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原电池建议用时45分钟[学业达标]1．暖宝宝如图所示采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当 原材料名铁粉、水、活性炭、蛭石、食盐A．正极 B．负极C．阳极D．阴极【解析】 铁粉与活性炭作为原电池的电极，食盐水作为电解质溶液，加快铁粉的氧化，即铁粉失电子作负极【答案】 B2．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是 【解析】 B、C选项均无化学反应；D选项Zn与稀H2SO4反应，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求【答案】 A3．下列有关原电池的说法中正确的是 A．在外电路中电子由正极流向负极B．在原电池中，只有金属锌作为负极C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动【解析】 在原电池外电路中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动【答案】 C4．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C．两烧杯中溶液的pH均增大D．产生气泡的速度甲比乙慢【解析】 甲装置是铜锌原电池，乙不能形成原电池装置所以乙烧杯中铜表面无气泡生成，则甲中铜表面有气泡生成，A错；乙中Cu片不可能是负极，B错；甲、乙两装置发生的反应均是Zn＋2H＋H2↑＋Zn2＋，所以两烧杯中溶液的pH均增大，C对；因甲是原电池装置，所以甲烧杯中产生H2的速度快，D错【答案】 C5．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列不能使氢气生成速率加快的是 A．加热B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸C．加少量硫酸铜溶液D．不用铁片，改用铁粉【解析】 加热升高温度和增大固体反应物的接触面积都能加快化学反应速率，A、D正确；铁在浓硫酸中钝化，不产生氢气，B错误；加入少量硫酸铜溶液，由于Cu2＋＋FeCu＋Fe2＋，则构成铜—铁—稀硫酸原电池，加快了铁片与稀硫酸反应制氢气的速率，C正确【答案】 B6．可以将反应Zn＋Br2ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应
①Br2＋2e－2Br－，
②2Br－－2e－Br2，
③Zn－2e－Zn2＋，
④Zn2＋＋2e－Zn，其中表示放电时负极和正极反应的分别是 A．
②和
③B．
②和
①C．
③和
①D．
④和
①【解析】 放电时负极反应物为Zn，失电子被氧化，正极反应物为Br2，得电子被还原【答案】 C7．某原电池总反应离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为FeNO33溶液C．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2SO43溶液D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液【解析】 由2Fe3＋＋Fe3Fe2＋得出负极反应式为Fe－2e－Fe2＋，正极反应式为2Fe3＋＋2e－2Fe2＋，可知负极材料为铁，正极材料为比铁不活泼的导体，电解质溶液中必须有Fe3＋，故D选项不能满足要求【答案】 D8．M、N、P、E四种金属
①M＋N2＋N＋M2＋
②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡
③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－E，N－2e－N2＋四种金属的还原性由强到弱的顺序是 A．P、M、N、EB．E、N、M、PC．P、N、M、ED．E、P、M、N【解析】 由
①知，金属活动性MN；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面产生气泡，M作原电池正极，活动性PM；N、E构成的原电池N作负极，活动性NE【答案】 A9．在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是 MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液【解析】 本题通过电极变化来确定原电池的正负电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确【答案】 C10．依据氧化还原反应2Ag＋aq＋CusCu2＋aq＋2Ags设计的原电池，如图所示CuSO4溶液 Y 请回答下列问题1电极X的材料是______；电解质溶液Y是_______________________________________________2银电极为电池的________极，发生的电极反应为________________________X电极上发生的电极反应为_______________________________________________3外电路中的电子是从______极流向______极【解析】 原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用由总反应方程式可知电极X的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用硝酸银溶液电极反应式表示为负极Cu－2e－Cu2＋，正极Ag＋＋e－Ag，电子由负极或Cu出发，经外电路流向正极或Ag【答案】 1铜或Cu AgNO3溶液2正 Ag＋＋e－Ag Cu－2e－Cu2＋3负或Cu 正或Ag11．A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题1装置甲中负极的电极反应式是_______________________________________________2装置乙中正极的电极反应式是_______________________________________________3装置丙中溶液的pH________填“变大”、“变小”或“不变”4四种金属活动性由强到弱的顺序是_______________________________________________【解析】 甲、乙、丙均为原电池装置依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性DA，随着H＋的消耗，pH变大【答案】 1A－2e－A2＋2Cu2＋＋2e－Cu3变大 4DABC12．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案请你帮助他们完成有关实验项目方案Ⅰ有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸或稀盐酸中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性该原理的离子方程式为_________________________________________________方案Ⅱ有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式正极反应式_______________________________________________；负极反应式_______________________________________________方案Ⅲ结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同______________________________________________________________________________________________，用离子方程式表示其反应原理______________________________________________________________________________________________【解析】 比较或验证金属活动性的方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证，也可利用原电池原理负极是较活泼的金属，也可利用金属单质间的置换反应来完成【答案】 方案ⅠFe＋2H＋Fe2＋＋H2↑方案Ⅱ2H＋＋2e－H2↑ Fe－2e－Fe2＋方案Ⅲ把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质其他答案合理即可Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋[能力提升]13．将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积VL与时间tmin的关系正确的是 【解析】 向a中加入少许胆矾晶体，则有Zn＋Cu2＋Cu＋Zn2＋，消耗一部分Zn，所以产生H2的量较少，但生成的Cu附于Zn上又组成铜锌原电池，加快反应速率，因此曲线a的斜率大于曲线b的斜率【答案】 A14．2013·安徽高考热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋CaCaCl2＋Li2SO4＋Pb下列有关说法正确的是 A．正极反应式Ca＋2Cl－－2e－CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移
0.1mol电子，理论上生成
20.7gPbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转【解析】 仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断A．分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；PbSO4中的Pb2＋得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误C.根据方程式知，每转移
0.1mol电子，生成
0.05mol铅，其质量为
10.35g，所以C项错误D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiClKCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转【答案】 D
15.2014·福建高考某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl22AgCl下列说法正确的是 A．正极反应为AgCl＋e－Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移
0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少
0.02mol离子【解析】 根据电池总反应可以看出Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应正极反应为Cl2＋2e－2Cl－，A项错误因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag＋随即与附近的Cl－反应生成白色沉淀，B项错误用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误当电路中转移
0.01mole－时，负极生成
0.01molAg＋，由于Ag＋＋Cl－AgCl↓，所以消耗
0.01molCl－，由于电荷守恒，同时有
0.01molH＋通过阳离子交换膜转移至右侧，D项正确【答案】 D16．已知可逆反应AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2OⅠ如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转Ⅱ若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与Ⅰ中偏转方向相反试回答问题1两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？______________________________________________________________________________________________2两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？_______________________________________________3操作Ⅰ中，C1棒上的反应为__________________________________4操作Ⅱ中，C2棒上的反应为__________________________________【解析】 Ⅰ滴入浓盐酸，溶液中cH＋增大，题给可逆反应平衡正向移动，I－失去电子变为I2，C1棒上产生电子，并沿外电路流向C2棒，AsO得电子变为AsOⅡ滴加40%的NaOHaq将H＋中和，溶液中cH＋减小，题给可逆反应平衡逆向移动，电子在C2棒上产生，并沿外电路流向C1棒，I2得电子变为I－，AsO变为AsO【答案】 1两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转2两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反32I－－2e－I24AsO＋2OH－－2e－AsO＋H2OPAGE8。
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