原电池同步检测(含答案和解释)

1．锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为Zn＋2MnO2＋2NH＋4===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O。在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是(　　)
A．MnO2和NH＋4 B．Zn2＋和NH＋4
C．Zn D．碳棒
解析：选A。由锌锰干电池的总反应知，Zn为负极，MnO2为正极上发生反应的物质，NH＋4为正极上的辅助反应物。
2．(2014年龙岩高二检测)据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是(双选)(　　)
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液肯定不是强酸
解析：选BD。 ，所以Zn作负极，负极发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。如果电解液是强酸，由于c(H＋)大，正极的反应是2H＋＋2e－===H2↑，而不是O2得到电子。因此B、D项是正确的。
3．(2014年高考浙江卷)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是(　　)
A．液滴中的Cl－ 由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2 ，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
解析：选B。Cl－由b区向a区迁移，A错；正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；由题干知铁板发生吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，因此C项错；铜螺丝钉作正极，因此D错。
4．(2014年金华高二检测)烧过菜的铁锅未及时洗涤(残液中含NaCl等)，第二天便出现红棕色锈斑。下列反应表示整个过程可能发生的变化，其中不符合事实的是(　　)
A．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
B．Fe－3e－===Fe3＋
C．Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
解析：选B。根据题意，铁在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，电极反应为：负极Fe－2e－===Fe2＋，正极2H2O＋O2＋4e－===4OH－，生成的Fe2＋与OH－结合为Fe(OH)2，并进一步在空气中被氧化为Fe(OH)3。
5．某学校设计了一节实验活动课，让学生从废旧电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质，整个实验过程如下。回答有关问题。
(1)干电池的基本构造和工作原理
如图为干电池的基本构造图。干电池工作时负极上的电极反应是
__________________________，MnO2的作用是除去正极上的产物H2，该反应方程式为2MnO2＋H2===Mn2O3＋H2O。
(2)锌皮和碳棒的回收
用钳子和剪子剪开待回收的干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，并用毛刷刷干净，将电池内的黑色粉末移入烧杯中。
(3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离
①如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2等晶体的混合物？写出简要的实验步骤________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②设计简单的实验证明所得晶体中含有NH＋4。
实验步骤
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
实验现象
________________________________________________________________________；
有关的离子方程式
________________________________________________________________________。
③用________的方法可将NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物分离开。
④最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2，还有炭黑和有机物等。可用灼烧的方法除去杂质，该实验中要用到的主要仪器有
________________________________________________________________________。
解析：以干电池为情景综合考查物质的提取、检验和分离。
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋
(3)①向小烧杯中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌，然后过滤，将滤液移入蒸发皿中，加热蒸发结晶　②取少量晶体溶于蒸馏水配成溶液，取少许溶液于试管中，加入少量NaOH溶液后加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口　试纸变蓝　NH＋4＋OH－=====△　NH3↑＋H2O　③加热　④坩埚、酒精灯(玻璃棒、三角架等)
1．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是(双选)(　　)
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
解析：选BC。合金的熔点一般比各组分金属的熔点要低，所以锡铜合金的熔点比纯铜低，A错误；Sn与Cu形成原电池，因Sn比Cu金属活泼性强，所以Sn作负极，Cu作正极，Sn对Cu起到保护作用，B正确；合金在潮湿环境下，可以发生电化学腐蚀，比干燥环境腐蚀要快，C正确；金属腐蚀，即金属被氧化，化学腐蚀与电化学腐蚀都属于化学反应过程，D错误。
2．(2014年莆田高二检测)下列各变化中属于原电池反应的是(　　)
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
D．浓HNO3比稀HNO3更能氧化金属铜
解析：选B。A、C、D项为化学腐蚀；B项Zn作负极，Fe作正极，在潮湿环境中构成原电池，Zn被腐蚀，Fe受到保护；C项3Fe＋4H2O(g)=====高温　Fe3O4＋4H2；D项浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，所以更易氧化铜。
3．对于铜、锌和稀H2SO4组成的原电池装置中，当导线中有1 mol 电子通过时，理论上的两极变化是(　　)
①锌片溶解了32.5 g　②锌片增重32.5 g　③铜片上析出1 g H2　④铜片上析出1 mol H2
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：选A。根据反应 可知，当有1 mol电子通过时，溶解0.5 mol Zn，其质量为0.5 mol×65 g?mol－1＝32.5 g，同时生成0.5 mol H2，其质量为0.5 mol×2 g?mol－1＝1 g。
4．(2014年漳州高二检测)
关于如图装置的叙述，正确的是(　　)
A．铝是负极，铝片上析出无色气体
B．石墨是阳极，石墨棒上析出黄绿色气体
C．溶液中两电极间产生白色沉淀
D．溶液中先产生白色沉淀，最后沉淀溶解
解析：选C。Al—空气—溶液形成原电池。铝是负极，Al－3e－===Al3＋，石墨为正极，氧气在石墨上放电O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应为：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。
5．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是(　　)
A．负极发生的反应为：Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
解析：选A。正极发生的反应应为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；原电池是将化学能转变为电能的装置；由于空气与水交界处比在水下部分氧气浓度大，所以钢柱在空气与水交界处比在水下部分更容易腐蚀。
6．(2014年邯郸高二检测)有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D?→导线?→C；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是(　　)
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞D＞B
C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A
解析：选B。金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极表面得到电子生成氢气，电子运动方向由负极到正极。题中由①知A＞B；由②知C＞D；由③知A＞C；由④知D＞B。综合以上信息可知金属活动性A＞C＞D＞B。
