第17题 原电池-2023年7月浙江省普通高中学业水平考试化学分题系列（解析版）

浙江省普通高中学业水平考试选择题-第17题-原电池【题前知道】1、电极判断的方法负极：一般是活泼的金属，失去电子，发生氧化反应。正极：一般是碳棒或是不活泼的金属或金属铂，不参与反应，溶液中的离子或是通入的氧化性的物质参加反应，发生还原反应。2、电极方程式的书写（一般写离子方程式）：先写出总离子方程式，判断是酸性电池还是碱性电池（电解质溶液是酸性的就是酸性电池，碱性的就是碱性电池）酸性电池：负极反应的物质是还原剂+失去电子（数目是化合价升高的数目）=生成物是氧化产物，有可能有H+生成。正极反应物是氧化剂（H+要参加反应）+得到电子（数目是化合价降低数目）=还原产物。碱性电池：负极反应物是还原剂+失去的电子（数目是化合价升高的数目）=氧化产物+OH-正极反应物是氧化剂+OH-+得到的电子（数目是化合价降低数目）=还原产物。3、方向问题：电子流动方向从负极→导线→用电器→正极。电流流动方向与电子流动方向相反。电解质溶液中离子流动的方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（正极表面有大量的电子带负电荷，吸引带正电荷的阳离子，异性相吸的原理）。能量的转变化学能转变为电能。4、简单的电极产物的计算原则：正、负极得失电子相等。金属的电化学腐蚀的原理，负极金属如铁单质失去电子变成金属阳离子Fe2+，吸氧腐蚀正极(主要的腐蚀)：O2+4e-+2H2O=4OH-，析氢腐蚀：2H++2e-=H2。最后生成铁锈Fe2O3·nH2O。【真题回顾】1.（2022年7月浙江学考）常见的锌锰干电池构造示意图如图所示，下列说法不正确的是 A.该电池属于一次电池B.电池工作时，锌筒作负极，电极反应式为Zn-2e−=Zn2+C.电池工作时，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒D.电池工作时，电能转化为化学能【答案】D【解析】A．锌锰干电池属于一次电池，故A正确；B．电池工作时，锌筒作负极，电解液呈酸性，电极反应式为Zn-2e−=Zn2+，故B正确；C．电池工作时，锌为负极、碳棒为正极，电子由锌筒流出经过外电路流向石墨棒，故C正确；D．电池工作时，化学能转化为电能，故D错误；选D。2.（2021年7月浙江学考）某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，装置如图，实验所得数据如下：实验编号水果种类电极间距离/cm电流/μA1番茄198.72番茄272.53苹果227.2电池工作时，下列说法不正确的是 A.化学能主要转化为电能B.负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+C.电子从锌片经水果流向铜片D.水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响【答案】C【解析】A．电池工作时(原电池)为将化学能转化为电能的装置，故A正确；B．由图示分析可知，Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，即负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2+，故B正确；C．电子从锌片经导线流向铜片，而不能经水果流向铜片，故C错误；D．由表中的数据分析可知不同的水果以及同种水果间距离的不同，则电流的大小也不同，所以水果种类和电极间距离对电流的大小均有影响，故D正确；答案选C。【题中展示】1．某原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是A．铜片为负极B．锌片发生氧化反应C．该装置能将电能转化成化学能D．电子由铜片通过外电路流向锌片【答案】B【解析】A.铜片为正极，故A错误；B.锌片为负极，发生氧化反应，故B正确；C.该装置能将化学能转化成电能，故C错误；D.电子由负极(锌片)通过外电路流向正极(铜片)，故D错误。综上所述，答案为B。2．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，示意图如图。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碱性增强D.溶液中Cl－向正极移动【答案】C【解析】A项，组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，不是正极，故A错误；B项，双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为氢氧根离子，发生还原反应，故B错误；C项，双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为氢氧根离子，电极反应为，H2O2+2e-=2OH-，故溶液pH值增大，故C正确；D项，溶液中Cl－移动方向与同外电路电子移动方向一致，应向负极方向移动，故D错误；故选C。3．如图是化学课外活动小组设计用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是A.铜片为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2+产生B.其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”C.如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将改变D.如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光【答案】B【解析】A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，正极反应式为2H+＋2e-=H2↑，有气泡冒出，Cu不参与反应，溶液不变蓝，故A错误；B项，该装置为原电池，将太阳能→电能，灯泡发光，电能→光能，故B正确；C项，锌片换成铁片，铁比铜活泼，铁作负极，电流方向不改变，故C错误；D项，柠檬汁中含有电解质，根据原电池的构成条件，稀硫酸换成柠檬汁，LED灯发光，故D错误；故选B。4．Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2==Fe＋2Li2S。下列说法正确的是A.Li为电池的正极 B.