第四章第一节原电池同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是
A．a电极为电池负极
B．电池工作时透过质子交换膜从右向左移动
C．b电极的电极反应：
D．当外电路中通过电子时，a电极处消耗
2．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．电极b上发生的反应式：O2+4e-+4H+=2H2O
C．电极a上发生的反应式：2H2S-4e-=S2↓+4H+
D．电路中每通过4mol电子，理论上在电极a消耗44.8LH2S
3．一种无需离子交换膜的新型氯流电池可用作储能设备(如图所示)，充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3。下列说法错误的是
A．充电时，电极b与直流电源的正极相连，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
B．放电时，化学能转化为电能，氯化钠溶液的浓度增大
C．若用该装置作为电解精炼铜的电源，则电极a与粗铜电极相连
D．放电时，外电路通过的电子的数目为1.204×1024，消耗的氯气的质量为71g
4．铜—锌原电池装置如图所示，电解质溶液为硫酸铜溶液，电池工作一段时间后，下列说法错误的是
A．锌电极上的反应为Zn-2e-=Zn2＋
B．溶液中的SO向锌电极移动
C．电子从锌电极经过硫酸铜溶液流向铜电极
D．铜电极质量增加
5．如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是
A．H+在电池工作时向O2所在的铂电极移动
B．电子由呼气的铂电极经外电路流向O2所在的铂电极
C．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
D．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+
6．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为，充放电过程中，正极发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。下列有关说法不正确的是
A．放电时的负极反应式为：
B．钴酸锂(LiCoO2)中钴元素的化合价为＋3
C．放电时正极发生LiCoO2转化为Li1-xCoO2的反应
D．放电时锂离子向正极移动
7．常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为0)，电池反应通常表示为。下列说法不正确的是
A．放电时储氢合金作负极
B．充电时储氢合金作阴极
C．充电时阴极周围c(OH-)减小
D．放电时负极反应：LaNi5H6＋6OH--6e-=LaNi5＋6H2O
8．有A、B、D、E四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为：E2++2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为
A．A﹥B﹥E﹥D B．A﹥B﹥D﹥E
C．D﹥E﹥A﹥B D．D﹥A﹥B﹥E
9．结合图示判断，下列叙述中，正确的是
A．(a)和(b)中正极均被保护
B．(a)和(b)中负极反应均是
C．(a)和(b)中正极反应均是
D．(a)和(b)中均向铁电极方向移动
10．新能源汽车是国家战略产业的重要组成部分，LiFePO4电池是能源汽车关键部件之一，电池工作时的总反应为LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6。充放电时，Li+在正极材料上脱嵌或嵌入，随之在石墨中发生了LixC6的生成与解离。放电工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．电池工作时，负极材料质量减少0.7 g，转移0.1 mol电子
B．放电时负极反应为LixC6-xe-=6C+xLi+
C．放电时，Li+通过隔膜移向负极，电子由电极a沿导线流向电极b
D．充电时，电极a与电源负极连接，电极b与电源正极连接
11．某燃料电池以乙醇为燃料，空气为氧化剂，强碱溶液为电解质组成，有关该电池的说法正确的是
A．放电时正极发生氧化反应
B．放电一段时间后，正极附近溶液的pH减小
C．放电时负极电极反应为：
D．消耗0.2mol乙醇，有1.2mol转移
12．如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法中正确的是
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中在负极发生反应的物质是O2
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
13．关于如图所示的原电池甲和乙，下列说法正确的是
A．甲、乙中铜片上均发生还原反应 B．两池中铁片均发生反应：Fe-2e-=Fe2+
C．装置甲中电子由Cu→灯泡→Fe D．两池所得Fe、Cu金属活泼性相反
14．如图所示，电流计指针发生偏转，同时A电极质量减少，B电极上有气泡产生，C为电解质溶液。下列说法错误的是
A．B电极为原电池的正极 B．C中阳离子向A极移动
C．A、B、C可能分别为、稀盐酸 D．A电极发生氧化反应
15．新型锂空气电池具有使用寿命长、可在自然空气环境下工作的优点。其原理如图所示(电解质为离子液体和二甲基亚砜)，电池总反应为，下列说法不正确的是
A．放电时电子由电极经外电路流入Li电极
B．放电时正极反应式为
C．充电时Li电极与电源的负极相连
D．碳酸锂涂层既能阻止锂电极的氧化又能让锂离子进入电解质
二、填空题
16．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请回答下列问题：
(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O=2Ag＋Zn(OH)2。
①工作时电流从_______极流向_______极(填“Ag2O”或“Zn”)。
②电极反应式：正极：_______，负极：_______。
③工作时电池正极区的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式为H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。电池放电时，负极反应式为_______，正极反应式为_______，正极附近溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
17．如图所示，甲池中电池反应式为，已知B电极质量不变，C、D为石墨电极，乙池中为200mL饱和NaCl溶液。
回答下列问题：
(1)A极为___________极(填“正”或“负”)，电极材料为___________，发生___________反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)写出乙池的电极反应式：
阳极反应式为___________；
阴极反应式为___________。
(3)A电极质量减少0.64 g时，此时乙池中电解液中c(OH-)=___________ mol·L-1(忽略反应过程中溶液体积的变化)，C电极上产生的气体在标准状况下的体积为___________L。
三、实验题
18．示意氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为该电池的工作原理示意图，该电池的电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
（1）氢氧燃料电池放电时能量转化形式主要是___，在导线中电子流动方向为___（用a、b表示）。
（2）负极的电极反应式为___。
（3）电极表面镀铂粉的原因是___。
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
I.
Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑
①反应I中的还原剂是___，反应Ⅱ中的氧化剂是___。
②已知LiH固体的密度为0.82g cm-3。用锂吸收224L（标准状况下）H2，生成的LiH的物质的量为___mol。
③将由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为___mol。
19．有甲、乙两同学想利用原电池反应验证金属的活泼性强弱，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将两电极放入6 mol/L 的H2SO4溶液中，乙同学将两电极放入6 mol/L的NaOH溶液中，装置如图所示。
(1)写出甲中正极的电极方程式：____；
(2)乙中负极材料为___________；总反应的离子方程式为__________。
(3)甲、乙两同学都认为“如果构成原电池的电极材料都是金属，则作负极的金属应比作正极的金属活泼”，则甲同学得出的结论是_____的活动性更强，乙同学得出的结论是_____的活动性更强。(填元素符号)
(4)由该实验得出的下列结论中，正确的是___(填字母)
A利用原电池反应判断金属活泼性强弱时应注意选择合适的电解质
B镁的金属性不一定比铝的金属性强
C该实验说明金属活泼性顺序表已经过时，没有实用价值
D该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．C
【分析】NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，氧气发生还原反应，故a为正极、b为负极；
【详解】A．由分析可知，a电极为电池正极，A错误；
B．原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时透过质子交换膜从左向右移动，B错误；
C．b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应：，C正确；
D．没有标况，不能计算氧气的体积，D错误；
故选C。
2．D
【详解】A．该装置是质子膜H2S燃料电池，将化学能转化为电能，A正确；
B．正极O2得电子发生还原反应，酸性条件下，氧气得电子生成水，则电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，故B正确；
C．a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，电极反应式为：2H2S-4e-= S2+4H+，C正确；
D．没有说明是否为标况状态，不能计算消耗H2S的体积，D错误；
故选D。
3．C
【详解】A．由题中信息充电时电极a得电子可知，电极a为阴极，则电极b为阳极，电极b与直流电源的正极相连，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，A正确；
B．放电时，化学能转化为电能，电极a 反应Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+，电极b反应Cl2+2e-=2Cl-，氯化钠溶液的浓度增大，B正确；
C．若用该装置作为电解精炼铜的电源，电极a为负极，电极b为正极，则电极b与粗铜电极相连，C错误；
D．放电时，电极b反应Cl2+2e-=2Cl-，外电路通过的电子的数目为1.204×1024即2mol，消耗氯气1mol，质量为71g，D正确；
故答案选C。
4．C
【详解】A．锌的活动性强于铜，锌作负极，则锌电极上的反应为Zn-2e-=Zn2＋，A正确；
B．原电池工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，故SO向锌电极移动，B正确；
C．电子从锌电极经过导线流向铜电极，溶液不能传导电子，C错误；
D．铜电极是正极，溶液中的铜离子在正极放电析出铜，因此铜电极质量增加，D正确；
故选C。
5．D
【分析】酸性燃料电池中呼出的乙醇失去电子发生氧化反应生成乙酸，呼气所在的铂电极是负极，O2所在的铂电极是正极。
【详解】A．在原电池中H+移向正极，即O2所在的铂电极，A正确；
B．在原电池中，电子由负极经外电路移向正极，即由呼气的铂电极经外电路流向O2所在的铂电极，B正确；
C．呼气中乙醇含量越高，单位时间内转移电子越多，电流越大，从而根据电流大小计算出被测气体中酒精的含量，C正确；
D．由图可知，电子负极上乙醇失去电子生成乙酸，电极反应式为CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H＋，D错误；
故答案为：D。
6．C
【详解】A．放电时为原电池，负极失电子发生氧化反应，则负极反应式为：，故A正确；
B．钴酸锂(LiCoO2)中Li为+1价，O为-2价，则钴元素的化合价为+3，故B正确；
C．放电时正极得电子发生氧化反应， Li1-xCoO2＋xe-＋xLi＋=LiCoO2，即发生Li1-xCoO2转化为LiCoO2的反应，故C错误；
D．放电时，阳离子向正极移动，则锂离子向正极移动，故D正确；
故答案为C。
7．C
【详解】A．镍氢电池放电时作原电池，发生反应：LaNi5H6＋6NiO(OH)=LaNi5＋6Ni(OH)2，储氢合金是还原剂，作原电池的负极，A正确；
B．充电时，外电源的负极接在原电池的负极上，所以充电时储氢合金作阴极，B正确；
