高中化学原电池习题

第1页（共24页）原电池2参考答案与试题解析一．选择题（共13小题）1．（1993•全国）如图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（）a极板b极板X电极电解质溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2A．AB．BC．CD．D【解答】解：通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b极是阳极，b极板处有无色无臭气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极材料必须是不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子．A、该选项符合条件，故A正确．B、电解质溶液中金属阳离子在氢元素前边，故B错误．C、铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在B极上得不到氧气，故C错误．D、电解质溶液中氯离子失电子，在B极上得到有刺激性气味的气体，与题意不符，故D错误．故选A．2．（2000•上海）在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（）第2页（共24页）A．1.62gB．6.48gC．3.24gD．12.96g【解答】解：由Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag知，当得电子数相等时，析出铜和银的关系式为：Cu﹣﹣Ag．设析出银的质量为x．Cu﹣﹣2Ag64g（108×2）g1.92gx所以x==6.48g故选B．3．（2011•福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源．该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电．关于该电池的下列说法不正确的是（）A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH﹣向正极移动D．总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑【解答】解：A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，在电池中还可以担当溶剂，故A正确；B、放电时正极上是水中的氢离子得电子，所以会有氢气生成，故B正确；C、原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH﹣向负极移动，故C错误；D、锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故D正确．故选C．4．（2009•广东）下列说法正确的是（）A．废旧电池应集中回收，并填埋处理B．充电电池放电时，电能转变为化学能C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对应速率的影响有关D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行第3页（共24页）【解答】解：A、废旧电池应集中回收但不能填埋处理，因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，就会引发疾病，故A错误；B、充电电池放电时，化学能转变为电能，故B错误；C、温度降低，化学反应速率减小，则放在冰箱中的食品保质期较长，故C正确；D、有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的，比如碳的燃烧，故D错误．故选C．5．（2012•上海）如图装置中发生反应的离子方程式为：Zn+2H+═Zn2++H2↑，下列说法错误的是（）A．a、b不可能是同种材料的电极B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D．该装置可看作是铜﹣锌原电池，电解质溶液是稀硫酸【解答】解：A．如果该装置是电解池，如锌作阴、阳极，电解质溶液是酸，阳极上锌失电子，阴极上氢离子得电子，符合离子反应方程式，所以两个电极可以相同，故A错误；B．该装置可能是电解池，电解质溶液是稀盐酸，锌作阳极，电解时，阳极上锌失电子，阴极上氢离子得电子，符合离子反应方程式，故B正确；C、该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸，锌作负极，正极上氢离子得电子，发生的反应符合离子方程式，故C正确；D、该装置可看作是铜﹣锌原电池，电解质溶液是稀硫酸，负极上锌失电子，正极氢离子得电子，符合离子方程式，故D正确．故选A．6．（2012•福建）将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）第4页（共24页）A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c（SO42﹣）增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色【解答】解：A，Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极是发生还原反应；故A正确；B、电子流向是负极到正极，但a→b这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动；故B错误；C、选项中硫酸根离子浓度基本保持不变；故C错误；D、选项中是滤纸a点是阴极，氢离子放电，水电离平衡破坏附近氢氧根离子浓度增大，酚酞变红；b做阳极氢氧根离子失电子生成氧气，附近氢离子浓度增大，故D错误；故选A．7．（2013•海南）如图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极．电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d．符合上述实验结果的盐溶液是（）选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb（NO3）2CFeSO4Al2（SO4）3DCuSO4AgNO3第5页（共24页）A．AB．BC．CD．D【解答】解：电极b、d均为阴极，在它们上面均没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d，则所电解的盐溶液中金属元素应该在金属活动顺序表中（H）以后，转移相同电子时，b析出金属质量小于d．阳离子得电子能力如图所示：，前面的H+表示酸溶液中的H+，后面的H+表示盐溶液中的H+．A．在金属活动性顺序表中，Mg在H之前，所以电解镁盐溶液时阴极上不能得到金属单质，故A错误；B．