《2022秋高中化學 第1章 化學反應與能量轉化 第3節(jié) 第1課時 原電池的工作原理檢測 魯科版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022秋高中化學 第1章 化學反應與能量轉化 第3節(jié) 第1課時 原電池的工作原理檢測 魯科版選修4（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022秋高中化學 第1章 化學反應與能量轉化 第3節(jié) 第1課時 原電池的工作原理檢測 魯科版選修4 1．在如圖所示的水果電池中，外電路上的電流從X電極流向Y電極。若X為鐵，則Y可能是(　　) A．鋅 B．石墨 C．銀 D．銅 解析：電流的方向與電子的移動方向相反，由已知條件知電子由Y電極流向X電極，因此Y電極的金屬活動性強于鐵，故Y電極只能為選項中的鋅。 答案：A 2．原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法中不正確的是(　　) A．有Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，其負極反應式為 Al－3e－===Al3＋ B．由Mg、Al、

2、NaOH溶液組成原電池，其負極反應式為 Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3 C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應式為 Fe－2e－===Fe2＋ D．由Fe、Cu、濃硝酸組成的原電池，開始時其負極反應式為Cu－2e－===Cu2＋ 解析：B項，該原電池中，Al可以與NaOH溶液反應，所以Al為負極，發(fā)生反應2Al－6e－＋4OH－===2AlO＋2H2O，故B項錯誤；A項，該原電池中，Al更活潑，為負極，發(fā)生反應Al－3e－===Al3＋，故A項正確；C項，該原電池中，F(xiàn)e更活潑，為負極，發(fā)生反應Fe－2e－===Fe2＋，故C項正確；D項，該原電池中，鐵在

3、濃硝酸中發(fā)生鈍化，Cu與濃硝酸反應，則Cu為負極，發(fā)生反應Cu－2e－===Cu2＋，故D項正確。 答案：B 3．下圖為一原電池裝置，下列敘述中正確的是(　　) A．銅離子在銅片表面被還原 B．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液 C．電流從鋅片經導線流向銅片 D．銅是正極，銅片上有氣泡產生 解析：該原電池中，較活潑的金屬鋅作負極，發(fā)生氧化反應，較不活潑的銅作正極，發(fā)生還原反應，電子由負極鋅流出，經導線流向銅電極(電流的方向與之相反)，負極、正極的反應分別為負極：Zn－2e－===Zn2＋，正極：Cu2＋＋2e－===Cu；鹽橋中的陽離子向正極區(qū)CuSO4溶液中遷移，故A正確，B、

4、C、D錯誤。 答案：A 4．把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產生大量氣泡；b、d相連時，b上有大量氣泡產生，則四種金屬的活動性順序由強到弱為(　　) A．a＞c＞d＞b B．a＞b＞c＞d C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a 解析：原電池中，活潑金屬作負極失去電子，較不活潑金屬作正極，離子在正極得到電子。a、b相連時，a為負極，故活性a＞b；c、d相連時，電流由d到c，故d為正極，c為負極，故活動性c＞d；a、c相連時，c極產生氣泡，說明H＋在c極得到電子變成氫氣，

5、說明c是正極，a為負極，故活動性a＞c；b、d相連時，b極產生氣泡，說明H＋在b極得到電子變成氫氣，說明b是正極，d為負極，故活動性d＞b；故四種金屬活動性順序為a＞c＞d＞b。 答案：A 5．如圖所示裝置中，電流表A發(fā)生偏轉，a極逐漸變粗，同時b極逐漸變細，c為電解質溶液，則a、b、c應是下列各組中的(　　) A．a是Zn、b是Cu、c為稀H2SO4 B．a是Cu、b是Zn、c為稀H2SO4 C．a是Fe、b是Ag、c為AgNO3溶液 D．a是Ag、b是Fe、c為AgNO3溶液 解析：原電池工作時，a極逐漸變粗，同時b極逐漸變細，說明b極失去電子是負極，a極上金屬離子得電子

