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专题1 第二单元 第1课时原电池得工作原理习题（含答案）
专题1 第二单元 第1课时原电池得工作原理习题（含答案）
第二单元 化学能与电能得转化
第1课时 原电池得工作原理
[学习目标定位]
知识内容
必考要求
加试要求
1、原电池得构造与工作原理,盐桥得作用。
2、判断与设计简单得原电池。
3、原电池得电极反应式及电池反应方程式。
４、原电池得正、负极和电子流向得判断。
b
c
b
c
课时要求
１、以铜锌原电池为例，熟悉原电池得工作原理。
2、会正确判断原电池得正、负极,会判断与设计简单得原电池。
３、掌握原电池电极反应式得书写方法。
一 原电池得工作原理
1、按图所示装置，完成实验并回答下列问题：
（1)有关得实验现象有哪些?
答案 ①锌片溶解，铜片加厚变亮,CuSO4溶液颜色变浅。②电流计得指针发生偏转。
(2)该装置中得能量变化是化学能转化为电能。
（3)电子流动方向和电流方向
①外电路：电子由锌电极经过导线流向铜电极,电流由铜电极流向锌电极。
②内电路:锌失电子，阴离子移向负极;铜离子得电子,阳离子移向正极。
(4)电极反应
负极反应式是Zn-２e－===Zn2＋；
正极反应式是Ｃu２+＋2e－＝==Ｃu；
电池反应式是Zn＋Cu2＋=＝=Ｚn2++Cu。
（5)用温度计测量溶液得温度,其变化是溶液得温度略有升高，原因是还有Ｃu2＋直接在锌电极上得电子被还原,部分化学能转化成热能。
２、按下图所示装置，完成实验,并回答下列问题：
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(1)实验过程中，您能观察到得实验现象是①锌片溶解,铜片加厚变亮；②电流计指针发生偏转；③CuSO4溶液得颜色变浅。
(2)用温度计测量溶液得温度,其结果是溶液得温度不升高（或无变化);由此可说明ＣuSO4溶液中得Ｃu2+不能移向锌片得电子被还原。
(３)离子移动方向
①硫酸锌溶液中:Ｚn２+向盐桥移动；
②硫酸铜溶液中：Cｕ2+向铜极移动;
③盐桥中：K＋移向正极区(CuＳO4溶液),Cl-移向负极区(ZnSO4溶液）。
(4)若取出装置中得盐桥，电流计得指针是否还会发生偏转?为什么？
答案 不偏转。如果要使电流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路，若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，电流计指针不会发生偏转。
３、实验结论:与题1中得原电池装置相比较，题２中双液原电池具有得特点是
(1)具有盐桥。取下盐桥，无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反应得进行。
(2)两个半电池完全隔开，Cｕ２＋无法移向锌片,可以获得单纯得电极反应,有利于最大程度地将化学能转化为电能。
原电池工作原理
1、用铜片、银片、Cu(NO３)2溶液、AgＮO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂­KＮO3得Ｕ形管)构成一个原电池。以下有关该原电池得叙述正确得是（ ）
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为Ag+＋ｅ－===Aｇ
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNＯ3溶液中发生得化学反应与该原电池反应相同
A、①② B、②③
C、②④ Ｄ、③④
答案 C
解析 铜片、银片、Cｕ（NO3)２溶液、ＡgNO3溶液、盐桥构成一个原电池,Cu作负极,Ag作正极，其电极反应分别为负极：Cu－2ｅ－=＝=Cｕ２＋,正极：2Ag+＋２ｅ-＝＝=2Ａｇ,盐桥起到了传导离子、形成闭合回路得作用，电子得流向是由负极流向正极，电流得方向与电子得流向相反，因此
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Ｃ正确。
规律总结 原电池得设计
从理论上讲，任何一个自发得氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适得电解质溶液和两个电极。
(1)电解质溶液：一般能与负极反应，或者溶解在溶液中得物质(如O2)与负极反应。
（2)电极材料:一般较活泼得金属作负极，较不活泼得金属或非金属导体作正极。
