原电池-提高题

1原电池提高题题型一、判断所给装置是否原电池解决这类题型必须清楚构成原电池的条件：（1）有两种活动性不同的金属作电极（或一种惰性电极，如石墨电极、铂电极）例如：Zn-Cu，Cu-Ag，Zn-石墨，Cu-Pt均可以是组成原电池的两个极的材料；（2）电极材料均插入电解质溶液中；（3）两极相连与电解质溶液共同构成闭合回路。要构成一个原电池，必须满足这样的三个条件，缺一不可，缺少其中的任意一个条件均不能构成原电池。装置判断是否，非电解质否，不是闭合回路均是装置判断是是否，不是闭合回路是在判断一个装置是否原电池时，应该注意这样三点：（1）不要计较电极的形状和大小；（2）不要计较闭合电路的形成方式，可以有导线，也可以不用导线，只要让两个电极互相连通就行；（3）也不必考虑电解质的成份，可以是一种溶质，也可以是多种溶质的电解质溶液；可以是强电解质溶液，也可以是弱电解质溶液。只要符合前面所说的构成原电池的三个条件，就能构成原电池。题型二、电极反应式的书写装置电极反应负极Zn-2e-=Zn2+Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+正极2H++2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-Cu2++2e-=Cu2Fe3++2e-=2Fe2+一般说来，简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失电子变成金属阳离子：R-ne=Rn+，比较容易写出；正极上的反应相对复杂一些，需要我们判断出溶液中的哪种微粒在正极板上得电子，这取决于溶液中各种微粒得电子能力的相对大小，这是正确写出正极上电极反应式的关键。常见的有这样三种情况：（1）酸性溶液中，H+得2电子，发生析出氢气的反应，可以看作金属的析氢腐蚀；（2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得电子，可以看作是负极发生吸氧反应；（3）当溶液中有金属活动顺序表中H后面的金属阳离子时，通常该金属阳离子得电子，例如：Cu2+、Fe3+、Ag+等。例题：铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，电池的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，其中PbSO4不溶于水也不溶于稀硫酸。根据上述情况判断（1）蓄电池的负极是____，其电极反应式为____。(2)蓄电池的正极是____，其电极反应式为____。(3)蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH____（填“增大”、“减小”或“不变”）书写实用电池的电极反应式时，要注意三个问题：（1）两极得失电子数要相等；（2）电极反应不单纯是电极自身的反应，而是这个电极及其周围的区域发生的反应，也就是说一定要考虑电解质溶液对电极反应的影响；（3）当已知电池的总反应时，如果能够判断出某一极的电极反应，则可以利用两极反应之和等于电池的总反应这一重要关系，推断并写出另一电极上的反应式。题型三、推断反应现象例题：如下图所示,将一个铁片和石墨片用导线连接后,放在一张滤纸上并压紧,使三者充分接触,并不断向滤纸上滴加饱和食盐水和酚酞的混合液,一段时间后。(1)先变红的区域在附近,该电极是极(2)写出两极上的电极反应式。解析：从原电池的构成条件不难发现，铁片、石墨、导线、食盐水构成了一个原电池装置，其中铁片为负极，石墨为正极。负极上的电极反应为：2Fe-4e-=2Fe2+，正极上的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，于是先变红的区域为石墨片附近，该电极为正极。解决这类问题时注意：若要分析原电池在工作过程中出现的现象，必须先分析原电池的两极、以及电解质溶液中所发生的反应，由反应结果去推断反应的现象。题型四、影响化学反应的速率例题：为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在下图所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置一段时间，铁钉腐蚀最严重的是（填a、b或c），铁钉几乎未被腐蚀的是（填a、b或c）。解析：电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。电化学腐蚀的机理是构成原电池。乍一看，三个装置中，铁钉都没有与液体接触，都没有形成原电池。实际上，只有铁钉c由于浓硫酸的强吸水性而处于干燥的环境，所以没有形成原电池而几乎不会被腐蚀。铁钉a、b处于酸性潮湿的环境中，表面上会形成一层酸性液膜，这层液膜与铁和碳能形成无数微小原电池而被腐蚀。同时，铁钉b还与铜丝形成另一个宏观上的原电池，腐蚀就更快，所以，腐蚀最严3重的是铁钉b，几乎未被腐蚀的是铁钉c。题型五、按要求设计原电池例题：某原电池的总反应方程式是：Zn+Cu2+=Zn2++Cu该原电池组成是（）电解质溶液正极负极ACuCl2溶液ZnMgBCuCl2溶液CuZnCZnCl2溶液ZnCuDZnCl2溶液CuZn解析：从给出的总反应可以看出：Zn化合价升高，失去电子，所以Zn一定作负极，然后只要找一比Zn活动差的金属电极或惰性电极作正极都可以。得电子的是Cu2+，则电解质溶液中必须含有Cu2+，硫酸铜、氯化铜、硝酸铜溶液都可以。所以这题的答案应该是BD。在解决这类习题时，必须要抓住电池的总反应中化合价的变化作为出发点来进行分析和设计。题型六、比较金属的活动性顺序解决这类题型的方法是：利用原电池两极上的现象、两极上的反应、电子或电流的流向判断出原电池的正负极，再根据负极活动性大于正极的活动性，来比较金属的活动性。例题1．下图是实验室用氢气还原氧化铜实验的简易装置。其中的铜质燃烧匙可以在试管M中上下移动，实验时,先将细铜丝一端被弯成螺旋状，先在空气中加热变黑后再迅速伸入球型干燥管中。（1）铜质燃烧匙的作用有。（2）实验过程中，在试管M中可观察到的现象是。答案：（1）控制反应的发生和停止,并与锌构成原电池加快反应速率(2)铜匙和锌粒表面都由气泡产生,锌粒逐渐变小或消失。例题2：燃料电池是目前正在探索的一种新型电池，它可以在燃烧过程中把化学能直接转换为电能，能量的转化率明显高于其它类型的电池。目前已经使用的氢氧燃料电池用多孔铂板做电极，用KOH溶液做电解质溶液，总反应是2H2+O2=2H2O，写出相应的电极反应式。答案：正极O2+2H2O+4e-=4OH-；负极2H2+4OH--4e-=4H2O。4检测题：1．