课时小练3 原电池的工作原理(含答案)2025-2026学年高中化学苏教版选择性必修1

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名称 课时小练3 原电池的工作原理(含答案)2025-2026学年高中化学苏教版选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-11-23 16:00:59

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第二单元 化学能与电能的转化
课时小练3 原电池的工作原理
夯实基础
1 下列叙述正确的是(  )
①原电池是把化学能转化为电能的一种装置;②原电池的正极上发生氧化反应,负极上发生还原反应;③不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池的装置均可实现;④石墨棒不能用来作原电池的正极;⑤反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+,能以原电池的形式来实现
A. ①⑤  B. ①④⑤  C. ②③④  D. ②⑤
2 [泰州中学月度检测]某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正确的是(  )
注:盐桥中装有含饱和KCl溶液的琼脂
A. 电池工作中,盐桥中的Cl-向负极移动
B. 负极反应式:2H++2e-===H2↑
C. 工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
D. Fe作正极,发生氧化反应
3 如图是某同学设计的原电池装置,下列说法正确的是(  )
A. 电极Ⅰ上发生氧化反应
B. 电子的移动方向:电极Ⅰ→FeCl3溶液→盐桥→CuCl2溶液→电极Ⅱ
C. 该原电池的总反应式为Fe3++Cu===Cu2++Fe2+
D. 盐桥中K+向左侧移动,Cl-向右侧移动
4 某原电池的总反应的离子方程式是Fe+2Ag+===Fe2++2Ag,该原电池的组成正确的是(  )
选项 A B C D
正极 Fe Pt Ag Ag
负极 Ag Cu Fe Fe
电解质溶液 AgNO3 H2SO4 AgNO3 FeCl2
5 铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础,懂得原理才能真正做到举一反三,应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶,内含氯化钾。下列有关两种原电池的说法中,错误的是(  )
A. 原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+===Zn2++Cu
B. 原电池 Ⅱ 工作时,电子流向为ZnCu
C. 正极反应均为Zn-2e-===Zn2+,发生还原反应
D. 原电池 Ⅱ 工作时,盐桥中的K+向右侧烧杯移动,Cl-向左侧烧杯移动
6 采用铝-空气电池的新能源汽车一次性加注铝电极可行驶1 600 km,铝-空气电池是由铝合金电极、空气电极、中性或碱性水溶液构成的。下列有关说法正确的是(  )
A. 空气电极是负极
B. 电子由铝合金电极经电解质溶液流向空气电极
C. 负极的反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
D. 电池工作时铝合金电极不断被消耗
7 [苏州一中检测]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,示意图如图所示,该电池工作时,下列说法不正确的是(  )
A. Mg电极是该电池的负极
B. 溶液中Cl-向正极移动
C. 石墨电极附近溶液的pH增大
D. 若在石墨电极区加入一定量盐酸,则发生的电极反应式为2H++H2O2+2e-===2H2O
8 (1) 利用反应Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2设计成如图所示的原电池,回答下列问题。
①正极反应式:_______________________________;  
负极反应式:__________________________________。  
②图中X溶液的溶质是________(填化学式,下同),Y溶液的溶质是________。
③原电池工作时,盐桥中的________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2) 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。回答下列问题。
①反应开始时,乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为____________________________。甲中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为__________________________________。      
②电流计读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入FeCl2固体,则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极,该电极的电极反应式为_________
