2017-2018学年高中化学 课时跟踪检测（四）原电池的工作原理 苏教版选修4.doc

课时跟踪检测（四） 原电池的工作原理一、单项选择题1下列装置中，能构成原电池的是()解析：选D酒精为非电解质，A错误；选项B中未使用盐桥，没有形成闭合回路；C项中两个电极材料相同，不能形成原电池。依据原电池的构成条件可知D正确。2下列四位同学的说法正确的是()解析：选A在原电池中，较活泼的金属作负极，失去电子发生氧化反应，电子从负极流出经导线流向正极，内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故只有A项正确。3.有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)()A铜片上有气泡逸出B取出盐桥后，检流计依然发生偏转C反应中，盐桥中的K会移向CuSO4溶液D反应前后铜片质量不改变解析：选C由题图可得知，Cu为正极，电极反应为Cu22e=Cu，Zn为负极，电极反应为Zn2e=Zn2，则铜片上应有固体析出，反应后铜片质量增加，所以A、D均错误；取出盐桥后，原电池成断路，因此检流计不会再发生偏转，B错误；盐桥中的K会移向正极即移向CuSO4溶液，C正确。4.如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)()A铁圈和银圈左右摇摆不定B铁圈和银圈仍保持平衡状态不变C铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜解析：选D该装置是一个Fe为负极、Ag为正极、CuSO4溶液为电解质溶液的原电池，负极反应Fe2e=Fe2，正极反应Cu22e=Cu，因此，铁圈质量减小，银圈质量增大。5X、Y、Z、W四种金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。X、Y相连时，X为负极，Z、W相连时，电流方向是WZ；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序是()AXZWYBZXYWCXYZW DYWZX解析：选AX、Y相连，X为负极，活动性XY；Z、W相连，电流WZ，活动性ZW；X、Z相连，Z放气泡，活动性XZ；W、Y相连，W被氧化，活动性WY。则活动性由强到弱的顺序为XZWY。二、不定项选择题6.如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为Y外电路XB若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC若两电极都是金属，则它们的活泼性为XYDX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应解析：选AC由图可知，电子的流动方向是X外电路Y，则电流的方向为Y外电路X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y的强；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应，B、D错误，A、C正确。7实验室准备较快地制取氢气，可采用的方法是()A用纯锌与稀H2SO4溶液反应B用纯锌与浓HCl溶液反应C用粗锌与HNO3溶液反应D用在CuSO4溶液中浸泡过的锌与稀H2SO4溶液反应解析：选DB项会混入大量的HCl；C项不产生H2；D项中锌表面有置换出的铜，放入稀H2SO4溶液时，会构成原电池而加快H2的逸出，故A错误、D正确。8将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中，并经过一段时间后，下列各叙述中正确的是()A负极有Cl2逸出，正极有H2逸出B负极附近Cl的浓度减小C正极附近Cl的浓度逐渐增大D溶液中Cl的浓度基本不变解析：选DFe为负极，Fe2e=Fe2；Ag为正极：2H2e=H2，Cl的浓度基本不变。三、非选择题9A、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)DABC10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)此盐桥内为饱和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(锌电池)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)一、单项选择题1有关电化学知识的描述正确的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂C因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极D理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池解析：选DCaOH2O=Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A项错误；B项中会发生反应：KClAgNO3=AgClKNO3，生成的AgCl会使盐桥的导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B项错误；由于铁遇到浓硝酸会发生钝化，而铜可与之发生反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，所以C项错误。2将纯锌片和纯铜片按图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是() A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的H浓度均减小D产生气泡的速度甲比乙慢解析：选C由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件，其中铜作正极，发生电极反应为2H2e=H2；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应Zn2H=Zn2H2，两者都消耗H。由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙快。3结合下图判断，下列叙述不正确的是()A、的反应原理均是ZnCu2=Zn2CuB、中均有电子转移，均是把化学能转化为电能C随着反应的进行，、中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅D取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有沉淀产生解析：选B中发生的是化学反应，没有电能产生，中发生的是电化学反应，化学能转化为电能，但二者的反应原理都是ZnCu2=Zn2Cu，A项正确，B项错误；随着反应的进行，、中(Cu2)逐渐减小，溶液颜色均渐渐变浅，C项正确；在原电池工作过程中，盐桥中的Cl移向负极，即a中溶液含有Cl故取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有AgCl沉淀产生，D项正确。