag'(aq)能夠發(fā)生

C.鹽橋的作用是形成閉合回路,并使兩邊溶液保持電中性

D.乙電池中有1mol電子通過外電路時,正極有108gAg析出

【解析】選B。根據(jù)甲、乙裝置分析可知A項正確,且可推知Cd的活潑性強(qiáng)于Ag,故Ag不能

置換出Cd,B項錯誤。

5.(2019?中州高二檢測)在如圖所示裝置中，觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),M棒變粗,N棒變細(xì),

由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()

選項MNP

A鋅銅稀硫酸溶液

B銅鐵稀鹽酸

C銀鋅硝酸銀溶液

【解析】選C。本題通過電極變化來確定原電池的正負(fù)電極,N棒變細(xì),即N極上發(fā)生氧化反應(yīng),N

棒金屬較活潑,排除A、D,由M棒變粗,可知B不正確。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

如圖所示，電流表A指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時M極質(zhì)量增加,N極質(zhì)量減少,B為電解質(zhì)溶液。則

M、N、B分別為（）

M科N

A.M是Cu,N是Zn,B是稀硫酸

B.M是Zn,N是Cu,B是CuCh溶液

C.M是Ag,N是Fe,B是稀AgNO；溶液

D.M是Ag,N是Fe,B是稀硫酸

【解析】選C?M極質(zhì)量增加,N極質(zhì)量減少，說明N是負(fù)極、M是正極,N的活潑性大于M;M極

質(zhì)量增加,M極析出金屬,說明電解質(zhì)溶液是鹽溶液,故C正確。

6.下面是利用鹽橋電池從某些含碘鹽中提取碘的兩個裝置,下列說法中正確的是（）

A.兩個裝置中石墨I(xiàn)和石墨I(xiàn)I作負(fù)極

B.碘元素在裝置①中被氧化,在裝置②中被還原

C.①中MnO2的電極反應(yīng)式為MnOa+ZHzO+Ze;-Mn=40H

D.反應(yīng)①、②中生成等量的L時導(dǎo)線上通過的電子數(shù)之比為1：6

【解析】選B。裝置①中碘離子失去電子，石墨I(xiàn)為負(fù)極;裝置②中碘酸鈉得電子石墨n作正極,

所以兩個裝置中石墨I(xiàn)作負(fù)極而石墨I(xiàn)［作正極,A錯誤;裝置①中碘離子失去電子，被氧化;在

裝置②中碘酸鈉得電子被還原,B正確;酸性介質(zhì)中不可能生成氫氧根離子,所以電極反應(yīng)式為

+

MnO2+4H+2e=—卜1j+2上0,C錯誤；裝置①中碘離子失去電子，1mol碘化鈉失去1mol電子;裝

置②中碘酸鈉得電子，

1mol碘酸鈉得到5mol的電子，所以反應(yīng)①、②中生成等量的L時導(dǎo)線上通過的電子數(shù)之比

為1：5,D錯誤。

二、非選擇題(本題包括1小題,共14分)

7.LiSOCk電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解質(zhì)是

LiAlCL-SOCLo電池的總反應(yīng)可表示為4Li+2S0CL-4LiCl+S+S021。

請回答下列問題：

(1)電池的負(fù)極材料為,發(fā)生的電極反應(yīng)式為?

⑵電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為。

(3)S0Ck易揮發(fā),實(shí)驗(yàn)室中常用NaOll溶液吸收SOC12,有NazSO,和NaCl生成。如果把少量水滴

到SOCb中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行,原因是。

【解析】(1)分析反應(yīng)的化合價變化，可得Li為還原劑(作負(fù)極)，失電子:Li-e—Li'。

(2)S0Clz為氧化劑,得電子，從題給電池反應(yīng)可推出產(chǎn)物:Cl、S、SOz(或用總反應(yīng)減去負(fù)極反

應(yīng))。

(3)題中已給出信息:堿液吸收時的產(chǎn)物是Na2s0,和NaCl,則沒有堿液吸收時的產(chǎn)物應(yīng)為SO?和

HC1,進(jìn)而推出現(xiàn)象。

答案：⑴LiLi-e-Li'

(2)2S0Cl2+4e-4C1+S+SO?t

(3)出現(xiàn)白霧,有刺激性氣味氣體生成

S0Cl2+H20-S02t+2HC1t

(4)因?yàn)闃?gòu)成電池的主要成分Li能與氧氣、水反應(yīng),SOCL也與水反應(yīng)

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計如圖原電池裝置:

鹽橋（裝有瓊脂的

NH.C1飽和溶液）

銅片

ZnCh溶液CuCh溶液

甲乙

回答下列問題：

（1）正極的電極反應(yīng)式為

（2）鹽橋的作用是向甲、乙兩燒杯中提供C1和N”；，使兩燒杯中的溶液保持電荷守恒,反應(yīng)過

程中C1進(jìn)入（填“甲”或“乙”）燒杯。

（3）該電池反應(yīng)的離子方程式為

【解析】該裝置是帶鹽橋的原電池裝置,Zn+Cu"——Zd+Cu,正極反應(yīng)為Cu”+2e—Cu,原電

池中，陰離子移向負(fù)極,所以氯離子進(jìn)入甲中保持電中性。

答案：（l）Cu"+2e—Cu

（2）甲（3）Zn+Cu2----Zn~+Cu

……量課時提升訓(xùn)練.........