C．充电时阴极：LaNi5＋6H2O＋6e-=LaNi5H6＋6OH-，所以充电时阴极周围c(OH-)应该增大，C错误；
D．镍氢电池放电时，负极LaNi5H6中0价的氢失去电子发生氧化反应：LaNi5H6＋6OH--6e-=LaNi5＋6H2O，D正确；
故选C。
8．D
【详解】当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B，则金属活泼性为A＞B；当A、D组成原电池时，A为正极，则金属活泼性为D＞A；B与E构成原电池时，电极反应式为：E2-+2e-→E，B-2e-→B2+，B失去电子，则金属活泼性为B＞E，综上所述，金属活泼性为D＞A＞B＞E，故答案为：D。
9．A
【分析】锌比铁活泼，装置(a)中锌做负极，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，铁做正极，溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；铁比铜活泼，装置 (b)中铁为负极，反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极为铜，电解质溶液呈酸性，所以正极的反应式为：2H++2e-=H2↑；原电池中阳离子定向移动到正极。
【详解】A．题给装置(a)、 (b)都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护，选项A正确；
B．(a)中的负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，而 (b)中负极是铁，反应式为：Fe-2e-=Fe2+，选项B错误；
C．(a)溶液显中性，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，而 (b)溶液显酸性，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，选项C错误；
D．原电池中阳离子定向移动到正极，(a)中向铁电极方向移动， (b)中向铜电极方向移动，选项D错误；
答案选A。
10．C
【分析】二次电池放电时是原电池，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，由图知，Li+向右侧区域移动，则电极b为原电池的正极、电极a为负极，据此回答。
【详解】A．由题干中电池反应式、结合图示可知：放电时负极反应为：LixC6-xe-=6C+xLi+，则电池工作时，负极材料质量减少0.7 g，即产生0.1molLi+、转移0.1 mol电子，A正确；
B．由题干中电池反应式、结合图示可知：放电时负极反应为：LixC6-xe-=6C+xLi+，B正确；
C．在原电池中阳离子向正极移动，C错误；
D．据分析，放电时电极b为原电池的正极、电极a为负极，则充电时，电极a为阴极、与电源负极连接，电极b为阳极与电源正极连接，D正确；
故选C。
11．C
【分析】由题意可知，乙醇燃料电池中通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e－+2H2O=4OH－。
【详解】
A．由分析可知，放电时，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，A错误；
B．由分析可知，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，正极附近溶液的氢氧根离子浓度增大，溶液碱性增强，B错误；
C．由分析可知，放电时，通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，C正确；
D．由分析可知，放电时，通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，由电极反应式可知，消耗0.2 mol乙醇，转移电子的物质的量为2.4mol，D错误；
故选C。
12．C
【详解】A．该图中有太阳能向电能的转化，化学能向电能的转化，电能向化学能、机械能的转化，不止3种形式的能量转化，错误；
B．装置Y是原电池装置，负极发生反应的物质为氢气，失去电子，发生氧化反应，错误；
C．装置X应是电解池，电解水生成氢气和氧气，实现燃料电池的燃料和氧化剂再生，正确；
D．无论原电池海水电解池能量的转化率都不是100%，所以不可能实现零排放，错误；
答案选C。
13．C
【详解】A．甲池中在室温下Fe在浓硝酸中会钝化，Cu与硝酸会发生剧烈反应，所以Cu作负极，失去电子发生氧化反应；在乙池中由于Fe比Cu活泼，Fe与稀硫酸发生反应，所以铁作负极，失去电子发生氧化反应，Cu做正极，正极上发生H+得到电子的还原反应，A错误；
B．甲池中铜作负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，乙池中Fe为负极，发生电极反应：Fe-2e-=Fe2+，B错误；
C．甲池中铜作负极、铁作正极，电子由负极(Cu)经过用电器(灯泡)到达正极(Fe)，C正确；
D．在原电池中一般活泼金属作负极，不活泼的作正极，但根据电极反应判断金属活泼性时，还要结合电解质溶液的酸碱性及电解质浓度对电极判断的影响，D错误；
故合理选项是C。
14．B
