人教版高中化学选修4练习:第四章第一节原电池 Word版含答案

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1、第四章 电化学基础第一节 原电池1在如图所示的水果电池中,外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁,则Y可能是( )A锌 B石墨C银 D铜解析:电流的方向与电子的移动方向相反,由已知条件知电子由Y电极流向X电极,因此Y电极的金属活动性强于铁,故Y电极只能为选项中的锌。答案:A2实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池,则正极的电极反应式为( )AFe3e=Fe3BFe2e=Fe2C2H2OO24e=4OHDAge=Ag解析:在此原电池中,铁片、铜片分别为负极和正极。总反应为Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2,正极的电极反应为Age=Ag,D项正确。答案:D3下图为一原电池装置,下列

2、叙述中正确的是( )A铜离子在铜片表面被还原B盐桥中的K移向ZnSO4溶液C电流从锌片经导线流向铜片D铜是正极,铜片上有气泡产生解析:该原电池中,较活泼的金属锌作负极,发生氧化反应,较不活泼的铜作正极,发生还原反应,电子由负极锌流出,经导线流向铜电极(电流的方向与之相反),负极、正极的反应分别为负极:Zn2e=Zn2,正极:Cu22e=Cu;盐桥中的阳离子向正极区CuSO4溶液中迁移,故A正确,B、C、D错误。答案:A4100 mL浓度为2 molL1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成H2的总量,可采用的方法是( )A加入适量6 molL1的盐酸B加入几滴CuCl2溶液C加入

3、适量蒸馏水D加入适量的NaCl溶液解析:Zn置换出CuCl2中的Cu,Cu、Zn、稀盐酸构成原电池,加快了反应速率,同时也不影响产生H2的量。答案:B5如图所示装置中,电流表A发生偏转,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,c为电解质溶液,则a、b、c应是下列各组中的( )Aa是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4Ba是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4Ca是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液Da是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液解析:原电池工作时,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,说明b极失去电子是负极,a极上金属离子得电子是正极,电解质溶液中含有先于H放电的金属阳离子。答案:D 6依据氧化还原反应:2

4、Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:(1)电极X的材料是_,电解质溶液Y是_。(2)银电极为电池的_极,发生的电极反应为_,X电极上发生的电极反应为_。(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。解析:原电池中负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,盐桥起到平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是铜,发生氧化反应,电解质溶液Y是可溶性银盐,常用硝酸银。电极反应式表示为:负极:Cu2e=Cu2,正极:2Ag2e=2Ag,电子由负极出发,经外电路流向正极。答案:(1)铜(或Cu)AgNO3溶液 (2)正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2(3

5、)负(Cu)正(Ag) (时间:40分钟满分:100分)一、选择题(本题包括6个小题,每小题8分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)1下列说法正确的是( )A构成原电池正极和负极的材料必须是金属B在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原C实验室欲快速制取氢气,可利用粗锌与稀H2SO4反应D原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能解析:构成原电池的电极材料可以是非金属如碳棒,所以A错。在原电池中电子流出的一极失电子被氧化,所以B错。粗锌中含有杂质可形成ZnCu原电池所以C对。能量转化率不可能达到100%,所以D错。答案:C2下列各装置能形成原电池的是( )解析:判断一个装置能否构成原电

6、池,要看是否符合原电池的构成条件:电极材料(活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物);电解质溶液;构成闭合回路;能自发进行的氧化还原反应。A装置:由于两个电极是同种金属,不能形成原电池;B装置:酒精不是电解质溶液,不能构成原电池;C装置:没有形成闭合回路,不能形成原电池;D装置:符合原电池构成的条件,能形成原电池。答案:D3如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法不正确的是( )AFe是负极,C是正极B负极反应式为:Fe3e=Fe3C内电路中阴离子移向FeCl2溶液D电流由石墨电极流向Fe电极解析:Fe与C作为原电池的电极,则Fe为负极,C是正极。Fe在负极发生氧化反应生成Fe2,因