由阳离子得电子能力顺序表可以看出，盐溶液中Ag+和Pb2+的得电子能力均大于H+，因此电解硝酸银溶液时阴极b电极上生成Ag、电解硝酸铅溶液阴极d上生成Pb，两池中的电极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，b增重216g，d增重207g，所以质量增加b＞d，故B错误；C．在金属活动性顺序表中，Fe、Al都在H之前，电解亚铁盐、铝溶液溶液时阴极上都不能得到金属单质，故C错误；D．两池中的电极上转移的电子是相等的，设转移2mol电子，b增重64g，d增重216g，所以质量增加b＜d，故D正确；故选D．8．（2014•新课标Ⅱ）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是（）第6页（共24页）A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li+从b向a迁移【解答】解：A、锂离子电池中，b电极为Li，放电时，Li失电子为负极，LiMn2O4得电子为正极，所以a为电池的正极，故A正确；B、充电时，Li+在阴极得电子，LiMn2O4在阳极失电子，电池充电反应为LiMn2O4=Li1﹣xMn2O4+xLi，故B正确；C、放电时，a为正极，正极上LiMn2O4中Mn元素得电子，所以锂的化合价不变，故C错误；D、放电时，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中Li+从b向a迁移，故D正确；故选C．9．（2015•上海）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示．下列有关说法错误的是（）A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H++2e﹣→H2↑第7页（共24页）【解答】解：A、d为石墨，活泼金属铁片作负极，发生腐蚀，所以铁片腐蚀加快，故A正确；B、海水呈中性，所以发生吸氧腐蚀，所以石墨作正极，电极反应：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故B正确；C、锌比铁片活泼，所以腐蚀锌，所以铁片不易被腐蚀，故C正确；D、d为锌块，作为负极，因海水呈中性，所以发生吸氧腐蚀，所以铁片上电极反应为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故D错误；故选D．10．（2016•新课标Ⅲ）锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn（OH）42﹣．下列说法正确的是（）A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B．充电时，电解质溶液中c（OH﹣）逐渐减小C．放电时，负极反应为：Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）【解答】解：A．充电时阳离子向阴极移动，故A错误；B．充电时，电池反应为Zn（OH）42﹣+2e﹣═Zn+4OH﹣，电解质溶液中c（OH﹣）逐渐增大，故B错误；C．放电时，负极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣，故C正确；D．放电时，每消耗标况下22.4L氧气，转移电子4mol，故D错误．故选C．11．（2016•上海）图1是铜锌原电池示意图．图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示（）A．铜棒的质量B．c（Zn2+）C．c（H+）D．c（SO42﹣）第8页（共24页）【解答】解：铜锌原电池中，Zn是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应为Zn﹣2e﹣=Zn2+，Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，电极反应为2H++2e﹣=H2↑，A．Cu是正极，氢离子得电子发生还原反应，Cu棒的质量不变，故A错误；B．由于Zn是负极，不断发生反应Zn﹣2e﹣=Zn2+，所以溶液中c（Zn2+）增大，故B错误；C．由于反应不断消耗H+，所以溶液的c（H+）逐渐降低，故C正确；D．SO42﹣不参加反应，其浓度不变，故D错误；故选：C．12．（2017•新课标Ⅲ）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）．下列说法错误的是（）A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多【解答】解：A．据分析可知正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4，故A正确；B．负极反应为：Li﹣e﹣=Li+，当外电路流过0.02mol电子时，消耗的锂为0.02mol，负极减重的质量为0.02mol×7g/mol=0.14g，故B正确；C．硫作为不导电的物质，导电性非常差，而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料，则石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性，故C正确；D．充电时a为阳极，与放电时的电极反应相反，则充电时间越长，电池中的Li2S2量就会越少，故D错误；故选D．第9页（共24页）13．（2017•浙江）银锌电池是一种常见化学电源，其原理反应：Zn+Ag2O+H2O═Zn（OH）2+2Ag，其工作示意图如图．下列说法不正确的是（）A．Zn电极是负极B．Ag2O电极上发生还原反应C．Zn电极的电极反应式：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）2D．放电前后电解质溶液的pH保持不变【解答】解：A、活泼金属Zn为负极，故A正确；B、正极反应为Ag2O+H2O+2e﹣=2Ag+2OH﹣，发生还原反应，故B正确；C、负极反应为Zn+2OH﹣﹣2e﹣=Zn（OH）2，故C正确；D、氢氧根离子物质的量虽然不变，但水的量减少，KOH的浓度增大，pH增大，故D错误；故选D．二．填空题（共6小题）14．（2014春•船营区校级期末）（1）如图所示，组成一种原电池．试回答下列问题（灯泡功率合适）：①电解质溶液为稀H2SO4时上述装置中灯泡亮，此时Al电极上发生反应的电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑；②电解质溶液为NaOH溶液时，灯泡亮（填“亮”或“不亮”，填“亮”做a题，填“不亮”做b题）．a．若灯泡亮，则Mg电极上发生的电极反应式为：6H2O+6e﹣=6OH﹣+3H2↑；Al电极上发生反应的电极反应式为：2Al﹣6e﹣+8OH﹣=2AlO2﹣+4H2O；b．若灯泡不亮，其理由为：此空不填．（2）原电池原理的应用之一是可以