4.298 K时，在FeCl3溶液中加少量锌粒后，Fe3被还原成Fe2。据此某学习小组设计如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是()A正极电极反应为Zn2e=Zn2B左边烧杯中溶液的红色变浅CPt电极上有气泡出现D该电池的总反应为3Zn2Fe3=3Zn22Fe解析：选BA项，反应Zn2e=Zn2为负极反应，错误；B项，左边烧杯中发生反应Fe3e=Fe2，Fe3浓度减小，溶液的红色变浅，正确；C项，Pt电极上发生的反应为Fe3e=Fe2，没有气泡出现，错误；D项，根据题目所给信息知，该电池总反应为Zn2Fe3=Zn22Fe2，错误。5如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()选项MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜锌稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液 解析：选CN棒变细，说明N为较活泼金属作负极，M棒变粗，说明M为正极，电解质溶液中的阳离子得电子析出金属。二、不定项选择题6.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。以下有关该原电池的叙述正确的是()A在外电路中，电流由铜电极流向银电极B正极反应为Age=AgC实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作D将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同解析：选BD由于活动性：CuAg，则Cu作负极，电解质溶液为Cu(NO3)2溶液；Ag作正极，电解质溶液为AgNO3溶液，盐桥形成闭合回路。A在外电路中，电流由银电极流向铜电极，错误；B正极为溶液中Ag得到电子被还原变为Ag，电极反应式为Age=Ag，正确；C实验过程中取出盐桥，因为不能形成闭合回路，所以原电池不能继续工作，错误；D将铜片浸入AgNO3溶液中，发生的化学反应与该原电池反应相同，正确。7某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是()AFe作正极，发生还原反应B负极反应：Al3e3OH=Al(OH)3C工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中pH不变D盐桥中的Cl向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性解析：选ADA项，铝的金属性强于铁，则铝是负极，铁是正极，铁上发生还原反应，正确；B项，铝是负极，失去电子，电极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O，错误；C项，工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中氢离子放电，浓度降低，则pH增大，错误；D项，铝是负极，则盐桥中的Cl向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性，D正确。8有关下图装置的说法中正确的是()A氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应B乙池中电极反应式为NO4He=NO22H2OC当铜棒质量减少6.4 g时，甲池溶液质量增加6.4 gD当铜棒质量减少6.4 g时，向乙池密封管中通入标准状况下1.12 L O2，将使气体全部溶于水解析：选DA项，该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NO得到电子，电极反应式为NO2He=NO2H2O，B项错误；C项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，甲池溶液中Cu2增加0.1 mol，但由于盐桥中Cl向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4 g，C项错误；D项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，转移电子的物质的量是0.2 mol，所以根据电极反应式NO2He=NO2H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2 mol，则根据反应式4NO2O22H2O=4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05 mol，其在标准状况下的体积是1.12 L，D项正确。三、非选择题9由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。(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，原硫酸的物质的量浓度是_(设溶液体积不变)。解析：n(H2)1.68 L/22.4 Lmol10.075 mol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，m(Zn)0.075 mol65 gmol14.875 g，n(e)0.15 mol6.021023mol19.031022，c(H2SO4)0.75 molL1。答案：(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)由Cu极流向Zn极(3)4.8759.0310220.75 molL110将反应IO5I6H3I23H2O设计成如图所示的原电池。(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针向右偏转，此时甲池中发生的电极反应式为_，工作过程中关于电流计的读数，下列说法正确的是_(填编号)。a电流计读数逐渐减小B电流计读数有可能变为0c电流计读数一直不变 D电流计的读数逐渐增大(2)如果在加浓硫酸前， 甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，则溶液变蓝的烧杯是_(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。(3)工作一段时间后，如果再向甲烧杯滴入浓NaOH溶液，此时乙池中发生的电极反应式为_，电流计指针向_(填“左”或“右”)偏转。解析：(1)根据题中信息，I失电子被氧化，说明乙池中石墨作负极，其电极反应式为2I2e=I2，则甲池中石墨作正极，其电极反应式为2IO12H10e=I26H2O，随反应的进行，碘离子和碘酸根离子的量减小，通过的电量减小，电流计读数不断减小，当反应达到平衡后，电流计的读数为0，故a、b说法正确。(2)根据(1)的分析，两烧杯中都有I2的存在，加入淀粉后，都变蓝；(3)甲烧杯中滴入NaOH溶液，消耗H，促使反应向逆反应方向进行，乙池中电极反应式：I22e=2I，则甲池中电极反应式：I212OH10e=2IO6H2O，甲池失电子，电流计指针向左偏转。答案：(1)2IO10e12H=I26H2Oa、b(2)甲、乙(3)I22e=2I左