电池工作时，Li＋向负极移动C.正极的电极反应式为FeS2＋4e－=Fe＋2S2－D.将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好【答案】C【解析】根据总反应得到，Li为还原剂，在反应中失电子，所以Li是负极，A错误；原电池的电解质溶液内阳离子应该向正极移动，B错误；正极为FeS2得电子，生成物为单质铁，考虑到电解质为熔融的盐，可以认为生成的Li2S熔融电离为S2-，所以方程式中写成S2-，C正确；单质Li与水反应，所以不可以用任何水溶液作为电解质，D错误。5.将纯锌片和纯铜片按图甲、乙所示方式插入同浓度同体积的稀硫酸中一段时间，下列叙述中正确的是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.两烧杯的溶液中H+浓度均减小D.乙装置中化学能转化为电能【答案】C【解析】根据原电池的形成条件，甲是原电池，总反应为：Zn+2H+=Zn2++H2↑;乙没用导线将两金属片相连，不能形成原电池，只能在锌片上发生置换反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑;分析可知，甲中铜片上有气泡产生，乙中锌片上有气泡产生。6.如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是A.铜片表面有气泡生成B.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C.如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D.如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变【答案】C【解析】铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，故Cu片上有气泡生成，A正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，B正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，导线中会有电子流动，C错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正极，电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，D正确。答案：C7.现有M、N、P、E四种金属，已知：①M+N2+=N+M2+②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2++2e—=E，N-2e—=N2+，则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是A.P>M>N>EB.E>N>M>PC.P>N>M>ED.E>P>M>N【答案】A【解析】由①知，金属还原性：M>N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属还原性：P>M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属还原性：N>E。8.如图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是A.锌片逐渐溶解B.烧杯中溶液逐渐呈蓝色C.电子由铜片通过导线流向锌片D.Zn为正极，Cu为负极【答案】A【解析】在该原电池中，Zn作负极，Zn溶解并失e-，在外电路中e-由Zn到Cu，在Cu电极表面，H+得e-生成H2，故Cu并没有参加任何反应，故A选项正确，B、C选项错误；锌的活动性大于铜，锌为负极Cu为正极，D选项错误。9.如图所示进行实验，下列说法不正确的是 A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察电流计指针发生偏转D.装置乙中负极的电极反应式：Zn-2e-=Zn2+【答案】B【解析】裝置甲的锌片与稀硫酸反应生成氢气，装置乙的锌、铜和稀硫酸构成原电池，在铜片上产生气泡，A正确甲装置把化学能转化为热能，乙装置把化学能转化为电能，B不正确；装置乙形成原电池，C正确；装置乙形成原电池，锌为负极，电极反应式为Zn—2e-=Zn2+，D正确.10.某实验兴趣小组按图装置实验后，所记录内容合理的是A.②③④B.①②④⑥C.①②④⑤D.②③⑤⑥【答案】B【解析】①Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，故①正确；②铜为正极，发生Cu2++2e—=Cu，铜板质量增大，故②正确；③原电池工作时，阴离子向负极移劾，故③错误；④电子由负极流向正极，即电子由Zn电极流向Cu电极，故④正确；⑤Zn电极发生氧化反应，故⑤错误；⑥正极发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e—=Cu，故⑥正确。11.如图所示装置，电流表指针发生偏转，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为稀硫酸B.A是Cu,B是Zn，C为稀硫酸C.A是Fe,B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D.A是Ag,B是Fe，C为稀AgNO3溶液【答案】D【解析】A极逐渐变粗，说明A极为原电池的正极，溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出；B极逐渐細，说明B极为原电池的负极，失去电子后变成离子进入溶液中A和B两项中的反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，则A选项中A极变细，B选项中A极不变。C和D两项的反应为Fe+2AgNO3=2Ag+Fe(NO3)2，其中C选项中A极变细，D选项中A极变粗。12.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是A.a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸B.b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D.b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸【答案】C【解析】Fe、C形成的原电池中，负极铁失去电子，成亚铁离子，由于a极上有大量气泡产生，所以反应为2H++2e-=H2↑，a为正板，是碳棒；b为负极，是铁片；电解质溶液为硫酸。