7、此B项错误,且左边烧杯中正电荷增加,必然使盐桥中的阴离子移向FeCl2溶液,电子由Fe电极流向石墨电极,则电流由石墨电极流向Fe电极。答案:B 4有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:实验装置部分实验现象a极质量减小;b极质量增加b极有气体产生;c极无变化d极溶解;c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )Aabcd BbcdaCdabc Dabdc解析:由第一个装置a极溶解,可知a极是负极,金属活动性ab,第二个装置依据氧化性、还原性的规律金属活动性bc,故第三个装置的金属活动性dc,由第四个装置电流从ad,则电子从da,故金属活动性d

8、a。答案:C5向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量的CuSO4溶液,产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如下所示,正确的是( )解析: ZnH2SO4=ZnSO4H2,反应速率较快,若向a中加入少量的CuSO4溶液,则有:ZnCuSO4=CuZnSO4,消耗一部分Zn,生成的Cu附于Zn上,又构成无数微小的CuZn原电池,加快了Zn的反应速率,所以Zn与稀硫酸反应时,加入CuSO4则反应速率加快,应先反应完,但因Cu2消耗了一定量的Zn,生成H2的量要小于b。答案:A6以锌片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过2 mol电子时,下列说

9、法正确的是( )A锌片溶解了1 mol,铜片上析出1 mol H2B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了31 g,铜片上析出了1 g H2D锌片溶解了1 mol,硫酸消耗了0.5 mol解析:在涉及原电池的有关计算中,关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。利用这一特点,我们从电极反应式看:负极:Zn2e=Zn2;正极:2H2e=H2。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子,铜片上析出1 mol氢气得到 2 mol电子,得失电子守恒,这样即可推出A正确。答案:A二、非选择题(本题包括3个小题,共52分)7(18分)由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如下图所示。(1)原

10、电池的负极反应是_,正极反应是_。(2)电流的方向是_。(3)一段时间后,当在铜片上放出1.68 L(标准状况)气体时,H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时,共消耗_g锌,有_个电子通过了导线。解析:由题意得产生0.075 mol H2,通过0.075 mol20.15 mol电子,消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)0.075 mol 65 gmol14.875 g,N(e)0.15 mol6.021023 mol19.031022。答案:(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)由Cu极流向Zn极(3)4.8759.0310228(16分)A

11、、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气泡产生根据实验现象回答下列问题:(1)装置甲中负极的电极反应是_。(2)装置乙中正极的电极反应是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。解析:甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理,甲中A不断溶解,则A为负极、B为正极,活动性AB;乙中C极质量增加,即析出Cu,则B为负极,活动性BC;丙中A上有气体即H2产生,则A为正极,活动性DA,随着H的消耗,溶液pH逐渐变大。答案:(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)变大(4)DABC9(

12、18分)为了避免锌片与Cu2直接接触发生反应而影响原电池的放电效率,有人设计了如下装置,按要求完成以下填空:(1)此装置工作时,可以观察到的现象是_,电池总反应式为_。(2)以上电池中,锌和锌盐溶液组成_,铜和铜盐溶液组成_,中间通过盐桥连接起来。(3)电池工作时,硫酸锌溶液中SO向_移动,硫酸铜溶液中SO向_移动。(4)此盐桥内装有含琼胶的饱和KCl溶液,盐桥是通过_移动来导电的。在工作时,K移向_。解析:该装置为锌铜原电池,总反应式为:ZnCu2=CuZn2,电池工作时,观察到电流计指针发生偏转,锌片不断溶解,铜片上有红色物质析出,其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池,Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时,ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动,CuSO4溶液中SO向盐桥移动,而盐桥中,K向正极区(CuSO4溶液)移动,Cl向负极区(ZnSO4溶液)移动,这样靠离子的移动形成闭合回路而导电。答案:(1)电流计指针发生偏转,锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质析出ZnCu2=Zn2Cu(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极盐桥 (4)离子正极区(CuSO4溶液)

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