2022届高考化学一轮复习 常考题型66 原电池原理基础题（含解析）.docx

1、原电池原理基础题注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上一、单选题（共13题）1把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若A、B相连时，B上电压高；C、D相连时，C溶解；A、C相连时，溶液中H+移向C；B、D相连时，电子由D经导线流向B；则此四种金属的活动性由强到弱的顺序为AACDBBABCDCCABDDBACD2下列关于下图所示原电池装置的叙述不正确的是A铜片是正极B锌片质量逐渐减少C氢离子在铜片表面被氧化D电子从锌片经导线流向铜片3我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反

2、应为：4A1+3O2+6H2O=4Al(OH)3，下列判断正确的是A该电池通常只需要更换铂网就可继续使用B正极反应为：O2+H2O+2e-=2OH-C铂电极做成网状，可增大与氧气的接触面积D电池工作时，电子由铂网沿导线流向铝板4以CH4 (g)为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀H2SO4作电解质溶液，其负极电极反应方程式为A2H+ 2e- = H2BCH4-8e-+2H2O=CO2+8H+C2OH-2e-=O2+ H+DCH4+4e-=C+ H+5某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是Aa和b不连接时，铁片上不会有金属铜析出Ba和b用导线连按时，负极发生的电极反应式：C无论

3、a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b连接时，铜片上发生氧化反应6一种以氨气的催化氧化反应为原理设计的原电池装置，其工作原理如图。下列说法不正确的是 APt()电极为正极B理论上消耗的NH3与O2的物质的量之比为43C原电池工作时，电子由Pt()电极经外电路流向Pt()电极DPt()电极的电极反应式为2NH3+6e-+6OH-=N2+6H2O 7CH3OH和O2构成的质子交换膜燃料电池的结构如图所示，电池总反应为。下列说法不正确的是A电极d是正极，发生还原反应B电极c的电极反应式为C当外电路中转移2mol电子时，消耗11.2L氧气D利用该装置将化学能转化为电能8一种微

4、生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是Aa电极是该电池的正极B电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极Cb电极发生还原反应DH由右室通过质子交换膜进入左室9锌空气电池(如图所示)是金属空气电池的一种，电解质溶液为KOH溶液，下列说法正确的是A电池的总反应为：2Zn+O2+2H2O+4OH-=2Zn(OH)B当电路中有0.04mol电子通过时，有0.224LO2参与反应C正极区溶液的pH减小，负极区溶液的pH增大D电池工作时，外电路电子流动方向：石墨电极Zn电极10某小组为研究原电池原理，设计如图装置。下列叙述正确的是Aa和b不连接时，铁片上会有H2产生Ba和b用导线连接时，铁片上发生

5、的反应为Cu2+2e-=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b用导线连接时，电子由a流向b11某原电池的总反应的离子方程式是2Fe3+Cu=2Fe2Cu2，则该反应的原电池组成正确的是选项ABCD正极CuCuCFe负极FeFeCuCu电解质溶液CuCl2FeCl3FeCl3FeCl3AABBCCDD12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，下列有关叙述正确的是A铜电极上发生氧化反应B锌电极上发生氧化反应C电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小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13某新型电池可净化废水，同时

6、还能获得能源或有价值的化学产品，其工作原理如图所示，下列叙述错误的是A该电池左室电极为负极B左池消耗的S2-与右池消耗的NO的物质的量之比为5：8CH+通过质子膜从左向右迁移D正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高二、填空题（共6题）14如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，请回答下列问题。(1)若a电极材料为碳、b溶液为溶液，则正极的电极反应式为_，当有1.6g负极材料溶解时，转移的电子为_。(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，电流表的指针也会偏转，则电子的流向为_填电极材料，下同)，溶液中的向_极移动。(3)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的示意图如上，则