______________________________________________。
(3) 利用反应2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为__________________________。
提升素养
9 某学生设计下列装置,在制取某些物质A的同时,还能提供电能,可行的是(  )
选项 甲 乙 电解质溶液 物质A
A H2 Cl2 稀盐酸 HCl
B N2 H2 某可行溶液 NH3·H2O
C CO2 NH3 NaCl饱和溶液 NaHCO3
D Pb PbO2 H2SO4溶液 PbSO4
10 [无锡匡园双语期中]利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化,现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用如图所示装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法正确的是(  )
A. a极发生还原反应
B. 为了实现海水的淡化,隔膜1为阳离子交换膜
C. 电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比约为2∶1
D. 该装置内工作温度越高,海水淡化效果越好
11 依据Cd(Hg)+Hg2SO4===3Hg+Cd2++SO反应原理,设计出韦斯顿标准电池,其简易装置如图。下列有关该电池的说法正确的是(  )
A. 电池工作时Cd2+向电极B移动
B. 反应中每生成a mol Hg转移2a mol电子
C. 电极B上发生的反应:Cd(Hg)-4e-===Hg2++Cd2+
D. 电极A上发生的反应:Hg2SO4+2e-===2Hg+SO
12 [苏州一中检测]十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”,意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下,当该装置工作时,下列说法正确的是(  )
A. 盐桥中Cl-向Y极移动
B. 电路中流过7.5 mol电子时,共产生标准状况下N2的体积为16.8 L
C. 电流由X极沿导线流向Y极
D. Y极发生的反应为2NO+10e-+6H2O===N2↑+12OH-,周围pH增大
13 已知:向FeCl2溶液中滴加稀硝酸,溶液颜色由浅绿色变为棕黄色。某同学用此反应设计了如图所示原电池。
(1) 写出FeCl2与稀硝酸反应的离子方程式_____________________________
______________________________________________________________________。
(2) 图中电子流动方向为________(填“a”或“b”,下同)极到________极。
(3) 在乙烧杯中会观察到的现象为__________________________________,写出乙烧杯中的电极反应式____________________________________________。
(4) H+流向________(填“甲”或“乙”)烧杯,若一段时间内流向该烧杯的H+有0.05 mol,则消耗Fe2+________g。
(5) 该装置存在的缺点是____________________________________(写一点)。
14 [无锡锡山中学期中]人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中,电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中信息,回答下列问题。
(1) 直接提供电能的反应是放热反应,下列反应能设计成原电池的是________(填字母,下同)。
A. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B. NaOH与稀盐酸反应
C. 灼热的炭与CO2反应
D. H2与Cl2燃烧反应
(2) 将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100 mL 相同浓度的稀硫酸中一段时间。下列说法正确的是________。
a. 甲、乙均为化学能转变为电能的装置
b. 乙中铜片上没有明显变化
c. 甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少
d. 甲、乙两烧杯中c(H+)均减小
(3) 下图为甲烷-氧气燃料电池的构造示意图,电解质溶液的溶质是KOH。通O2的一极为______(填“正”或“负”)极,该电极反应式为___________________
______________________________________________________________________。
课时小练3 原电池的工作原理
1. A
2. A 根据原电池工作原理,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷,所以Cl-向负极移动,A正确;铁作负极,电极反应式:Fe-2e-===Fe2+,正极反应式为2H++2e-===H2↑,B错误;左烧杯中pH基本不变,右烧杯中消耗H+,c(H+)减小,pH增大,C错误;总电极反应式为Fe+2H+===Fe2++H2↑,铁作负极,发生氧化反应,D错误。
3. D 电极Ⅰ为原电池正极,其上发生还原反应,A错误;电子的移动方向:电极Ⅱ→导线→电极Ⅰ,B错误;该原电池的总反应式为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,C错误;盐桥中K+向正极移动,即向左侧移动,Cl-向负极移动,即向右侧移动,D正确。
