2018年人教版化学必修二原电池知识点与经典练习

化学能与电能的转化—原电池专题

1、概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

2、原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。

3、构成原电池的条件：（1）电极为导体且活泼性不同；（2）两个电极接触（导线连接或直接接触）；（3）两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。

【例题分析】

例1、在如图所示的8个装置中，属于原电池的是（）

A．①④ B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦

4、电极名称及发生的反应：

负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，

电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子

负极现象：负极溶解，负极质量减少。

正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，

电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质

正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。

5、原电池正负极的判断方法：

①依据原电池两极的材料：

较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；

较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极。

②根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路流

向原电池的正极。

③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。

④根据原电池中的反应类型：

负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。

正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。

6、原电池电极反应的书写方法：

（i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下：

①写出总反应方程式。②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。

③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介

质和水等参与反应。

（ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

【例题分析】

例2、被称之为“软电池”的纸质电池，其电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO（OH）．下列说法正确的是（）

A.该电池的负极为锌

B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用

C.当65 g Zn完全溶解时，流经电极的电子1.204×1023个

D.电池正极发生MnO2得电子氧化反应

例3、Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是（）

A．Mg电极是该电池的正极

B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应

C．石墨电极附近溶液的pH增大

D．溶液中Cl－向正极移动

例4、某原电池总反应离子方程式为2Fe3++ Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是（）

A.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为FeSO4溶液

B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液

C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3

D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4

例5、如图，有关零排放车载燃料电池叙述正确的是（）

A．正极通入H2，发生还原反应

B．负极通入H2，发生还原反应

C．导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移向负极

D．总反应式为2H2+O2= 2H2O

7、原电池的应用：

①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。

②比较金属活动性强弱。

③设计原电池。

④金属的腐蚀。

【例题解析】

例6、根据下列事实，①②

③④由Y、W电极组成的原电池、电极反应为：

可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是：

A、 B、

C、D、

例7、根据下列事实:①A+B2+=A2++B;②D+2H2O=D(OH)2+H2↑;③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2++2e-=E,B-2e-=B2+。由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是( )。

A.D2+＞A2+＞B2+＞E2+

B.A2+＞B2+＞D2+＞E2+

C.D2+＞E2+＞A2+＞B2+

D.E2+＞B2+＞A2+＞D2+

△例8、下图实验为研究金属腐蚀的实验，下列相关说法正确的是（）

A．食盐水中有气泡逸出

B．铁表面的反应为Fe-3e＝Fe3+

C．红色首先在食盐水滴的中心出现

D．该实验研究的是金属的吸氧腐蚀

8、化学电源基本类型：（课本内反应必须能自己分析彻底）

①干电池：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。如：Cu－Zn原电池、锌锰电池。

②充电电池：两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。

③燃料电池：两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂（KOH等）。

***原电池电极反应书写练习***

（1）C2H5OH燃料电池（电解质：NaOH溶液）

负极：正极：

总反应：

pH：正极负极总体系（填“增大”“减小”或“不变”）（2）C2H5OH燃料电池（电解质：稀硫酸）

正极：负极：

总反应：

（3）甲烷燃料电池（电解质：熔融碳酸盐）

正极反应：负极反应：

总电池反应：

（4）甲烷燃料电池（电解质：固体电解质：高温下能传导O2-）

负极反应：正极反应：

总电池反应：

（5）Mg-Al-NaOH溶液

负极反应：正极反应：

总离子反应：

（6）Fe-Cu- NaOH溶液

负极反应：正极反应：

总化学反应方程式：

经典例题：

一、选择题

1．在铜—锌—硫酸构成的原电池中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是①锌片溶解32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出1 g H2④铜片上析出1 mol H2 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

2．在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( ) A．溶液中的SO42－浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片

C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出

3．如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )

A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y

B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn

C．若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y

D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应

4．某同学制作一个原电池，电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+ Zn2++Cu，它的组成是( )