7、该燃料电池工作时，负极的电极反应式为_，电池的总反应方程式为_。15新一代锂二次电池体系和全固态锂二次电池体系是化学、物理等学科的基础理论研究与应用技术的前沿。(1)Li-CuO二次电池的比能量高、工作温度宽。Li-CuO二次电池中，金属锂作_极。比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，用来衡量电池的优劣，则Li、Na、Al分别作为电极时比能量由大到小的顺序为_。(2)通过如下过程制备CuO：“过程II”产生Cu2(OH)2CO3的离子方程式为_。(3)某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，Y极发生的电极反应式为_。(4)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示。电极A上C

8、O参与的电极反应式为_。(5)某种燃料电池的工作原理示意如图所示，a、b均为惰性电极。假设使用的“燃料”是氢气(H2)，则b极的电极反应式为_。假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH)，则a极的电极反应式为_。如果消耗甲醇160g，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为_(用NA表示)。16为解决化石能源面临的困境，人们大力开发新能源。(1)氢气是未来非常理想能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作激光用使海水分解得到氢气的新技术：2H2O2H2+O2。制得的氢气可用于燃料电池、合成氨工业。分解海水时，_能转变为_能。生成的氢气用于燃料电池时，_能转变为_能

9、。(2)利用下列反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+设计一个原电池，请选择适当的材料和试剂。在方框中画出设计的原电池示意图_ 。负极反应式：_。溶液中Fe3+向_极移动(填“正”或“负”)。17I.如图所示是原电池的装置图。请回答：(1)若C为稀H2SO4，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液酸性将_(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A(正极)极材料为_，B(负极)极材料为_，溶液C为_。.如图为甲烷燃料电池原理示意图。(3)甲烷通入的一极为电源

10、的_极，该电极反应式：_。(4)当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气体积在标准状况下为_L。18某反应中反应物与生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。(1)将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：图中X溶液是_。石墨电极上发生的电极反应式为_。原电池工作时，盐桥中的_(填“K”或“Cl”)不断进入X溶液中。(2)将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题：M是_极；图丙中的线是_的变化。当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入_L 5 molL1NaOH溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全。

11、(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe2NaOH2H2ONa2FeO43H2，则电解时阳极的电极反应式是_。高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠，该反应的离子方程式为_。19燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。(1)以多孔铂为电极，如图甲装置中A、B口分别通入CH3CH2OH和O2构成乙醇燃料电池，则b电极是_(填“正极”或“负极”)，该电池的负极电极反应式为_。(2)科学家研究了转化温室气体的方法，利用图乙所示装置可以将CO2转化为气体燃料

12、CO，该电池负极反应式为_，(3)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为硫酸。该电池总反应式为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。(已知：硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上)该蓄电池放电时，电解质溶液中阴离子移向_(填“正极”或“负极”)；正极附近溶液的酸性_(填“增强”“减弱”或“不变”)，当外电路通过1 mol电子时，理论上正极板的质量增加_g。参考答案1A【详解】把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若A、B相连时，B上电压高，B为正极，A为负极，则金属活动性AB；C、D相连时C溶解，说明C为负极，则金属活动性

13、CD；A、C相连时，溶液中H+移向C，正极带负电，C为正极，则金属活动性AC；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则金属活动性DB，从而得出此四种金属的活动性由强到弱的顺序为A C DB；综上所述故选A。2C【分析】Zn、Cu和稀硫酸溶液构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e-Zn2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H+2e-=H2，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu，阴离子移向负极Zn，以此解答该题。【详解】AZn，Cu及硫酸铜溶液构成的原电池中，活泼金属锌做负极，金属铜做正极，故A正确；BZn，Cu及硫酸铜

14、溶液构成的原电池中，活泼金属锌做负极，故B正确；C氢离子在铜片表面得到电子，被还原，故C错误；D锌是负极，电子从锌片经导线流向铜片，故D正确。故选C。3C【详解】略4B【详解】略5C【详解】Aa、b不连接，没有形成闭合回路，不是原电池装置，因此在铁棒上发生置换反应，铁片上有金属铜析出，故A错误；B用导线连接a、b时，形成闭合回路，构成原电池装置，铁比铜活泼，铁作负极，发生的电极反应为，故B错误；C根据选项A、B的分析，铁片都会溶解，溶液均从蓝色逐渐变为浅绿色，故C正确；Da和b连接时，铜片为正极，根据正极反应式，正极上发生还原反应，故D错误；故选C。6D【详解】A据图可知Pt()电极上O2转化

