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原电池一、选择题1.在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁，则Y可能是()A．锌B．石墨C．银D．铜解析：选A。电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故A选项中的锌符合题意。2．(2019·韶关高二测试)实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池，则正极的电极反应式为()A．Fe－3e－===Fe3＋B．Fe－2e－===Fe2＋C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－D．Ag＋＋e－===Ag解析：选D。在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极，总反应式为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，正极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，D项正确。3．下列说法正确的是()A．构成原电池正极和负极的材料必须都是金属B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析：选C。构成原电池的电极材料可以是导电的非金属，如碳棒，所以A错。在原电池中，电子流出的一极是负极，失电子被氧化，所以B错。粗锌中含有杂质可形成原电池，所以C对。原电池中的能量除转化为电能外，还有部分转化为热能等，所以D错。4．(2019·十堰高二检测)关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极B．盐桥中的阴离子向CuSO4溶液中迁移C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑解析：选A。该原电池中，Zn为负极，Cu为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子由Zn电极流向Cu电极，故A项正确，C项错误；因电子由Zn电极流向Cu电极，故铜电极的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，所以盐桥中的阳离子向CuSO4溶液中迁移，阴离子向ZnSO4溶液中迁移，故B、D项错误。5．下列各装置能形成原电池的是()解析：选D。判断一个装置能否形成原电池，要看是否符合原电池的形成条件：①电极材料(两种活动性不同的金属或金属与导电非金属)；②电解质溶液；③构成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。A装置：由于两个电极是同种金属，不能形成原电池；B装置：酒精不是电解质，不能形成原电池；C装置：没有形成闭合回路，不能形成原电池；D装置：符合原电池形成的条件，能形成原电池。6．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．产生气泡的速率甲比乙慢解析：选C。乙烧杯中锌片与铜片没有接触，不能构成原电池，但锌可以与稀硫酸直接反应，锌片上有H2放出，溶液pH增大。甲烧杯中铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以锌为负极，铜片上有H2放出，加快了锌的溶解，溶液pH增大，故只有C项正确。7．(2016·高考全国卷Ⅱ)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－===AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑解析：选B。该电池中Mg做负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；电池放电时，Cl－从正极向负极迁移，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。8．(2019·安阳高二测试)以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是()A．锌片溶解了1mol，铜片上析出1molH2B．两极上溶解和析出的物质的质量相等C．锌片溶解了31g，铜片上析出了1gH2D．锌片溶解了1mol，硫酸消耗了0.5mol解析：选A。在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点：两极得失电子数相等。利用这一特点，从电极反应式看，负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。当溶解1mol锌时失去2mol电子，铜片上析出1mol氢气得到2mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。9．向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如图所示，正确的是()解析：选A。Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，向a中加入少量的CuSO4溶液，则有Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又构成无数微小的ZnCu原电池，加快了Zn与稀硫酸的反应速率，所以反应先完成，但因Cu2＋消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。10.(2019·太原高二检测)如图所示装置中，电流表指针发生偏转，a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列选项中的()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溶液D．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液解析：选D。原电池工作时，a极逐渐变粗，b极逐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有先于H＋放电的金属阳离子。11．(2019·黄冈高二质检)有a、b、c、d四个金属电极，有关的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极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．abcdB．bcdaC．dabcD．abdc解析：选C。由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性ab；第二个装置依据氧化性、还原性的强弱规律推出金属活动性bc；第三个装置的金属活动性dc；由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性da。12．控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是()A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析：选D。由题图并结合原电池原理分析可知，Fe3＋得到电子变为Fe2＋，被还原，I－失去电子变为I2，被氧化，A、B项正确；电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；向甲中加入FeCl2固体，对于反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，此时Fe2＋被氧化，I2被还原，故甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，D项错误。二、非选择题13．(2019·泉州高二质检)为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如图装置，按要求回答下列问题：(1)此装置工作时，可以观察到的现象是______________________________________________________________________________________________________________，电池总反应式为_________________________________________。(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO2－4向________移动，硫酸铜溶液中SO2－4向________移动。(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________的定向移动来导电的。在工作时，K＋移向________。解析：(1)该装置为锌铜原电池，总反应式为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①锌片不断溶解，②铜片上有红色物质析出，③电流计指针发生偏转。(2)Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。(3)电池工作时，ZnSO4溶液中SO2－4向负极或锌电极移动，CuSO4溶液中SO2－4向盐桥移动。(4)盐桥中，K＋向正极区或CuSO4溶液移动，Cl－向负极区或ZnSO4溶液移动，这样依靠离子的定向移动形成闭合回路而导电。答案：(1)锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流计指针发生偏转Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极(或负极)盐桥(4)离子正极区(或CuSO4溶液)14．A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。装置现象A不断溶解生成二价离子C的质量增加A上有气泡产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应是__________________________________________。(2)装置乙中正极的电极反应是__________________________________________。(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的质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性BC；丙中A上有气泡即H2产生，则A为正极，活动性DA，随着H＋的消耗，溶液pH逐渐变大。答案：(1)A－2e－===A2＋(2)Cu2＋＋2e－===Cu(3)变大(4)DABC15．已知某原电池的电极反应是Fe－2e－===Fe2＋、Cu2＋＋2e－===Cu，据此设计原电池，并回答下列问题。(1)若原电池装置为图甲所示：①电极材料A是________，B是________。(写材料名称)②A电极观察到的现象是______________________________________________。(2)若原电池装置为图乙所示：①电极材料X可以是________(填字母，下同)。a．铁b．铜c．石墨②电解质Y可以是________。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl2解析：(1)结合氧化还原反应的知识可知Fe－2e－===Fe2＋是负极反应，故铁做负极，即B为铁；Cu2＋＋2e－===Cu是正极反应，故A可以是铜(或其他比铁活泼性差的金属或能导电的非金属等)，现象是有红色物质析出。(2)不含盐桥的原电池中正极材料是比负极金属活泼性差的金属或能导电的非金属，故此时正极可以是铜或石墨，但负极只能是铁，电解质溶液是含铜离子的可溶性盐溶液，可为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜。答案：(1)①铜(答案合理即可)铁②有红色物质析出(2)①bc②bc