九原電池及工作原理(30分鐘40分)題組過關·夯基礎題組一:能量的轉化1.(2分)下列裝置中,都伴隨有能量變化,其中是由化學能轉化為電能的是 ()【解析】選D。電解水的裝置是電能轉化為化學能的裝置,A不符合題意;水力發電是利用重力做功,將重力勢能轉化為電能,B不符合題意;太陽能熱水器是將太陽能轉化為熱能的裝置,C不符合題意;干電池是將化學能轉化為電能的裝置,D符合題意。2.(2分)下列裝置能將化學能轉化為電能的是()【解析】選B。組成原電池為活潑性不同的電極在電解質溶液形成閉合回路,A、C、D不能形成原電池。題組二:原電池的構成及工作原理3.(2分)下列裝置能構成原電池的是 ()【解析】選C。A項不能構成閉合回路,不能構成原電池;B項乙醇為非電解質,不能構成原電池;D項兩極材料相同,不能構成原電池。4.(2分)為了將反應2Al+6H+===2Al3++3H2↑的化學能轉化為電能,下列裝置能達到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜) ()【解析】選A。A、B、C三項中的裝置均能將化學能轉化為電能。B中反應為2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑,B錯誤;C中反應為Al和稀硝酸反應生成NO,C錯誤;D項中兩電極全是Al,因而不能構成原電池,即不能將化學能轉化為電能,D錯誤。5.(4分)某科學探究小組為探究電化學原理,設計了如圖所示的裝置進行探究實驗。下列對實驗中觀察到的現象或相關結論的敘述錯誤的是 ()A.a和b不連接時,該裝置不能形成原電池,鐵片上有紅色的銅析出B.a和b用導線連接時,銅片為負極,發生的反應為Cu2++2e-===CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會被氧化,溶液中均有Fe2+生成D.a和b用導線連接時,溶液中的Cu2+向銅電極移動【解析】選B。a和b不連接時,沒有形成閉合回路,沒有構成原電池,發生化學反應,鐵把銅置換出來,A正確;用導線連接后,構成原電池,鐵比銅活潑,鐵作負極,發生的反應為Fe-2e-===Fe2+,B錯誤;根據選項A、B分析可知,無論a和b是否連接,鐵片均會被氧化,溶液中均有Fe2+生成,C正確;構成原電池時,陽離子向正極移動,銅作正極,D正確。題組三:原電池電子或離子流向判斷及電極判斷6.(4分)(2024·德州高一檢測)1800年,伏打用鹽水作電解質溶液,鋅為負極,銀為正極,設計出了被稱為伏打電堆的裝置。如圖給出的原電池簡易裝置,下列給出的電極材料為M、N,電解質溶液為P,三種物質與相關表述正確的是 ()選項MNP表述A鋅銅稀硫酸電流方向:M→NB鋁銅濃硝酸負極反應:Al-3e-===Al3+C鎂鋁氫氧化鈉溶液電子方向:N→MD銅鐵硫酸鐵溶液在溶液中,Fe3+移向Fe極附近【解析】選C。A.鋅、銅、稀硫酸組成的原電池中鋅是負極,銅是正極,則電流方向:N→M,A錯誤;B.鋁、銅、濃硝酸組成的原電池中,由于鋁在常溫下遇到濃硝酸鈍化,所以鋁是正極,銅是負極,負極反應為Cu-2e-===Cu2+,B錯誤;C.鎂、鋁、氫氧化鈉溶液組成的原電池中,鋁和氫氧化鈉溶液反應,鋁是負極,鎂是正極,則電子方向:N→M,C正確;D.銅、鐵、硫酸鐵溶液組成的原電池中,鐵是負極,銅是正極,正極是鐵離子放電,所以在溶液中,Fe3+移向Cu極附近,D錯誤。7.(2分)某實驗興趣小組以Zn和Cu為電極,稀硫酸為電解質溶液組成原電池,并對實驗進行了拓展研究,以下實驗記錄錯誤的是 ()A.銅片上有氣泡產生,鋅片逐漸溶解B.電流在外電路中從Zn電極流向Cu電極C.把Cu換成Mg,電流計指針發生逆向偏轉D.把稀硫酸換成硫酸銅溶液,電流計指針依然偏轉【解析】選B。負極Zn發生氧化反應,失去電子變成Zn2+,Zn逐漸溶解,正極銅附近的H+得到電子生成H2,可以觀察到氣泡,故A正確;外電路中電流從正極到負極,即在外電路中從Cu電極流向Zn電極,故B錯誤;把Cu換成Mg后,Mg與Zn作為原電池的電極,Mg比Zn更活潑,Mg作負極,Zn作正極,電流方向與原來相反,電流計指針會發生逆向偏轉,故C正確;硫酸銅溶液是電解質溶液,且能與Zn發生氧化還原反應,滿足構成原電池的條件,電流計指針依然偏轉,故D正確。綜合應用·拓思維8.(2分)按下圖裝置進行實驗,若x軸表示流入正極的電子的物質的量,則y軸可以表示 ()①c(Ag+) ②c(NO3-) ③a棒的質量 ④b棒的質量 A.①③B.②④C.①③⑤D.②④⑥【解析】選A。根據圖中裝置可判斷,Fe、Ag、AgNO3構成的原電池中,活潑金屬Fe為負極,Ag為正極,Fe和硝酸銀發生氧化還原反應,所以銀離子濃度減小,硝酸根離子濃度不變,①正確、②錯誤;在負極上金屬鐵本身失電子,即a棒質量減輕,③正確;正極b棒上析出金屬銀,即b棒質量增加,④錯誤;負極上金屬鐵本身失電子,正極Ag上析出金屬銀,在轉移電子數相等情況下,析出的金屬質量多,所以溶液質量減輕,但不能為零,⑤錯誤。9.(2分)某原電池總反應的離子方程式為2Fe3++Fe===3Fe2+,能實現該反應的原電池是 ()選項ABCD正極AgCFeCu負極FeFeZnFe電解質溶液FeCl3FeCl2Fe2(SO4)3CuSO4【解析】選A。A中原電池總反應的離子方程式為2Fe3++Fe===3Fe2+,A正確;B中沒有自發的氧化還原反應,不能構成原電池,B錯誤;鋅比鐵活潑,鋅作負極,發生氧化反應,總反應為2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+,C錯誤;D中原電池總反應的離子方程式為Fe+Cu2+===Fe2++Cu,D錯誤。10.(4分)(雙選)某同學用如圖所示實驗來探究構成原電池的一般條件。已知苯為非電解質,下列說法正確的是 ()A.左瓶的燈泡發光B.右瓶的銅棒變粗C.右瓶中鐵棒為負極D.左瓶:Fe-2e-===Fe2+【解析】選B、C。A.左瓶電極插入苯中,苯是非電解質,不能構成原電池,燈泡不會發光,A錯誤;B.右瓶電極插入硫酸銅溶液中,且構成閉合回路,形成原電池,鐵是負極,銅是正極,溶液中的銅離子在正極得到電子析出銅,所以銅棒變粗,B正確;C.鐵的金屬性強于銅,因此右瓶中鐵棒為負極,C正確;D.左瓶不能形成原電池,鐵電極在苯中,不能發生反應,D錯誤。11.(10分)如圖所示是某化學興趣小組探究不同條件下化學能轉化為電能的裝置。請回答下列問題:(1)當電極a為Zn片,電極b為Cu片,且兩極板質量相等。電解質溶液為CuSO4溶液時,則電極b發生__________反應,其電極反應式為

