2018秋高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 第1课时 原电池的工作原理检测 鲁科版选修4.doc

第1课时 原电池的工作原理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原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()A有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为Al3e=Al3B由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al3e3OH=Al(OH)3C由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Fe2e=Fe2D由Fe、Cu、浓硝酸组成的原电池，开始时其负极反应式为Cu2e=Cu2解析：B项，该原电池中，Al可以与NaOH溶液反应，所以Al为负极，发生反应2Al6e4OH=2AlO2H2O，故B项错误；A项，该原电池中，Al更活泼，为负极，发生反应Al3e=Al3，故A项正确；C项，该原电池中，Fe更活泼，为负极，发生反应Fe2e=Fe2，故C项正确；D项，该原电池中，铁在浓硝酸中发生钝化，Cu与浓硝酸反应，则Cu为负极，发生反应Cu2e=Cu2，故D项正确。答案：B3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：A4把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为()Aacdb BabcdCcabd Dbdca解析：原电池中，活泼金属作负极失去电子，较不活泼金属作正极，离子在正极得到电子。a、b相连时，a为负极，故活性ab；c、d相连时，电流由d到c，故d为正极，c为负极，故活动性cd；a、c相连时，c极产生气泡，说明H在c极得到电子变成氢气，说明c是正极，a为负极，故活动性ac；b、d相连时，b极产生气泡，说明H在b极得到电子变成氢气，说明b是正极，d为负极，故活动性db；故四种金属活动性顺序为acdb。答案：A5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A级基础巩固基础题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某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=CuCa和b分别连接足够电压的直流电源正、负极时，Cu2向铜电极移动D无论a和b是否用导线连接，铁片均溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色解析：A.a和b不连接时，发生反应FeCu2=CuFe2，则铁片上会有金属铜析出，A项正确；B.a和b用导线连接时，Cu为正极，在正极上阳离子得电子，则发生Cu22e=Cu，B项正确；C.a和b分别连接足够电压的直流电源正、负极时，形成电解池，b与负极相连为阴极，阳离子向阴极移动，所以Cu2向Fe电极移动，C项错误；D.无论a和b是否用导线连接，均发生FeCu2=CuFe2，则铁片均溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，D项正确。答案：C4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：A5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：A基础题6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()AabcdBbcdaCdabc 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：C7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)4.8759.031022B级能力提升8 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某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1MgAl稀盐酸偏向Al2AlCu稀盐酸偏向Cu3Al石墨稀盐酸偏向石墨4MgAlNaOH溶液偏向Mg5AlZn浓硝酸偏向Al根据上表中的实验现象完成下列问题：(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同？(2)指出铝和石墨的电极名称并写出实验中的电极反应式和电池总反应方程式。铝为()_。石墨为()_。电池总反应方程式：_。(3)实验4中的铝作正极还是负极？_，为什么？_。(4)实验5中，负极反应为_。解析：(1)实验1中，Al不如Mg活泼，Al作正极；实验2中，Al比Cu活泼，Al作负极。(2)Al和石墨，Al作负极，发生的电极反应为Al3e=Al3；石墨作正极，发生的电极反应为2H2e=H2。(3)实验4中，Al能和NaOH溶液反应而Mg不能，故Al作负极，Mg作正极。(4)实验5中，Al在浓硝酸中发生钝化，因此Zn作负极，负极反应为Zn2e=Zn2。答案：(1)不相同(2)负2Al6e=2Al3正6H6e=3H22Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(3)负极因为Al能和NaOH溶液反应而Mg不能(4)Zn2e=Zn2