（30分鐘50分）

一、選擇題（本題包括5小題,每小題7分，共35分）

1.（2019?濰坊高二檢測）氣體的自動化檢測中常常應(yīng)用根據(jù)原電池原理設(shè)計的傳感器。如圖

為電池的工作示意圖，氣體擴(kuò)散進(jìn)入傳感器,在敏感電極上發(fā)生反應(yīng)，傳感器就會接收到電信

號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。

I——依感電極口-督

I對電極I

待測氣體部分電極反應(yīng)產(chǎn)物

NO2NO

Cl2HC1

coC02

H2SH2soi

則下列說法中正確的是)

A.上述氣體檢測時,敏感電極均作電池負(fù)極

B.檢測Ch時,敏感電極的電極反應(yīng)式為Cl2+2e—2C1

C.檢測H2S時,對電極充入空氣,對電極上的電極反應(yīng)式為02+2HQ+4e^=40H

D.檢測Ck和CO體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時,傳感器上電流大小、方向相同

【解析】選B。根據(jù)NO”Ck的電極產(chǎn)物分析，二者在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),H￡、CO在負(fù)

極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),A錯誤;Ch得電子生成HC1,電極反應(yīng)式為Ch+2e—2C1,B正確;HzS

失去電子生成硫酸,在酸性條件下，氧氣得電子應(yīng)該生成水,C錯誤;等體積的CL和CO發(fā)生原電

池反應(yīng)時，1molCh得2mol電子，

1molCO失去2mol電子，傳感器上電流方向相反,D錯誤。

2.（2019?吉林高二檢測）M、N、P、E四種金屬:①M(fèi)+N"—N+M"②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸

氫鈉溶液中,M表面有大量氣泡③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為

E*+2e^-E,N-2e~N。四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是（）

A.P、M、N、EB.E、N、M、P

C.P、N、M、ED.E、P、M、N

【解析】選A。由①知，金屬活動性:M>N;M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面產(chǎn)生氣

泡,M作原電池正極,活動性:P>M;N、E構(gòu)成的原電池N作負(fù)極,活動性:N>E。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

可以將反應(yīng)Zn+Br2--ZnBn設(shè)計成原電池,下列4個電極反應(yīng)：

①Br?+2e--2Br

②2Br-2e-Br2

③Zn-2e=-Zn"

@Zn2*+2e---Zn

其中表示放電時負(fù)極和正極反應(yīng)的分別是（）

A.②和③B.②和①C.③和①D.④和①

【解析】選C。放電時負(fù)極反應(yīng)物為Zn,失電子被氧化，正極反應(yīng)物為Bn,得電子被還原。

3.鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關(guān)敘述正

確的是（）

A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

2-

B.電池工作一段時間后，甲池的c（S。，）減小

C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加

D.陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動,保持溶液中電荷平衡

2-

【解析】選C。A項,Cu作正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng),錯誤;B項，電池工作過程中,S°4不參

2-

加電極反應(yīng),故甲池的c（S。］）基本不變,錯誤;C項，電池工作時，甲池反應(yīng)為Zn-2e=~Zn2；

,+

乙池反應(yīng)為Cu2++2e^~Cu,甲池中Zn"會通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池，以維持溶液中電荷平衡,

由電極反應(yīng)式可知，乙池中每有64gCu析出，則進(jìn)入乙池的Z/為65g,溶液總質(zhì)量略有增力口,

正確;D項，由題干信息可知，陰離子不能通過陽離子交換膜,錯誤。

2-

4.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料得知氧化性:Cn。？>Fe3\設(shè)計了鹽橋式的原電池,如圖所

示。鹽橋中裝有瓊脂與飽和及SO,溶液。下列敘述中正確的是（）

石墨

甲

A.甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)

2-

B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cr*+7H20-6e—Cm。］+14H,

C.外電路的電流方向由b到a

2-

D.電池工作時,鹽橋中的SO,移向乙燒杯

4

【解析】選Co甲燒杯中發(fā)生的反應(yīng)為Pe2--^—Fe",為氧化反應(yīng),A錯誤；乙燒杯中發(fā)生還原

2-

反應(yīng),得到電子,B錯誤;a極為負(fù)極,b極為正極,外電路的電流由b-a,C正確;S。，向負(fù)極移

動，即移向甲燒杯,D錯誤。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

如圖由鋅-銅-稀硫酸組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有0.2mol電子通過時，理論上兩極