15、为H2O，发生还原反应，所以为正极，A正确；B据图可知NH3转化为N2，N元素化合价升高3价，O2转化为H2O，一个O2分子整体降低4价，根据电子守恒可知理论上消耗的NH3与O2的物质的量之比为43，B正确；CPt()电极为正极，Pt()电极上NH3被氧化为N2，所以为负极，电子由负极流向正极，即由Pt()电极经外电路流向Pt()电极，C正确；DPt()电极上NH3失电子被氧化为N2，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，D错误；综上所述答案为D。7C【分析】根据电子流向可知电极c为负极，电极d为正极，所以左侧通入甲醇，右侧通入氧气。【详解】A根据分析，电极d为正极，得电子发

16、生还原反应，A正确；B电极c为负极，甲醇失电子被氧化，据图可知有氢离子产生，所以电极反应式为，B正确；C未注明温度和压强，无法确定气体的体积，C错误；D该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，D正确；综上所述答案为C。8C【详解】Aa电极上，苯酚转化为CO2，C元素的化合价升高，发生氧化反应，故a电极是该电池的负极，A项错误；Ba电极为负极，b电极为正极，则电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极，B项错误；Cb电极上，转化为N2，N元素化合价降低，发生还原反应，C项正确；D阳离子向电池正极移动，b电极为正极，故H由左室通过质子交换膜进入右室，D项错误；答案选C。9A【分析】Zn为活泼金属，放

17、电时被氧化作负极，石墨电极上空气被还原，作正极。【详解】A电池总反应即为氧气氧化Zn，电解质溶液显碱性，所以会生成Zn(OH)，方程式为2Zn+O2+2H2O+4OH-=2Zn(OH)，A正确；B未注明温度和压强，无法计算气体的体积，B错误；C正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，pH增大，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，pH减小，C错误；D原电池工作时电子由负极经导线流向正极，即Zn电极石墨电极，D错误；故选A。10C【详解】Aa和b不连接时，不能构成原电池，铁片直接与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以铁片上会有金属铜析出，故A错误；Ba和b用导线连接时，构成原电池，铁是

18、负极，铁片上发生氧化反应，电极反应为：Fe-2eFe2+，故B错误；C无论a和b是否连接，铁片均会失电子生成亚铁离子，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，故C正确；Da和b相连构成原电池，铁是负极、铜是正极，电子由铁流向铜，电子由b流向a，故D错误；故选C。【点睛】原电池中失电子发生氧化反应的一极是负极，得电子发生还原反应的一极是正极；工作时电子由负极经外电路流向正极；溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极。11C【分析】原电池总反应离子方程式为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，Cu失去电子，为原电池的负极，正极为比Cu不活泼的金属或非金属，电解质为氯化铁或硫酸铁，据此分析判断。【详解】根据原电池总

19、反应离子方程式为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，负极上铜失电子发生氧化反应，正极上铁离子得电子发生还原反应，所以负极材料应该是铜，正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨，电解质溶液可以是氯化铁或硫酸铁，只有C符合，故选C。12B【详解】A铜锌原电池，锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；B铜锌原电池，锌作负极，锌失去电子被氧化转变为锌离子，B正确； C原电池工作时，锌离子透过阳离子交换膜向乙池移动，甲池的c(SO42)不参加反应、且就在甲池内，故浓度不变，故C错误；D 由于中间存在阳离子交换膜，只有阳离子能通过，即锌离子通过阳离子交换膜进入乙池，阴离子不能通过，故D错误；答

