高中化學(xué)(新人教版)選擇性必修一課后習(xí)題：原電池的工作原理(課后習(xí)題)【含答案及解析】

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能

第一節(jié)原電池

第1課時(shí)原電池的工作原理

課后篇素養(yǎng)形成

必備知識(shí)基礎(chǔ)練

1.下列裝置不可以組成原電池的是（）

J-1

ZnCu

CuSO京液

A

答案|c

癖耐C中的裝置不能形成閉合回路。

2.如圖所示裝置，下列說(shuō)法正確的是（）

A.Cu為正極,Cu片上發(fā)生還原反應(yīng)

B.Cu為正極,Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.Cu為負(fù)極,Cu片上發(fā)生還原反應(yīng)

D.Cu為負(fù)極,Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)

奉A(yù)

畫(huà)原電池中，活動(dòng)性較弱的金屬一般作正極,正極上發(fā)生還原反應(yīng)。

3.下列反應(yīng)不可用于設(shè)計(jì)成原電池的是（）

A.CaCO3+2HClCaCl2+CO2t+H2O

B.2cH3OH+3O22co2+4H2O

C.Zn+2HClZnCb+H2T

D.4A1+3O2+6H2O4A1(OH)3

答案|A

解析自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。A項(xiàng)為非氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池。

4.下列說(shuō)法正確的是（）

A.原電池中，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)

B.原電池中，電流的方向是負(fù)極一導(dǎo)線一正極

C.雙液原電池中的鹽橋也可以用金屬導(dǎo)線代替

D.在原電池中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極

gg］D

|解析］A項(xiàng)，原電池負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng);B項(xiàng)，電流的方向應(yīng)是正極一導(dǎo)線一負(fù)極;C項(xiàng),鹽橋不能用導(dǎo)

線代替。

5.某原電池反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+Fe2++H2f,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.用稀硝酸作電解質(zhì)溶液

B.用鋅作原電池正極

C.用鐵作負(fù)極,鐵的質(zhì)量不變

D.用銅作原電池正極

奉D

解麗根據(jù)原電池反應(yīng)可以確定原電池負(fù)極為Fe,電解質(zhì)溶液可以為稀鹽酸或稀硫酸等,但不能為稀硝

2+

酸，若為稀硝酸，則原電池反應(yīng)為3Fe+8H++2NO32NOt+3Fe+4H2Oo

6.關(guān)于鋅、銅和稀硫酸構(gòu)成的原電池的下列說(shuō)法正確的是（）

A.鋅是正極，銅是負(fù)極

B.電子從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片

C.負(fù)極的反應(yīng)式為2H++2bH2T

D.反應(yīng)一段時(shí)間后,溶液的pH升高

相D

FeCh溶液CuCb溶液

7.右圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置，下列敘述正確的是)

A.電極I上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的負(fù)極

B.電極II的電極反應(yīng)為Cu2++2e-Cu

C.該原電池的總反應(yīng)為2Fe3++CuCu2++2Fe2+

D.鹽橋中裝有含氯化鉀飽和溶液的瓊膠，其作用是傳遞電子

ggc

域板］A項(xiàng)，該原電池中，電極II為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu-2bCU2+,A,B兩項(xiàng)均錯(cuò)

誤;C項(xiàng)，正極反應(yīng)為2Fe3++2e-2Fe?+,電池總反應(yīng)為2Fe3++CuCp+2Fe2+,C項(xiàng)正確;D項(xiàng)，鹽橋

的作用是形成閉合回路，通過(guò)陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)平衡兩溶液中的電荷，故傳遞的是陰、陽(yáng)離子，而不是

電子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

8.現(xiàn)有電極材料:鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁;電解質(zhì)溶液:CuCL溶液、FeS04溶液、Fe2(SC>4)3溶液、

鹽酸。按要求回答下列問(wèn)題：

(1)電工操作上規(guī)定，不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用，請(qǐng)說(shuō)明原

因。

(2)若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池?，若能，請(qǐng)寫(xiě)出

電極反應(yīng)，負(fù)極，正極o若不能后面兩空不填。

(3)利用上述電極材料和電解質(zhì)溶液，根據(jù)反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe?+設(shè)計(jì)一個(gè)雙液(帶鹽橋)的原電池，畫(huà)

出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并注明電極材料和溶液，寫(xiě)出電極反應(yīng)。

疆(1)銅和鋁形成原電池加速鋁導(dǎo)線的腐蝕

(2)能Cu-2eCu2+2Fe3++2e2Fe2+

(3)

、

石Ag墨

溶液

FeSO4溶液Fe2(SO,)3

負(fù)極:Fe-2bFe?+,正極:2Fe3++2e.2Fe2+

畫(huà)麗(1)銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起容易形成原電池而導(dǎo)致鋁被腐蝕。

(2)銅能和Fe2(SO4)3溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)Cu+Fe2(SO4)3-CuSCU+ZFeSO%在一定條

件下能設(shè)計(jì)成原電池。

(3)將反應(yīng)Fe+2Fe3+3Fe2+設(shè)計(jì)成雙液原電池，則負(fù)極材料應(yīng)選擇Fe,正極材料選擇比鐵不活

潑的Cu、Ag或石墨；負(fù)極鐵應(yīng)插入FeSC)4溶液中，正極應(yīng)插入Fe2(SO4)3溶液中。

9.用A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

BCBA

裝11

置稀金稀嬴酉

1CuS腋復(fù)

甲乙丙

現(xiàn)

A不斷溶解形成二價(jià)金屬C的質(zhì)量增A上有氣泡產(chǎn)

象

-離子大生

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：

(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是_________________________________

(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_________________________________