的變化是（）

1nl

Zn____Cu

袋灌/稀硫酸

A.銅片增重6.4g

B.鋅片增重6.5g

C.銅片上析出0.1mol02

D.鋅片溶解了6.5g

【解析】選Do鋅-銅-稀硫酸組成的原電池裝置中,鋅做原電池的負(fù)極,銅做正極,轉(zhuǎn)移0.2mol

電子，鋅片溶解6.5g,銅片上析出氨氣為0.2g,故答案選Do

5.（2019?張家口高二檢測）一種檢測空氣中甲醛（HCHO）含量的電化學(xué)傳感器的工作原理如圖

所示。下列說法正確的是（）

------@------

工作電極對電極

質(zhì)子交換膜

A.傳感器工作時,工作電極是正極

B.工作時,H'通過交換膜向工作電極附近移動

C.當(dāng)導(dǎo)線中通過1.2X10Fmol電子,進(jìn)入傳感器的甲醛為3X10,mg

1）.工作時,對電極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH增大

【解析】選D。HCHO在工作電極失電子被氧化,工作電極是原電池的負(fù)極,A錯誤;原電池工作

時，溶液中的H'向正極移動,即對電極方向,B錯誤;負(fù)極反應(yīng)為HCH0+Hz0-4e-C02+4H;當(dāng)電路

中轉(zhuǎn)移1.2X106mol電子時，消耗HCHO的物質(zhì)的量為1.2X10-6mol4-4=3.0X10-7mol,則HCHO

質(zhì)量為3.0X10-7molX30g?mol'=9X103mg,C錯誤；工作時，對電極的電極反應(yīng)為

+

4H+02+4e——2H20,pH增大,D正確。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

1.為探究原電池的形成條件和反應(yīng)原理,某同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)并記錄了現(xiàn)象：

①向一定濃度的稀硫酸中插入鋅片，看到有氣泡生成；

②向上述稀硫酸中插入銅片一,沒有看到氣泡生成；

③將鋅片與銅片上端用導(dǎo)線連接,一起插入稀硫酸中，看到銅片上有氣泡生成,且生成氣泡的

速率比實(shí)驗(yàn)①快

④在鋅片和銅片中間接上電流計,再將鋅片和銅片插入稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)。

下列關(guān)于以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計及現(xiàn)象的分析，不正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)①、②說明鋅能與稀硫酸反應(yīng)而銅不能

B.實(shí)驗(yàn)③說明發(fā)生原電池反應(yīng)時會加快化學(xué)反應(yīng)速率

C.實(shí)驗(yàn)③說明在該條件下銅可以與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣

D.實(shí)驗(yàn)④說明該原電池中銅為正極、鋅為負(fù)極，電子由鋅沿導(dǎo)線流向銅

【解析】選C。①中能產(chǎn)生氣體，說明鋅能和稀硫酸反應(yīng)，②中不產(chǎn)生氣體，說明銅和稀硫酸不

反應(yīng),同時說明鋅的活潑性大于銅，故A正確;③中鋅、銅和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，鋅易失電

子而作負(fù)極，生成氣泡的速率加快,說明原電池能加快負(fù)極金屬被腐蝕，故B正確;③中銅電極

上氫離子得電子生成氫氣,而不是銅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣,故C錯誤;實(shí)驗(yàn)④說明有電流產(chǎn)生,

易失電子的金屬作負(fù)極,所以鋅作負(fù)極,銅作正極，故D正確。

2.將反應(yīng)1。3+51+6W-312+3比0設(shè)計成如圖所示的原電池。開始時向甲燒杯中加入少量濃

硫酸,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),一段時間后，電流計指針回到零,再向甲燒杯中滴入幾滴濃NaOH溶

液，電流計指針再次發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列判斷不正確的是（）

A.開始加入少量濃硫酸時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.開始加入少量濃硫酸時，同時在甲、乙燒杯中都加入淀粉溶液，只有乙燒杯中溶液變藍(lán)

C.電流計讀數(shù)為零時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

D.兩次電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相反

【解析】選B。加入少量濃硫酸時，電極反應(yīng)式:負(fù)極—5L,正極:21。3

+10e+12H*—L+6HQ。加入幾滴濃NaOH溶液時，電極反應(yīng)式：負(fù)極:5L+10e

=

=~101\IEtR:I2-10e+120H21O3+6H2O。B項,根據(jù)電極反應(yīng)可以看出，甲、乙燒杯中均有

h生成，所以甲、乙燒杯中溶液均變藍(lán)。

二、非選擇題（本題包括1小題,共15分）

6.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動。

⑴如圖為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)的氧化還原反應(yīng)：（用離子方程式表示）

設(shè)計的原電池裝置，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)