2、（2019·永嘉中学期中)下列有关如图所示原电池得叙述中正确得是（盐桥中装有含琼胶得KCl饱和溶液）( )
A、铜片上有气泡逸出
B、取出盐桥后,电流计依然发生偏转
C、反应中，盐桥中得K+会移向CuSO4溶液
D、反应前后铜片质量不改变
答案 C
解析 由题图可得知,Ｃu为正极,电极反应为Ｃu2＋+2e-==＝Cu,Zn为负极,电极反应为Zｎ－2e-===Ｚn2+,则铜片上应有固体析出,反应后铜片质量增加,所以A、Ｄ均错误；取出盐桥后,原电池成为断路，因此电流计不会再发生偏转,B错误;左池中由于铜离子得反应,正电荷减少，为保持电中性,盐桥中得K+会移向CｕＳO4溶液,C正确。
二 原电池得电极判断及电极反应式得书写
1、原电池电极(正极、负极)得判断依据有多种。试填写下表:
判断依据
正极
负极
电极材料
不活泼金属或非金属导体
活泼金属
电子流向
电子流入
电子流出
电极反应
还原反应
氧化反应
电极现象
电极增重或产生气体
电极减轻
2、写出下表中原电池装置得电极反应和总得化学反应方程式:
负极材料
正极材料
电解质溶液
(１）
铁
铜
稀硫酸
(２）
铜
银
硝酸银
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（1)正极反应＿__＿_______＿_＿_＿________＿___＿_；
负极反应 ；
总反应方程式 。
(2)正极反应 ;
负极反应 ；
总反应方程式 。
答案 （1)２H＋＋2ｅ-===H2↑ Fe-2e-==＝Fｅ2＋
Fe+H2SO4=＝＝FeSO4+H２↑
(2)2Ag＋+２e－==＝2Ag Ｃu-2e-===Ｃu2+
Cu＋2AgＮO３===Cｕ(NO３)2＋2Ａg
解析 负极失去电子,发生氧化反应；正极得到电子,发生还原反应。根据活泼性,(1)中铁作负极，(2)中铜作负极。
3、有一钮扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池得反应方程式为Zn+Aｇ２O+Ｈ２O＝＝=2Ag＋Zn(ＯＨ)2。
(1）Ｚn发生氧化反应,是负极,电极反应式是Ｚｎ-2ｅ-＋２OH-＝=＝Zn(ＯH)２。
(2)Aｇ２O发生还原反应,是正极,电极反应式是Ａg２Ｏ+2ｅ-＋Ｈ2O===2Ag＋2OH-。
1、正负极判断方法
(1)由反应得本质判断，负极就是失去电子，化合价升高，发生氧化反应得电极;正极就是得到电子，化合价降低,发生还原反应得电极。
（2)由电极材料判断，原电池得两个电极若是活泼性不同得两种金属,一般活泼金属为负极，相对不活泼金属为正极。
(3)由外电路中电子、电流得流向及内电路中阴阳离子得移动方向判断。对于一个原电池外电路中，电子流出得一极为负极，电子流入得一极为正极。在内电路中,阴离子移向得一极为负极,阳离子移向得一极为正极。
2、电极反应式书写方法
(１)一般电极反应式得书写方法
①定电极，标得失。按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子得数量。
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②看环境,配守恒。电极产物在电解质溶液得环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成得H+应让其结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。
③两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。
(2)已知总反应式,书写电极反应式
①分析化合价，确定正极、负极得反应物与产物。
②在电极反应式得左边写出得失电子数，使得失电子守恒。
③根据质量守恒配平电极反应式。
④＝－
３、某电池得总反应为Fe+2Fe3＋=＝=3Fe２＋,能实现该反应得原电池是( )
正极
负极
电解质溶液
A
Cｕ
Ｆe
FeCl3溶液
B
C
Ｆe
Fｅ(NO3)２溶液
Ｃ
Fe
Ｚｎ
Fe2(SＯ4)3溶液
D
Ag
Ｆｅ
ＣｕSO4溶液
答案 A
解析 能实现反应Ｆe＋2Fe3＋＝==３Fe2+得原电池应符合以下条件：①负极为Fe，正极材料得活泼性比Fe差;②电解质溶液应为含Ｆe3＋得溶液,B、D两项电解质溶液选错；C项负极材料选错。
４、依据氧化还原反应:2Ag+(aq)＋Cu(ｓ)=＝=２Aｇ（ｓ）＋Cu2+(ａq)设计得原电池图所示。
请回答下列问题：
(1)电极Ｘ得材料是 ；电解质溶液Y是 。