⑶裝置丙中溶液的pH(填“變大”“變小”或“不變”)。

(4)四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是o

§^(l)A-2eA2+(2)Cu2++2eCu

⑶變大(4)D>A>B>C

解析|裝置甲、乙、丙均為原電池。甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為正極，活動(dòng)性A>B;乙中C的

質(zhì)量增大，即C電極上析出Cu,則B為負(fù)極，活動(dòng)性B>C;丙中A上有氣泡產(chǎn)生，則A為正極，活動(dòng)性

D>A,隨著溶液中H+的消耗，溶液的pH變大。

關(guān)鍵能力提升練

（雙選）（2020山東青島高二檢測(cè)）將純鋅片和純銅片按右圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,

以下敘述正確的是

A.兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生

B.甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極

C.兩燒杯中溶液的pH均增大

D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙大

gg]CD

|解析|圖甲是一個(gè)原電池裝置，負(fù)極（Zn）:Zn-2e-Zi?*,正極（Cu）:2H++2日氏上形成原電池能增大

產(chǎn)生氫氣的速率;圖乙中,Zn直接與稀硫酸反應(yīng)生成H2：Zn+2H+甲、乙兩燒杯中H2sCU

均被消耗，溶液的pH均增大。

11.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不易腐蝕。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)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是（）

A.D>C>A>BB.D>A>B>C

C.D>B>A>CD.B>A>D>C

答案B

12.（雙選）獲得“863計(jì)劃和中科院一百人計(jì)劃”支持的環(huán)境友好型鋁碘電池已研制成功，電解質(zhì)為Alb

溶液，已知電池總反應(yīng)為:2A1+3L2Ali3。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為:Al-3e-Al3+

B.電池工作時(shí),溶液中的鋁離子向負(fù)極移動(dòng)

C.消耗相同質(zhì)量的金屬，用鋰作負(fù)極時(shí),產(chǎn)生電子的物質(zhì)的量比鋁多

D.正極的電極材料是單質(zhì)碘

答案BD

解析該電池中AI作負(fù)極，失電子,生成的A"+向正極移動(dòng)，故A正確,B不正確;碘單質(zhì)能溶于水，是正

極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),而不能作為電極材料，所以D不正確。

e--?

XAY

13.如圖所示的原電池裝置,X、Y為兩電極,電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此

裝置的下列說(shuō)法正確的是()

A.外電路的電流方向?yàn)?X―外電路—Y

B.若兩電極分別為Zn和石墨棒，則X為石墨棒,Y為Zn

C.若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性為X>Y

D.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng),Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)

ggc

壁畫(huà)由圖可知，電子的流動(dòng)方向是X—外電路—Y,則電流的方向就為YT外電路TX;X為原電池的

負(fù)極,Y為正極;X極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng),Y極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)。

14.圖甲和圖乙均是雙液原電池裝置。下列說(shuō)法不正確的是()

A.甲中電池總反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(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.乙中有1mol電子通過(guò)外電路時(shí),正極有108gAg析出

壁畫(huà)由甲可知,Cd的活動(dòng)性強(qiáng)于Co,由乙可知,Co的活動(dòng)性強(qiáng)于Ag,即Cd的活動(dòng)性強(qiáng)于Ag,故Ag不

能置換出Cd,B項(xiàng)錯(cuò)誤。

電流表

15.⑴利用反應(yīng)Cu+2FeCb=CuCb+2FeCb設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池回答下列問(wèn)題:

①寫(xiě)出電極反應(yīng)式：

正極:—；

負(fù)極:

②圖中X是,Y是=

③原電池工作時(shí)，鹽橋中的(填“陽(yáng)”或“陰”)離子向X溶液方向移動(dòng)。

靈敏電流表

r

i

l

石

石

墨

墨n

_.—IHL17f___..

I=1二;

FeCh溶液K1溶液

甲乙

(2)控制適合的條件,將反應(yīng)2Fe3++21-2Fe2++b設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式

為。甲中石墨電極上發(fā)生(填“氧化”或"還原”)反應(yīng),電極反

應(yīng)式為

②電流表讀數(shù)為0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)在甲中加入FeCL固體，則乙中的石墨作(填

“正”或"負(fù)”)極，該電極的電極反應(yīng)式為。

(3)利用反應(yīng)2CU+O2+2H2SO42CUSO4+2H2O可制備CuSO%若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極反

應(yīng)式為

|答案|(1)①2Fe3++2e-2Fe2+Cu-2eCu2+

②FeCbCuCl2③陽(yáng)

3+2+

(2)①氧化2r-2e-I2還原2Fe+2e-2Fe②正I2+2e-2?

+

(3)O2+4e+4H2H,0

解麗⑴該原電池中Cu作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu-2eC/+;石墨作正極,電極反應(yīng)式為2Fe3++2e

2Fe2+oX溶液應(yīng)為FeCb溶液,Y溶液應(yīng)為CuCb溶液。原電池工作時(shí)，鹽橋中的陽(yáng)離子向正極

移動(dòng)。

(2)①根據(jù)反應(yīng)2Fe3++21^=-2Fe2++L,原電池的電極反應(yīng)：負(fù)極21-2日L,發(fā)生氧化反應(yīng);正極

2Fe3++2e-2Fe?+,發(fā)生還原反應(yīng)。

②當(dāng)電流表讀數(shù)為0時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，此時(shí)，在甲中加入FeCL固體,2Fe3++21-=^2Fe2++L平衡向左

移動(dòng)。因此，乙中石墨作正極,電極反應(yīng)式為k+2e-2「甲中石墨作負(fù)極,電極反應(yīng)式為2Fe2+-2e-

2Fe3+o

(3)Cu作負(fù)極,02在正極上得電子：Ch+4e-+4H+2H2Oo