【分析】电流计指针发生偏转，同时A电极质量减少，B电极上有气泡产生，C为电解质溶液，则上述装置涉及的是原电池工作原理，A为负极，发生失电子的氧化反应呢，电极质量会减少，B为正极，溶液中的阳离子如氢离子得电子生成气体，所以B电极上会有气泡产生，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知，B电极为原电池的正极，有气泡产生，A正确；
B．原电池中阳离子移向正极，所以C中阳离子向B极移动，B错误；
C．A、B、C可能分别为、稀盐酸，Zn失电子生成锌离子，电极质量减少，Cu电极上氢离子得电子生成氢气，C正确；
D．A电极上固体失电子生成阳离子，所以发生氧化反应，D正确；
故选B。
15．A
【分析】根据总反应可知，放电时Li电极失去电子为负极，极得到电子为正极；充电时，Li电极得到电子，极失去电子。
【详解】A．放电时为原电池，电子由负极经外电路流入正极，则由Li电极经外电路流入电极，A错误；
B．放电时，空气中的氧气在正极上得电子，反应式为，B正确；
C．充电时，Li电极得到电子，应与电源的负极相连，C正确；
D．碳酸锂涂层既能阻止锂电极的氧化又能让锂离子进入电解质，D正确；
故选A。
16．(1) Ag2O Zn Ag2O＋2e-＋H2O=2Ag＋2OH- Zn-2e-＋2OH-=Zn(OH)2 增大
(2) H2-e-＋OH-=H2O NiO(OH)＋e-＋H2O=Ni(OH)2＋OH- 增大
【详解】（1）该电池中Zn失电子为负极，正极为Ag2O，故电流从Ag2O极流向Zn极；正极的电极反应式为Ag2O＋2e-＋H2O=2Ag＋2OH-，负极的电极反应式为Zn-2e-＋2OH-=Zn(OH)2；工作时电池正极区生成OH-，故正极区的pH增大；
（2）氢镍电池放电时，负极的电极反应式为H2-e-＋OH-=H2O，正极的电极反应式为NiO(OH)＋e-＋H2O=Ni(OH)2＋OH-，正极区生成OH-，故正极附近溶液的pH增大。
17．(1) 负 铜 氧化
(2) 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H＋＋2e-=H2↑
(3) 0.1 0.224
【详解】（1）甲池中电池反应式为，B电极质量不变，可知B电极反应为：，B为正极，则A为负极，电极材料为Cu，电极反应为：，发生氧化反应，故答案为：负；铜；氧化；
（2）乙池为电解池，C为阳极，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，D为阴极，电极反应为2H＋＋2e-=H2↑。故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；2H＋＋2e-=H2↑；
（3）A极有0.64 g Cu溶解时，转移0.02 mol电子，乙池中C极上生成0.01 mol Cl2，体积为：0.224L，溶液中生成0.02 mol OH-。；故答案为：0.1；0.224；
18． 化学能转化为电能 由a到b 增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率 Li H2O 20 32
【分析】氢氧燃料电池总反应为，氢气所在电极为负极，氢元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，电子在导线中从a流向b，依此解答。
【详解】（1）原电池是把化学能转化成电能的装置，电池总反应为，其中H元素从0价升至+1价，失去电子，即电子在导线中从a流向b；
（2）负极为失去电子的一极， 失电子生成，由于溶液呈碱性，故负极的电极反应式为；
（3）电极表面镀铂粉可增大电极单位面积吸附、的分子数，可以加快反应速率；
（4）①反应I中元素从0价升至+1价，故作还原剂；反应Ⅱ中中的H元素从+1价降至中的0价，故作氧化剂；
②由反应I可知，当锂吸收标准状况下时，生成；
③可生成，则实际参加反应的为，
因1mol转化成1mol的过程中转移2mol电子，所以16mol在反应中转移32mol电子。
19． 2H+＋2e－=H2↑ Al 2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ Mg Al AD
【详解】（1）镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，正极的电极反应式为：2H+＋2e－=H2↑；
（2）在碱性介质中铝易失电子作负极、镁作正极，负极上铝失电子发生氧化反应， 总的反应式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑；
（3）甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强；
（4）A.根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故正确；
B.镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故错误；
C. 因金属失电子的难易程度与电解质溶液有关，该实验对研究物质的性质有实用价值，故错误；
D.该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故正确；
答案为AD。
【点睛】一般来说，活泼性强的金属为原电池的负极，但是要具体分析所处的电解质环境。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