20、案为B。13D【分析】左侧电极上S2-转化为SO，S元素被氧化，所以左侧电极为负极，右侧电极上NO转化为N2，N元素被还原，所以右侧为正极。【详解】A侧电极上S2-转化为SO，S元素被氧化，所以左侧电极为负极，A正确；BS2-转化为SO，S元素化合价升高8价，NO转化为N2，N元素化合价降低5价，根据电子得失守恒可知左池消耗的S2-与右池消耗的NO的物质的量之比为5：8，B正确；C原电池中阳离子由负极流向正极，即H+通过质子膜从左向右迁移，C正确；D负极的电极反应为：S2-+4H2O-8e-= SO+8H+，正极电极反应式为2 NO+12H+10e-=N2+12H2O，则正极区溶液的pH升高、

21、负极区溶液的pH降低，D错误；综上所述答案为D。14 铜(或)铁(或) 铜(或) 【详解】(1)若a电极材料为碳、b溶液为FeCl3溶液，则该原电池中自发进行的氧化还原反应为2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+，所以铜电极为负极，碳电极为正极，电极反应式为Fe3+e-=Fe2+；负极反应为Cu-2e=Cu2+，1.6gCu的物质的量为，所以转移电子0.05mol，故答案为：Fe3+e-=Fe2+；0.05；(2)若a电极材料为铁、b溶液为浓硝酸，由于Fe在浓硝酸中发生钝化，所以总反应为铜和浓硝酸的反应，铜被氧化，所以铜电极为负极，铁电极为正极，原电池中电子从负极经导线流向正极，即从铜电极铁电极；

22、电解质溶质中阴离子流向负极，所以向铜电极移动，故答案为：铜(或)铁(或)；铜(或Cu)；(3)液氨-液氧燃料电池的总反应为，负极反应为，故答案为：；。15负 LiAlNa 2+10e-+6H2O=N2+12OH- CO-2e-+=2CO2 O2+4e-+2H2O=4OH- CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O 30NA 【详解】(1)Li为活泼金属，放电时被氧化，金属锂为负极；1gLi可以转移mol电子，1gNa可以转移mol电子，1gAl可以转移mol电子，所以比能量由大到小的顺序为LiAlNa；(2)根据流程可知过程中碳酸钠溶液和硫酸铜溶液反应得到Cu2(OH)2CO3，根据电子守恒和

23、元素守恒可得离子方程式为；(3)据图可知该装置工作时，Y电极上NO得电子被还原为N2，电极反应式为2+10e-+6H2O=N2+12OH-；(4)据图可知CO在电极A上被氧化，结合迁移到负极的CO生成CO2，电极反应式为CO-2e-+=2CO2；(5)根据电子流向可知a为原电池负极，b为原电池正极；氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为正极，所以b电极上氧气被还原，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；甲醇燃料电池中，通入甲醇的一极为负极，所以a电极上甲醇被氧化，电解质溶液显碱性，生成碳酸根，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；160g甲醇的物质的量为=5mol，根据电极反

24、应式可知转移30mol电子，个数为30NA。16太阳 化学 化学 电能 Fe-2e-= Fe2+ 正 【详解】(1)太阳能产生的激光分解水生成氢气和氧气，太阳能转化为光能、光能转化为化学能；生成的氢气用于燃料电池，是将化学能转化为电能，所以分解海水时，太阳能能转变为化学能。生成的氢气用于燃料电池时，化学能能转变为电能，故答案为：太阳；化学；化学；电能；(2)根据反应可知Fe应为负极，被氧化，正极可为C、Cu等，电解质溶液含有Fe3+，可为氯化铁或硫酸铁等，装置图为，故答案为：；Fe为负极，失电子变成Fe2+，电极反应式为：Fe-2e-= Fe2+，故答案为：Fe-2e-= Fe2+；阳离子向正

25、极移动，即溶液中Fe3+向正极移动，故答案为：正。172H+2e=H2 减弱 石墨(答案合理即可) Cu FeCl3溶液(答案合理即可) 负 CH48e+10OH=+7H2O 11.2 【分析】根据原电池中发生自发的氧化还原反应，且负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合反应原理解题。【详解】I. (1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H+2e-H2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，酸性将减弱，故答案为：2H+2e=H2；减弱；(2)将Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，根据反应中元