13.将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是A.装置甲中铜片表面产生气泡B.装置甲溶液中SO42-向铜片做定向移动C.装置乙中电子从铜片经导线流向锌片D.装置乙中正极的电极反应式：2H++2e-=H2↑【答案】D【解析】甲没有形成原电池，铜为金属活动性顺序表H之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲娆杯中铜片表面没有气泡产生，故A错误；装置甲没有构成原电池，SO42-不定向移动，故B错误；锌为负极，电子从锌经导线流向钢，故C错误；铜为正极，正极上氢离子得到电子被还原生成氢气，故D正确。14.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是 A.该电池工作时电能转化为化学能B.该电池中电极a是正极C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD.该电池的总反应：2H2+O2=2H2O【答案】D【解析】燃料电池是将化学能转化为电能，A项不正确；a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极，B项不正确；外电路中电子由负极流向正极，阳由电极a通过导线流向电极b,C项不正确。15．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质，以C4H10为燃料，该电池工作原理如图。下列说法正确的是A．a为C4H10，b为CO2B．在熔融电解质中，CO32-向正极移动C．此电池在常温时也能工作D．通入丁烷的一极是负极，电极反应式为【答案】D【解析】A.燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边电极是负极、右边电极是正极，所以a为C4H10，b为O2，故A错误；B.原电池放电时，阴离子移向负极，故CO32-向负极移动，故B错误；C.电解质为熔融碳酸盐，需要在高温条件，在常温下不能工作，故C错误；D.通入丁烷的一极是负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，故D正确；答案选D。 16．一种子弹头形的纳米铜铂电池，它在稀溴水中能沿着铜极方向移动（如图），电池反应为：Cu+Br2=CuBr2。下列说法正确的是A．铜为电池的正极B．铂不断溶解C．电池工作时实现机械能向电能再向化学能转化D．稀溴水为电解质溶液【答案】D【解析】A．已知电池反应为：Cu+Br2=CuBr2，Cu失电子作负极，故A错误；B．Cu为负极，Cu逐渐溶解，铂为正极，正极上Br2得电子，铂不反应，故B错误；C．原电池中化学能转化为电能，机械能没有转化为电能，故C错误；D．Cu、Pt、稀溴水构成原电池，稀溴水为电解质溶液，故D正确；故选D。17.纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn+Ag2O=2Ag+ZnO。关于该电池下列叙述不正确的是A．正极的电极反应为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−B．Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应C．使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极D．使用时溶液中电流的方向是由Ag2O极流向Zn极【答案】D【解析】A．Ag2O被还原，Ag2O为正极，正极反应式为Ag2O+H2O+2e−=2Ag+2OH−，故A正确；B．Zn作负极失电子发生氧化反应，Ag2O作正极得电子发生还原反应，故B正确；C．Zn失电子作负极，Ag2O作正极，电子从负极流向正极，即电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，故C正确；D．使用时溶液中电流的方向(即内电路的电流方向)是由负极流向正极，即Zn极流向Ag2O极，故D错误。故选D。18．某兴趣小组设计的简易原电池装置如下图所示。该电池工作时，下列说法正确的是 A.锌片作正极B.碳棒上有气泡产生C.可将电能转化化学能D.电子由碳棒经导线流向锌片【答案】B【解析】A项，电池工作时，Zn失去电子，作负极，故A错误；B项，碳棒为正极，氢离子在正极上得到电子生成氢气，有气泡产生，故B正确；C项，原电池中化学能转化为电能，故C错误；D项，Zn为负极，电子由锌片经导线流向碳棒，故D错误；故选B。19．如图为番茄电池装置示意图，下列说法正确的是A.铜片上发生氧化反应B.电子由锌片通过导线流向铜片C.锌片质量减小，发生还原反应D.番茄中的阳离子移向锌片【答案】B【解析】A项，锌、铜和稀硫酸构成的原电池中，锌易失电子生成锌离子进入溶液而质量逐渐减少，铜电极上氢离子得电子生成氢气而产生气泡，所以铜片上发生还原反应，故A错误；B项，电子从负极锌沿导线流向正极铜片，故B正确；C项，锌易失电子发生氧化反应而作负极，锌易失电子生成锌离子进入溶液而质量逐渐减少，故C错误；D项，番茄中的阳离子移向正极即是铜片，故D错误。20．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A.O2在电极b上发生还原反应B.溶液中OH-向电极a移动C.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:5D.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O【答案】C【解析】A项，b电极为正极，氧气在电极b上得电子，发生还原反应，A正确；B项，原电池中阴离子在电解质溶液中向负极移动，则溶液中OH-向电极a移动，B正确；C项，NH3在负极失电子得N2，O2在正极得电子氧元素变为-2价，根据得失电子守恒有4NH3~12e-~3O2，则消耗NH3与O2的物质的量之比=4:3，C错误；D项，氨气在负极失电子得氮气，结合电解质溶液为KOH溶液写出负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D正确。