 原电池的工作原理
把化学能转化为电能的装置,其本质是发生了氧化还原反应。
Ⅰ Ⅱ
电极名称 负极 正极
电极材料 锌片 铜片
电极反应 Zn-2e-===Zn2+ Cu2++2e-===Cu
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片
盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极
盐桥作用 ①连接内电路,形成闭合回路; ②平衡电荷,使原电池不断产生电流
4. C 
5. C 原电池Ⅰ和Ⅱ中,Zn为负极,Cu为正极,CuSO4为电解质溶液,工作原理都是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,A正确;在原电池中,负极锌失去电子,经外电路流向正极铜,B正确;正极反应为Cu2++2e-===Cu,发生还原反应,C错误;在原电池内部,阳离子移向正极,阴离子移向负极,装置Ⅱ中,右侧烧杯中的铜为正极,左侧烧杯中的锌为负极,所以盐桥中的K+向右侧烧杯移动,Cl-向左侧烧杯移动,D正确。
6. D 空气电极是原电池正极,A错误;电子不经过电解质溶液,电子由铝合金电极经导线流向空气电极,B错误;负极发生失去电子的氧化反应,电极反应为Al+4OH--3e-===[Al(OH)4]-,C错误;电池工作时,铝不断失去电子,导致铝合金电极不断被消耗,D正确。
7. B 镁、过氧化氢和海水形成原电池,镁失去电子,作负极发生氧化反应,过氧化氢作氧化剂在正极上发生还原反应,被还原,据此分析。Mg电极为负极,A正确;溶液中的阴离子向负极移动,B错误;过氧化氢作为氧化剂,在石墨上被还原变为OH-,电极反应为H2O2+2e-===2OH-,故溶液pH增大,C正确;加入的盐酸将正极生成的OH-中和生成水,D正确。
8. (1) ①Fe3++e-===Fe2+ Cu-2e-===Cu2+ ②FeCl3 CuCl2 ③ 阳 (2) ①氧化 2I--2e-===I2 还原 Fe3++e-===Fe2+ ②正 I2+2e-===2I- (3) O2+4e-+4H+===2H2O
9. A 甲为原电池的负极,乙为原电池的正极。H2和Cl2发生原电池反应生成HCl,H2通入负极,Cl2通入正极,A正确;H2和N2发生原电池反应生成NH3,N2通入正极,H2通入负极,B错误;CO2、NH3、NaCl饱和溶液反应生成NaHCO3,这是侯氏制碱法原理,是非氧化还原反应,不能提供电能,C错误;PbSO4是沉淀,生成的PbSO4附着在电极上,不容易分离和循环使用,D错误。
10. C a极上CH3COO-转化为CO2和H+,C元素被氧化,所以a极为原电池的负极,A错误;模拟海水中的Cl-需要移向负极,即a极,则隔膜1为阴离子交换膜,B错误;a为负极,CH3COO-失电子被氧化成CO2和H+,结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+,b极为正极,水溶液为酸性,所以H+得电子产生H2,电极反应式为2H++2e-===H2↑,所以当转移8 mol 电子时,正极产生4 mol气体,负极产生2 mol气体,正、负极产生气体的物质的量之比为4∶2=2∶1,C正确;工作温度越高,微生物的催化效果反而会降低,海水淡化效果不一定越好,D错误。
11. D 原电池中阳离子向正极移动,A为正极,则Cd2+向电极A移动,A错误;每生成3 mol Hg,转移2 mol电子,则每生成a mol Hg转移a mol电子,B错误;Cd(Hg)中Hg的化合价没有变化,仍为0价,则电极反应式为 Cd(Hg)-2e-===Cd2++Hg,C错误;在A极上,Hg2SO4得到电子生成Hg单质,电极反应式为Hg2SO4+2e-===2Hg+SO,D正确。
12. D 由图示可知,X极氨气失电子发生氧化反应生成氮气,则X是负极,处理垃圾渗透液的装置属于原电池装置,溶液中的阴离子移向负极,盐桥中Cl-向X极移动,A错误;电池总反应为5NH3+3NO===4N2+6H2O+3OH-,转移15 mol电子时生成4 mol N2,故电路中流过7.5 mol电子时产生2 mol N2,标准状况下的体积为44.8 L,B错误;电流由正极流向负极,即电流由Y极沿导线流向X极,C错误;Y是正极,NO得电子发生还原反应生成N2和OH-,故正极周围溶液的pH 增大,D正确。
13. (1) 3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O (2) a b (3) 生成无色气体,遇到空气变红棕色 4H++NO+3e-===NO↑+2H2O (4) 乙 2.8 (5) 正极生成的NO会污染空气
解析:(1) Fe2+与稀硝酸反应生成Fe3+、NO和水。(2) Fe2+在负极上失电子,则a为负极,b为正极,原电池中电子从负极流向正极,即电子从a极经导线流向b极。(3) b为正极,正极上NO得电子生成NO,则正极反应式为4H++NO+3e-===NO↑+2H2O;乙烧杯中NO得电子生成NO,NO遇到空气生成NO2,所以生成的无色气体会变为红棕色。(4) 原电池中,溶液中阳离子向正极移动,则H+流向乙烧杯,若一段时间内流向该烧杯的H+有0.05 mol,则外电路中转移电子为0.05 mol,负极反应式为Fe2+-e-===Fe3+,则消耗Fe2+为0.05 mol,其质量为0.05 mol×56 g/mol=2.8 g。(5) 正极反应式为4H++NO+3e-===NO↑+2H2O,正极产物NO为有毒气体,会污染空气。
14. (1) D (2) bd (3) 正 O2+2H2O+4e-===4OH-