26、素化合价的变化判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可，溶液C中含有Fe3+，如FeCl3溶液等，故答案为：石墨(答案合理即可)；Cu；FeCl3溶液(答案合理即可)；. (3)甲烷失去电子，则甲烷通入的一极为电源的负极，负极反应为CH48e+10OH=+7H2O，故答案为：负；CH48e+10OH=+7H2O；(4)当电路中累计有 2mol 电子通过时，由O2+4e+2H2O=4OH可知，消耗的氧气体积在标准状况下为22.4L/mol=11.2L，故答案为：11.2。【点睛】本题难点是原电池正负极的判断，通常判断方法有：一般

27、金属活泼性较强的为负极；发生氧化反应的电极为负极；电子流出的极为负极；溶解的电极为负极；有金属析出或气体生成的极为正极等。18FeCl3 Fe3+e = Fe2+ K 负 Fe2+ 2.8 Fe8OH6e=4H2O 2Fe(OH)33ClO4OH=23Cl5H2O 【详解】(1)根据图中信息，甲为原电池，铜为负极，石墨为正极，三种溶液FeCl2、FeCl3、CuCl2，只有铜和FeCl3反应，因此X溶液是FeCl3溶液；故答案为：FeCl3。石墨是正极，其铁离子得到电子变为亚铁离子，因此电极上发生的电极反应式为Fe3+e = Fe2+；故答案为：Fe3+e = Fe2+。原电池工作时，根据离子

28、“同性相吸”移动方向，因此盐桥中的K不断向正极移动即进入FeCl3溶液中；故答案为：K。(2)上述反应设计成的电解池，则铜失去电子变为铜离子，铁离子反应生成亚铁离子，因此M是负极，N为正极；故答案为：负。在电解过程中有铜离子生成，则铜离子的物质的量从零逐渐增大，因此为Cu2+，图表示的金属离子的物质的量减少，则为Fe3+，因此图丙中的线是Fe2+的变化；故答案为：Fe2+。当电子转移为2mol时，溶液中有1mol Cu2+，3mol Fe2+，2mol Fe3+，要将沉淀完全，则需要的n(NaOH)=1mol2+3mol2+2mol3=14mol，向乙烧杯中加入5 molL1NaOH溶液的体积

29、；故答案为：2.8。(3)高铁酸钠电解原理是Fe2NaOH2H2ONa2FeO43H2，则电解时阳极的电极反应式是Fe8OH6e=4H2O；故答案为：Fe8OH6e=4H2O。强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和水，其反应的离子方程式为2Fe(OH)33ClO4OH=23Cl5H2O；故答案为：2Fe(OH)33ClO4OH=23Cl5H2O。19正极 CH3CH2OH16OH12e=2 11H2O 2H2O4e=4HO2 负极 减弱 32 【详解】(1)根据题意，燃料作负极，氧化剂作正极，B口通入O2，则b电极是正极，该电池的负极电极反应式为CH3CH2OH16O

30、H12e=2 11H2O；故答案为：正极；CH3CH2OH16OH12e=2 11H2O。(2)根据图乙中电子转移分析出M为负极，N为正极，电池负极是H2O变为O2，其电池负极的反应式为2H2O4e=4HO2；故答案为：2H2O4e=4HO2(3)铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为硫酸。该电池总反应式为PbO24HPbSO42H2O，因此正极附近溶液的酸性。(已知：硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上)该蓄电池放电时，根据电解质溶液中离子移动是“同性相吸”原则，因此阴离子移向负极；正极电极反应式为PbO22e4HPbSO42H2O，因此正极附近溶液的酸性减弱，根据方程式转移2mol电子，正极由1mol PbO2变为1mol PbSO4，增加的质量相当于1molSO2即64g，因此当外电路通过1 mol电子时，理论上正极板的质量增加32g；故答案为：32。