故选C。21．有一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3—Na2O，O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是()A.瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB.电极b是正极，O2-由电极a流向电极bC.电极a的反应式为：CH4+5O2--8e-=CO32-+2H2OD.当固体电解质中有1molO2-通过时，电子转移4mol【答案】C【解析】A项，电池外电路中电子由负极流向正极，氧气得电子，b极为正极，电子由电极a流向电极b，A错误；B项，电极b氧气得电子，生成O2－，O2－由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错误；C项，甲烷所在电极a为负极，电极反应为CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2O，C正确；D项，1molO2得4mol电子生成2molO2－，故当固体电解质中有1molO2－通过时，电子转移2mol，D错误。故选C。22．几位同学用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示，下列说法不正确的是 实验编号水果种类电极间距离/cm电流大小/µA①西红柿198.7②西红柿272.5③苹果27.2A.该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响B.能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是②和③C.上述装置中，锌片作负极，电极反应为：Zn+2e-=Zn2+D.其他条件相同时，改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小【答案】C【解析】A项，实验①和②都是西红柿，电极间距离不同，电流大小不同；实验②和③电极间距离相同，水果种类不同，电流大小也不同，所以该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响，故A正确；B项，实验②和③电极间距离相同，水果种类不同，电流大小不同，表明水果种类对电流大小有影响，故B正确；C项，锌比铜活泼，锌做负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，故C错误；D项，其他条件相同时，改变电极插入水果的深度，改变了电极和电解质溶液的接触面积，可能影响水果电池电流大小，故D正确；故选C。23．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极B.Pt1电极附近发生的反应为：SO2＋2H2O－2e－＝H2SO4＋2H＋C.Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－D.相同条件下，放电过程中消耗SO2和O2的体积比为2∶1【答案】D 【解析】放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1电极为负极，则该电池放电时质子从Pt1电极移向Pt2电极，A错误；Pt1电极为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸，极反应为SO2＋2H2O－2e－＝SO2-4＋4H＋，硫酸应当拆为离子形式，B错误；酸性条件下，氧气得电子生成水,C错误；相同条件下，放电过程中：负极发生氧化反应：2SO2＋4H2O－4e－＝2SO2-4＋8H＋，正极发生还原反应：O2＋4e－＋4H＋＝2H2O，根据转移电子数相等规律可知：放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，D正确；故选D。24．“太阳水”电池装置如图所示，该电池由三个电极组成，其中a为TiO2电极，b为Pt电极，c为WO3电极，电解质溶液为pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法错误的是A．若用导线连接a、c,则a为负极，该电极附近pH减小B．若用导线连接a、c,则c电极的电极反应式为HxWO3-xe-=WO3+xH+C．若用导线先连接a、c,再连接b、c,可实现太阳能向电能转化D．若用导线连接b、c,b电极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O【答案】B【解析】A．用导线连接a、c，a极发生氧化，为负极，发生的电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，a电极周围H+浓度增大，溶液pH减小，故A正确；B．用导线连接a、c，c极为正极，发生还原反应，电极反应为WO3+xH++xe-=HxWO3，故B错误；C．用导线先连接a、c，再连接b、c，由光电池转化为原电池，实现太阳能向电能转化，故C正确；D．用导线连接b、c，b电极为正极，电极表面是空气中的氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故D正确；故答案为B。25．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是 A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池工作时，CO32-向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO32-【答案】D【解析】A选项，反应CH4＋H2O3H2＋CO，甲烷由-4加变为+4价，氢由+1价变为0价，则每消耗1molCH4转移8mol电子，故A错误；B选项，电解质中没有OH－，因此不可能在电极A发生H2＋2OH－－2e－=2H2O电极反应，故B错误；C选项，根据原电池“同性相吸”原理，电池工作时，CO32－向电极负极即A极移动，故C错误；D选项，电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－=2CO32－，故D正确；综上所述，答案为D。