6、是正極，電解質溶液中含有先于H＋放電的金屬陽離子。 答案：D 6．依據(jù)氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如圖所示。請回答下列問題： (1)電極X的材料是____________，電解質溶液Y是________。 (2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應為__________ ______________________________________________________， X電極上發(fā)生的電極反應為____________________________。 (3)外電路中的電子是從_______

7、_電極流向________電極。 解析：原電池中負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應，鹽橋起到平衡電荷的作用。由總反應方程式可知電極X的材料是銅，發(fā)生氧化反應，電解質溶液Y是可溶性銀鹽，常用硝酸銀。電極反應式表示為：負極：Cu－2e－===Cu2＋，正極：2Ag＋＋2e－===2Ag，電子由負極出發(fā)，經外電路流向正極。 答案：(1)銅(或Cu)　AgNO3溶液　 (2)正　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋ (3)負(Cu)　正(Ag) 時間：40分鐘 [A級　基礎鞏固] 基礎題Ⅰ 1．下列說法正確的是(　　) A．構成原電池正極和負極的材料必須是金

8、屬 B．在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原 C．實驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4反應 D．原電池可以把物質內部的能量全部轉化為電能 解析：構成原電池的電極材料可以是非金屬如碳棒，所以A錯。在原電池中電子流出的一極失電子被氧化，所以B錯。粗鋅中含有雜質可形成Zn－Cu原電池所以C對。能量轉化率不可能達到100%，所以D錯。 答案：C 2．下列各裝置能形成原電池的是(　　) 解析：判斷一個裝置能否構成原電池，要看是否符合原電池的構成條件：①電極材料(活動性不同的金屬、金屬與非金屬、金屬與金屬氧化物)；②電解質溶液；③構成閉合回路；④能自發(fā)進行的氧化還原反

9、應。A裝置：由于兩個電極是同種金屬，不能形成原電池；B裝置：酒精不是電解質溶液，不能構成原電池；C裝置：沒有形成閉合回路，不能形成原電池；D裝置：符合原電池構成的條件，能形成原電池。 答案：D 3．某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述錯誤的是 A．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B．a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為 Cu2＋＋2e－===Cu C．a和b分別連接足夠電壓的直流電源正、負極時，Cu2＋向銅電極移動 D．無論a和b是否用導線連接，鐵片均溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色 解析：A.a和b不連接時，發(fā)生反應Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，則鐵

10、片上會有金屬銅析出，A項正確；B.a和b用導線連接時，Cu為正極，在正極上陽離子得電子，則發(fā)生Cu2＋＋2e－===Cu，B項正確；C.a和b分別連接足夠電壓的直流電源正、負極時，形成電解池，b與負極相連為陰極，陽離子向陰極移動，所以Cu2＋向Fe電極移動，C項錯誤；D.無論a和b是否用導線連接，均發(fā)生Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，則鐵片均溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色，D項正確。 答案：C 4．以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質溶液組成原電池，當導線中通過2 mol電子時，下列說法正確的是(　　) A．鋅片溶解了1 mol，銅片上析出1 mol H2 B．兩極上溶解和析出的物

11、質的質量相等 C．鋅片溶解了31 g，銅片上析出了1 g H2 D．鋅片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol 解析：在涉及原電池的有關計算中，關鍵是要把握住一點即兩極得、失電子數(shù)相等。利用這一特點，我們從電極反應式看：負極：Zn－2e－===Zn2＋；正極：2H＋＋2e－===H2↑。當溶解1 mol鋅時失去2 mol電子，銅片上析出1 mol氫氣得到 2 mol電子，得失電子守恒，這樣即可推出A正確。 答案：A 5．向等質量的兩份鋅粉a、b中分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加少量的CuSO4溶液，產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系如下所示，正確的是(　　)