(2)银电极为电池得 极，发生得电极反应式为 ;X电极上发生得电极反应式为 。
（３)外电路中得电子是从 电极流向 电极。
答案 (１)Cu AgNO３溶液
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(2)正 2Ａg＋+2ｅ－==＝2Aｇ(或Aｇ＋+e-===Ag)
Ｃｕ－2ｅ-===Cu2＋ (3)Cu(负） Aｇ(正)
解析 该原电池得电池总反应式为２Ａg+(ａｑ）＋Cｕ(ｓ）==＝2Ａg(s)＋Cu2＋(aｑ),由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AｇNO3溶液。电子从原电池得负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。
1、将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度得稀硫酸中一段时间,以下叙述正确得是( )
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、两烧杯中溶液得pH均增大
Ｄ、产生气泡得速率甲比乙慢
答案 C
解析 图甲是一个原电池装置，负极(Zｎ）:Zｎ-2e-=＝=Zn2＋，正极(Cu):2H＋+２e-===Ｈ２↑，形成原电池能加快产生氢气得速率;图乙中，Zn直接与稀Ｈ2SO4反应生成H2：Zn＋2H+=＝=Zn２+＋H2↑,甲、乙两烧杯中H２ＳＯ4均被消耗，溶液得pH均增大。
２、下图是锌、铜和稀硫酸形成得原电池,某实验兴趣小组同学做完实验后,在读书卡片上记录如下：
卡片：NO、28 时间：２0１9、03、20
实验后得记录：
①Zn为正极,Ｃu为负极
②H＋向负极移动
③电子流动方向为Zn→Cu
④Cu极有Ｈ2产生
⑤若有1 mol电子流过导线，则产生得H２为０、5 moｌ
⑥正极反应式:Zn—2e-==＝Ｚn２+
卡片上得描述合理得是( )
Ａ、①②③ B、③④⑤ C、①⑤⑥ D、②③④
答案 B
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解析 构成原电池得正极是Cｕ,负极是Ｚn,故①错误；电子从负极Zｎ流出，流向正极Cｕ，H+向正极移动，在Ｃu上得电子：2H+＋2e－＝==Ｈ２↑，故②错误,③④正确；此原电池负极上发生得反应是Zn===Zn2＋+2e-,⑥错误；总反应方程式:Zn+2H＋===Zn2＋+H2↑,当有1 mol e－通过时，产生H２为0、５ mｏl，故⑤正确。
3、(2019·湖州中学期中)如图所示，X为单质硅，Ｙ为金属铁,ａ为NaＯH溶液，组装成一个原电池，下列说法正确得是( )
A、X为负极，电极反应式为Ｓi-4e－＝==Si4＋
B、X为正极,电极反应式为４H2O+4e－＝==４ＯH－+2H2↑
C、X为负极,电极反应式为Si+６ＯH-－4e－＝==SiO＋3H２O
D、Y为负极，电极反应式为Fe－２ｅ－===Fe２+
答案 C
解析 先由氧化还原反应确定正极和负极，再根据反应物和产物确定电极反应式。硅、铁、NaOH溶液组成原电池时,Si为负极：Si-4e－+6OH-===SiO+3Ｈ2O;铁为正极：4H２O＋4e-=＝=4ＯＨ-＋2H2↑；电池反应方程式：Ｓi＋2NaOH+H2O===Na2SiＯ３＋2H２↑。
4、锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确得是( )
A、铜电极上发生氧化反应
B、电池工作一段时间后，甲池得ｃ(ＳO)减小
C、电池工作一段时间后,乙池溶液得总质量增加
Ｄ、阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
答案 Ｃ
解析 金属活动性Zｎ>Cu，Zn为负极,失电子发生氧化反应：Ｚn-2e-＝==Ｚn2＋，Cｕ为正极，得电子发生还原反应:Cu2++ 2ｅ－===Cu，A错误；Zn2+由甲池通过阳离子交换膜进入乙池,乙池中Ｃｕ2+被Zn2＋代替,摩尔质量M（Ｚn)>Ｍ(Cu)，c(SＯ）不变，乙池溶液得总质量增加，B错误，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子并不通过交换膜,D错误。
５、由Ａ、Ｂ、C、Ｄ四种金属按下表中装置图进行实验。
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装置
现象