7．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是(双选)(　　)
A．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要原因是海水含氧量高于河水
C．在海轮外壳上镶入锌块，锌作负极，可减缓船体的腐蚀速率
D．在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
解析：选BD。选项A，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子，选项B，钢铁在海水中比在河水中更易腐蚀，主要原因不是海水含氧量高于河水，而是海水中的浓度高于河水，在海水中更易发生电化学腐蚀。选项C，是因为轮船主要用铁造外壳，铁在海水中易被腐蚀。镶入比铁活泼的锌块，形成原电池，锌作负极，失去电子先被腐蚀，从而起到保护铁的作用，可减缓船体的腐蚀速率；选项D，在潮湿空气中铁板容易发生电化学腐蚀，镀锌铁板则不容易被腐蚀，锌比铁活泼，锌铁构成原电池，铁作正极被保护。
8．可用于电动汽车的铝?空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　　)
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
解析：选A。无论是NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，在正极上都是O2得到电子被还原，A正确；生成的Al(OH)3是两性氢氧化物，在碱溶液中发生反应生成Al(OH)－4，B错误；生成的Al(OH)3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，消耗电解质中的NaOH，使pH减小，C错误；原电池中，电子从外电路的负极流向正极，D错误。
9．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是(　　)
A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．实验结束时，左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
解析：选B。这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的。装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降而右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，在这种氛围中构成了原电池，加速了铁钉的腐蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降更多，右侧液面上升更多；装置Ⅲ中虽然挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。金属发生何种腐蚀要根据环境条件来确定，在此题中若能将装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ逐一对比，找出铁钉所处环境的异同，便不难作出正确选择。
10．(2010年高考安徽卷)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是(　　)
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析：选D。本题考查原电池知识，意在考查学生的分析能力。该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H2－2e－===2H＋，H＋由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则电子从a极流向b极，A、B项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。
11.按如图所示进行铁腐蚀的实验，一周后观察：
(1)若试管中液面上升，发生的是________腐蚀，电极反应为：
正极_________________________________________________________；
负极___________________________________________________________。
(2)若试管中液面下降，发生的是____________腐蚀，电极反应为：正极
________________________________________________________________________；
负极________________________________________________________________________。
解析：由题意知：(1)若试管中液面上升，则说明试管内气体体积减小，肯定发生的是吸氧腐蚀而消耗了O2，因此正、负两极的电极反应为：
正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；
负极：2Fe－4e－===2Fe2＋。
(2)若试管中液面下降，则说明试管内气体体积增大，应该有H2生成，则发生的是析氢腐蚀，因此正、负两极的电极反应为：
正极：2H＋＋2e－===H2↑；
负极：Fe－2e－===Fe2＋。
答案：(1)吸氧　2H2O＋O2＋4e－===4OH－
2Fe－4e－===2Fe2＋
(2)析氢　2H＋＋2e－===H2↑　Fe－2e－===Fe2＋
12．利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2组成一个化学电池。
(1)指出正极为________，电极反应式为__________________________________；负极为____________，电极反应式为____________________________。
(2)若电池内溶液为100 mL 0.5 mol/L的FeCl3溶液；当溶液中FeCl3全部被还原成FeCl2时，溶液中CuCl2的物质的量浓度是________，导线上通过的电子是________mol。
解析：n(Fe3＋)＝0.5 mol/L×0.1 L＝0.05 mol，则通过的电子数为0.05 mol，CuCl2的物质的量浓度为0.25 mol/L。
答案：(1)Pt(或C)　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu　Cu－2e－===Cu2＋　(2)0.25 mol/L　0.05
13．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向
1Mg　Al稀盐酸偏向Al
2Al　Cu稀盐酸偏向Cu
3Al　石墨稀盐酸偏向石墨
4Mg　AlNaOH溶液偏向Mg
5Al　Zn浓硝酸偏向Al
根据上表中的实验现象完成下列问题：
(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同？
________________________________________________________________________。
(2)指出铝和石墨的电极并写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
铝为(　　)：
________________________________________________________________________。
石墨为(　　)：
________________________________________________________________________。
电池总反应：
________________________________________________________________________。
(3)实验4中的铝作正极还是负极？________，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是负极受到哪些因素的影响？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：实验1中Mg活泼，故Mg作负极；实验2中Al活泼，故Al作负极；实验3中是Al作负极，将盐酸中的氢离
子置换出氢气；实验4中Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极；实验5中Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn为负极。
答案：(1)不相同
(2)负极　2Al－6e－===2Al3＋　正极　6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)负极　因Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极
(4)Al虽比Zn活泼，但常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，阻止内部的金属继续与酸反应，故Zn为负极，电流计指针偏向铝
(5)与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关


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