______________。

當電路中有0.1mole-通過時,兩極板的質量差為__________g。(7分)

(2)當電極a為Cu片,電極b為石墨,電解質溶液為FeCl3溶液時,則電極b的電極反應式為_____________________________。

電子移動方向為___________。(3分)

【解析】(1)負極:Zn-2e-===Zn2+,發生氧化反應,正極:Cu2++2e-===Cu,發生還原反應,當電路中有0.1mole-通過時,說明負極有0.05molZn溶解,正極有0.05molCu生成,則兩極板的質量差為0.05mol×(65+64)g·mol-1=6.45g;(2)原電池負極是Cu-2e-===Cu2+,正極是2Fe3++2e-===2Fe2+,電子移動方向為由a經過外電路流向b。答案:(1)還原Cu2++2e-===Cu6.45(2)2Fe3++2e-===2Fe2+由a經過外電路流向b遷移創新·提素能12.(4分)常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如圖2所示,下列說法正確的是 ()A.0~t1時,原電池的負極是銅片B.0~t1時,正極的電極反應式是2H++2e-===H2↑C.t1時刻,電流方向發生變化的原因是Al在濃硝酸中發生鈍化,氧化膜阻止了Al進一步反應D.t1時刻后,電子從鋁經過外電路流向銅【解析】選C。0~t1時,Al為負極,被氧化,Cu為正極,硝酸根離子放電生成二氧化氮;隨著反應進行,鋁表面的氧化膜阻礙反應進行,t1后,銅為負極,Al為正極。0~t1時,銅為正極,鋁為負極,A