关于右图所示的原电池，下列说法正确的是（）[来源:学,科,网Z,X,X,K]A．负极发生还原反应B．电子由锌片通过导线流向铜片C．该装置能将电能转化为化学能D．铜片上发生的反应为Cu2+＋2e－=Cu2.如图所示装置，电流计G发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()A．A是Zn，B是Cu，C为稀H2SO4B．A是Cu，B是Zn，C为稀H2SO4C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3液D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3液答案D解析根据电极现象可以判断，A为正极，B为负极，电解质溶液必须为不活泼金属的盐溶液，D项符合。3．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)答案A解析根据原电池知识，金属活动性：负极＞正极，可得三种金属的活动性顺序应为：Cd＞Co＞Ag，则选项中符合此关系的置换反应成立。4．X、Y、Z、M四种金属，已知X可以从Y的盐溶液中置换出Y：X和Z作原电池电极时，Z为正极；Y和Z的离子共存于电解液中，Y离子先放电；M的离子的氧化性强于Y的离子．则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A．X＞Y＞Z＞MB．X＞Z＞M＞YC．M＞Z＞X＞YD．X＞Z＞Y＞M【答案】D5．等质量的两份锌粉a、b，分别加入到过量的稀硫酸溶液中，并且在a中加入少量的CuSO4，下图中表示其产生H2总体积（V）与时间（t）的关系正确的是[来源:Zxxk.Com]5【答案】A【解析】A．a中加入少量的CuSO4，与锌反应生成铜，形成原电池，加快了反应但生成氢气的量减少，A项正确；B．a中加入少量的CuSO4，与锌反应生成铜，形成原电池，加快了反应但生成氢气的量减少，B项错误；C．a中加入少量的CuSO4，与锌反应生成铜，形成原电池，加快了反应但生成氢气的量减少，C项错误；D．a中加入少量的CuSO4，与锌反应生成铜，形成原电池，加快了反应但生成氢气的量减少，D项正确；答案选A。6．Cu﹣Zn稀硫酸组成原电池装置，当导线中有0.5mol电子通过时，理论上两极的变化是①锌极反应：Zn﹣2e﹣=Zn2+，锌片上产生0.25mol的H2②铜极反应：2H++2e﹣=H2↑，锌片溶解16.25g③电流由铜极经导线流向锌极④溶液中SO42﹣移向铜极．A．①④B．③④C．②③D．①③【答案】C【解析】①锌易失电子作负极，锌极反应：Zn﹣2e﹣=Zn2+，铜电极上生成氢气，故错误；②铜极反应：2H++2e﹣=H2↑，锌片溶解质量==16.25g，故正确；③放电时，电流从正极流向负极，所以电流由铜极经导线流向锌极，故正确；④溶液中SO42﹣移向负极锌极，氢离子移向正极铜极，故错误；故选C。7．如下图装置，下列说法正确的是A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－=Fe2＋B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大【答案】D【解析】A．装置Ⅰ中Zn是负极，Zn失去电子变为Zn2+，装置置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－=Fe2＋，错误；B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极是H+获得电子变为H2逸出，错误；C．装置Ⅰ中盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动；装置Ⅱ中盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，错误；D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中H+放电，使溶液中c(OH-)增大，溶液pH均增大，正确。8．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池．电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是()①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole﹣②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣④电池放电后，溶液pH不断升高．A．①②B．①③C．①④D．③④【答案】A【解析】①．通入CH4的电极为负极，电极反应为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O，每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole﹣；故①正确；②．通入CH4的电极为负极失电子反应氧化反应，电极反应为：CH4+10OH﹣﹣68e﹣=CO32﹣+7H2O，故②正确；③．通入氧气的一极为原电池的正极，得到电子发生还原反应：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，故③错误；④．电池反应式为：CH4+2OH﹣+2O2=CO32﹣+3H2O，随着反应的进行，溶液中氢氧根离子不断减少，溶液pH不断减小，所以该电池使用一段时间后应补充KOH，故④错误；故选A．9．某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和溶液。下列说法正确的是()A．b电极上发生还原反应B．外电路电子的流向是从a到bC．电池工作时，盐桥中的SO42－移向甲烧杯D．a电极上发生的反应为：MnO4－＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O【答案】D【解析】A．b极上电极反应式：Fe2＋－e－=Fe3＋，根据原电池的工作原理：负极失电子，发生氧化反应，则a极是正极，得电子发生还原反应，A错误；B．根据A的分析，外电路电子流向是从b流向a，B错误；C．根据原电池的工作原理：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，SO42－向b极移动，C错误；D．总电极反应式：2MnO4－＋10Fe2＋＋16H＋=2Mn2＋＋10Fe3＋＋8H2O，a极是正极得电子，电极反应