12、解析： Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反應速率較快，若向a中加入少量的CuSO4溶液，則有：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又構成無數(shù)微小的Cu－Zn原電池，加快了Zn的反應速率，所以Zn與稀硫酸反應時，加入CuSO4則反應速率加快，應先反應完，但因Cu2＋消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。 答案：A 基礎題Ⅱ 6．有a、b、c、d四個金屬電極，有關的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下： 實驗裝置 部分實驗現(xiàn)象 a極質量減?。籦極質量增加 b極有氣體產生；c極無變化 d極溶解；c極有氣體產生 電流從

13、a極流向d極 由此可判斷這四種金屬的活動性順序是(　　) A．a>b>c>d　　　　 B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 解析：由第一個裝置a極溶解，可知a極是負極，金屬活動性a>b，第二個裝置依據(jù)氧化性、還原性的規(guī)律金屬活動性b>c，故第三個裝置的金屬活動性d>c，由第四個裝置電流從a→d，則電子從d→a，故金屬活動性d>a。 答案：C 7．由鋅片、銅片和200 mL稀H2SO4組成的原電池如下圖所示。 (1)原電池的負極反應是________，正極反應是___________。 (2)電流的方向是________。 (3)一段時間后，當在

14、銅片上放出1.68 L(標準狀況)氣體時，H2SO4恰好消耗一半。則產生這些氣體的同時，共消耗________g鋅，有________個電子通過了導線。 解析：由題意得產生0.075 mol H2，通過0.075 mol×2＝0.15 mol電子，消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)＝0.075 mol ×65 g·mol－1＝4.875 g，N(e－)＝0.15 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×1022。 答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)由Cu極流向Zn極　(3)4.875　9.03×1

15、022 [B級　能力提升] 8． A、B、C、D四種金屬按下表中的裝置圖進行實驗。 裝置 現(xiàn)象 二價金屬A不斷溶解 C的質量增加 A上有氣泡產生 根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題： (1)裝置甲中負極的電極反應是__________________。 (2)裝置乙中正極的電極反應是__________________。 (3)裝置丙中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。 (4)四種金屬活動性由強到弱的順序是________。 解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負極、B為正極，活動性A>B；乙中C極質量增加

16、，即析出Cu，則B為負極，活動性B>C；丙中A上有氣體即H2產生，則A為正極，活動性D>A，隨著H＋的消耗，溶液pH逐漸變大。 答案：(1)A－2e－===A2＋　(2)Cu2＋＋2e－===Cu　　(3)變大　(4)D>A>B>C 9．某化學興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設計并進行了以下一系列實驗，實驗結果記錄如下： 編號 電極材料 電解質溶液 電流計指針 偏轉方向　 1 Mg　Al 稀鹽酸 偏向Al 2 Al　Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al　石墨 稀鹽酸 偏向石墨 4 Mg　Al NaOH溶液 偏向Mg 5 Al　Zn 濃

17、硝酸 偏向Al 根據(jù)上表中的實驗現(xiàn)象完成下列問題： (1)實驗1、2中Al所作的電極是否相同？ (2)指出鋁和石墨的電極名稱并寫出實驗中的電極反應式和電池總反應方程式。 鋁為(　　)___________________________________________。 石墨為(　　)_________________________________________。 電池總反應方程式：____________________________________。 (3)實驗4中的鋁作正極還是負極？________，為什么？ ___________________________

18、__________________________。 (4)實驗5中，負極反應為________________________________。 解析：(1)實驗1中，Al不如Mg活潑，Al作正極；實驗2中，Al比Cu活潑，Al作負極。(2)Al和石墨，Al作負極，發(fā)生的電極反應為Al－3e－===Al3＋；石墨作正極，發(fā)生的電極反應為2H＋＋2e－===H2↑。(3)實驗4中，Al能和NaOH溶液反應而Mg不能，故Al作負極，Mg作正極。(4)實驗5中，Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，因此Zn作負極，負極反應為Zn－2e－===Zn2＋。 答案：(1)不相同 (2)負　2Al－6e－===2Al3＋　正　6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (3)負極　因為Al能和NaOH溶液反應而Mg不能 (4)Zn－2e－===Zn2＋