【原电池练习题及答案】原电池是化学能转化为电能的一种装置,广泛应用于日常生活和工业生产中。为了帮助同学们更好地掌握原电池的相关知识,以下整理了一些典型的原电池练习题,并附有详细解析,便于理解和巩固。
一、选择题
1. 下列关于原电池的说法正确的是( )
A. 原电池是将电能转化为化学能的装置
B. 原电池中电子从负极流向正极
C. 原电池工作时,电解质溶液中的离子不参与反应
D. 原电池的两个电极必须是由不同金属构成
答案:B
解析:原电池是将化学能转化为电能的装置,因此A错误;电子从负极流向正极,B正确;电解质溶液中的离子参与导电,C错误;原电池的两个电极可以是金属或非金属,如石墨电极,D错误。
2. 在铜锌原电池中,下列说法正确的是( )
A. 锌为正极,铜为负极
B. 电流方向是从锌流向铜
C. 负极发生氧化反应
D. 正极上发生还原反应
答案:C、D
解析:在铜锌原电池中,锌作为较活泼金属作负极,发生氧化反应;铜作正极,发生还原反应。电流方向是从正极到负极,因此B错误,A也错误。
3. 下列物质不能构成原电池的是( )
A. 铁和铜插入稀硫酸中
B. 镁和铝插入氢氧化钠溶液中
C. 银和铁插入硝酸银溶液中
D. 铜和铁插入盐水中
答案:D
解析:原电池需要有活性不同的两个电极和合适的电解质溶液。D选项中虽然有金属,但盐水不能形成有效的闭合回路,无法产生持续电流。
二、填空题
1. 原电池中,________极发生氧化反应,________极发生还原反应。
答案:负、正
2. 在铜-锌原电池中,锌电极的电极反应式为:__________________。
答案:Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
3. 原电池的电动势大小取决于________和________。
答案:电极材料、电解质浓度
三、简答题
1. 简述原电池的工作原理。
答:原电池通过两个不同金属电极与电解质溶液组成闭合回路,其中较活泼的金属作为负极被氧化,失去电子;较不活泼的金属作为正极,得到电子发生还原反应。电子通过外电路从负极流向正极,形成电流。
2. 为什么原电池中要使用盐桥?
答:盐桥的作用是维持电荷平衡,使两极之间的电解质溶液保持电中性。如果没有盐桥,负极区会积累大量负电荷,正极区积累正电荷,导致反应停止。
四、计算题
1. 某原电池的电动势为1.5V,若电路中通过的电量为0.5mol,则该电池输出的电能是多少?(已知F=96500 C/mol)
解:
电能 = 电动势 × 电量 = 1.5 V × 0.5 mol × 96500 C/mol = 72375 J ≈ 72.4 kJ
五、综合题
设计一个原电池,要求:
① 使用铁和铜作为电极;
② 使用稀硫酸作为电解质溶液;
③ 写出各电极的反应式,并说明电子流动方向。
答:
- 负极(铁):Fe → Fe²⁺ + 2e⁻(氧化反应)
- 正极(铜):2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑(还原反应)
- 电子由铁流向铜,电流方向相反。
通过以上练习题的训练,可以帮助学生加深对原电池的理解,掌握其基本原理、结构以及相关计算方法。希望同学们在学习过程中多加思考,灵活运用所学知识。