高中化学 第四章 电化学基础 第一节 原电池课时训练 新人教版选修4

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：2Ag(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)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da。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、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(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)