A．Cu为正极，Zn为负极，CuCl2为电解质溶液

B．Cu为正极，Zn为负极，ZnCl2为电解质溶液

C．Zn为正极，Cu为负极，CuCl2为电解质溶液

D．Zn为正极，Cu为负极，CuSO4为电解质溶液

5．下列关于实验现象的描述不正确的是( )

A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加

C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁

D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加快

6．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( )

7．理论上不能设计为原电池的化学反应是( )

A．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0

B．HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH<0

C．2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH<0

D．2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq) ΔH<0

8.下列叙述中正确的是( )

A.原电池的负极发生得电子的还原反应

B.原电池中较活泼的金属作正极

C.原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成

D.原电池中发生氧化反应的电极是负极

9.下列装置可以构成原电池的是( )

10.下列有关能源的说法错误的是( )

A.风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源

B.在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源

C.月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核能的重要原料

D.原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源

11．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成下图的装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X 棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的( )

编号X Y Z

A Zn Cu 稀硫酸

B Cu Zn 稀硫酸

C Cu Ag 硫酸铜溶液

D Ag Zn 硝酸银溶液

12．有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连结起来浸入某电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈。将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出，据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )

A．d、a、b、c B．b、a、d、c C．d、b、a、c D．d、c、a、b 13.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

①两烧杯中铜片表面均无气泡产生②甲中铜片是正极，乙中铜片是负极③两烧杯中溶液的c(H＋)均减小④产生气泡的速率甲比乙慢

⑤甲中SO2－4向Zn片移动，H＋向Cu片移动⑥乙中电流从Cu片流向Zn片⑦甲乙两烧杯中Cu片的质量均不变

A.①②③ B．③⑤⑦ C．④⑤⑥ D．②③④⑤⑦

14．某原电池反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法中正确的是 ( ) A．用HNO3作电解质溶液 B．用锌作原电池正极C．用铁作负极，铁的质量不变 D．用铜作原电池正极

15．下列关于原电池说法正确的是( )

A．由Al、Mg、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋

B．由Al、Mg、NaOH组成的原电池，其负极反应式为Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3↓

C．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋

D．由Fe、Cu、FeCl3组成的原电池，其正极反应式为Cu－2e－===Cu2＋

二、非选择题

16.a. 原电池是直接把化学能转化为电能的装置．

（1）如图1所示：①在Cu-Zn原电池中，Zn极发生______反应（填“氧化”或“还原”）．写出电极反应式______．

Cu极为______极；发生的电极反应为______．

②外电路中，电子流向______极；内电路溶液中，SO42-移向______极．

（2）请根据化学反应：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计原电池，在图2方框内画出实验装置图，并写出电极反应．负极反应式为：；正极反应式为：．

b．请写出甲醇（CH3OH）和空气组成的燃料电池的电极反应方程式。

（1）当电解质溶液为稀硫酸时，其正电极反应式为，负极反应式为。

（2）当电解质溶液为KOH时，其正电极反应式为，负极反应式为。

17.如图所示的原电池,一段时间后某极析出1.28 g的固体。回答下列问题:

(1)正极是(填“锌”或“银”),发生反应。

(2)正极的电极反应式为。

(3)上述过程中共转移电子mol。

(4)锌片的质量(填“增加”或“减少”) g。

参考答案

一、选择题

1.A

2.D

3.C

4.A

5.C

6.A

7.B

8.D

9.C

10.D

11.D

12.A

13.B

14.D

15.C

二、非选择题

16.a.（1）①氧化；Zn-2e-=Zn2+；正； 2H++2e-=2H2↑；②正；负；

（2） Cu-2e-=Cu2+， 2Fe3++2e-=2Fe2+，

则原电池装置图可设计为：

b．(1)3O2 + 12H+ + 12e- ═ 6H2O；2CH3OH + 2H2O - 12e- ═ 2CO2 + 12H+

(2)3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH-；2CH3OH + 16OH- - 12e- = 2CO32- + 12H2O

17.(1)银还原 (2)Cu2++2e-Cu (3)0.04 (4)减少 1.30