二价金属A不断溶解
Ｃ极质量增加
A上有气泡产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极得电极反应式是 。
（２)装置乙中正极得电极反应式是 。
(3)装置丙中溶液得pH （填“变大”“变小”或“不变”)。
（4)四种金属活动性由强到弱得顺序是 。
答案 (1)Ａ－2ｅ－===A２＋ (2)Ｃu2++2ｅ－===Cu
(3）变大 （4)D>A>B>C
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A>Ｂ；乙中Ｃ极增重，即析出Cu，则B为负极,活动性B＞C；丙中A上有气泡即Ｈ2产生，则A为正极，活动性D＞A，随着H+得消耗,pH变大。
40分钟课时作业
［基础过关］
题组1 原电池得工作原理
1、下列说法正确得是( )
A、原电池中，负极上发生得反应是还原反应
B、原电池中,电流得方向是负极—导线—正极
C、双液原电池中得盐桥是为了连通电路,所以也可以用金属导线代替
D、在原电池中,阳离子移向正极，阴离子移向负极
答案 D
解析 A项,负极上发生氧化反应;B项，电流得方向应是正极—导线—负极;C项,盐桥不能用导线代替。
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2、某原电池反应得离子方程式为Fｅ+2H+＝==Fe2+＋H2↑,则下列说法中正确得是( )
A、用HＮO3作电解质溶液
Ｂ、用锌作原电池正极
C、用铁作负极，铁得质量不变
D、用铜作原电池正极
答案 Ｄ
解析 根据原电池反应式可以确定原电池负极为Ｆe,电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸，但不能为ＨNＯ3，若为稀HNO3，则原电池反应为３Fe+8Ｈ++2NＯ＝＝=２NO↑＋３Fe2++４H2O。
3、如图所示得装置中有电流产生,以下说法不正确得是( )
A、Fe是负极，C是正极
B、负极反应式为Fｅ-3e-=＝=Ｆe3＋
C、内电路中阴离子移向ＦeCl２溶液
D、电流由石墨电极流向Fe电极
答案 B
解析 图示装置为原电池，负极（Fe）:Fe-2ｅ-==＝Ｆe2＋，正极(C):2Fｅ３＋+2e-=＝=2Fe2+，A项正确,B项不正确;内电路中,Fe电极失电子,呈正电,吸引阴离子,C项正确;外电路中，电流由正极(C）流向负极(Fe)，Ｄ项正确。
4、(20１9·舟山中学月考)按下图装置实验，若x轴表示流出负极得电子得物质得量，则ｙ轴应表示( ）
①c(Aｇ＋) ②c(NO) ③a棒得质量 ④b棒得质量 ⑤溶液得质量
A、①③ Ｂ、③④ C、①②④ D、②
答案 D
解析 在这个原电池中,负极：Fe－2e-=＝=Fe2＋,正极：Ag+＋e-＝=＝Aｇ，使b棒增重，溶液中c(ＮO)不变。
题组2 原电池得应用
５、根据图示,可判断出下列离子方程式中错误得是( )
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)
专题1 第二单元 第1课时原电池得工作原理习题（含答案）
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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,可得三种金属得活动性顺序应为Cd＞Co＞Ａg,则选项中符合此关系得置换反应成立。
6、有ａ、b、c、ｄ四个金属电极，有关得实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象
a极质量减小
ｂ极质量增加
ｂ极有气泡产生
ｃ极无变化
实验装置
部分实验现象
d极溶解
c极有气泡产生
电流从ａ极
流向d极
由此判断这四种金属得活动性顺序是( )
A、ａ>b>c>d B、b>c＞d>a
C、ｄ>a>b>c ﻩD、a>b＞d>c
答案 Ｃ
解析 由第一个装置a极溶解,故a为负极,可知金属活动性a＞b,第二个装置依据金属活动顺序可知金属活动性ｂ>ｃ;同理第三个装置d极溶解可知，ｄ极为负极,金属活动性d＞c；由第四个装置电流从ａ极流向ｄ极,则电子从d极流向ａ极,故金属活动性ｄ＞a,则选项Ｃ符合题意。
7、Mｇ－AgCl电池是一种能被海水激活得一次性贮备电池,电池方程式为2AgＣl+Mｇ=＝=Mg2++2Ag+2Cl－。有关该电池得说法正确得是( ）
Ａ、可用于海上照明供电
B、负极反应为AgCl＋e-=＝＝Ａｇ+Cｌ-
C、Ｍg为电池得正极