高二化学导学同步测试：1.2.1原电池的工作原理（苏教版选修4）

111专题1 第2单元 第1课时一、选择题1有关原电池下列说法中正确的是()A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中，只有金属锌作负极C原电池工作时，阳离子向正极方向移动D原电池工作时，阳离子向负极方向移动【解析】在原电池中，电子由负极流向正极，阳离子向正极方向移动，阴离子向负极方向移动。当有比Zn活泼的金属与Zn组成原电池时，一般Zn作正极。【答案】C2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】Fe为负极：Fe2e=Fe2；Ag为正极；2H2e=H2，Cl的浓度基本不变。【答案】D3某原电池总反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2，能实现该反应的原电池是()A正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液C正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液【解析】由原电池总反应式：2Fe3Fe=3Fe2，可知负极反应为Fe2e=Fe2，正极反应为2Fe32e=2Fe2，所以只有A项符合要求。【答案】A4某原电池，将两金属X、Y用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现Y电极质量增加，则可能是下列情况中的()AX是负极，电解质溶液为CuSO4溶液BX是负极，电解质溶液为稀H2SO4溶液CX是正极，电解质溶液为CuSO4溶液DX是正极，电解质溶液为稀H2SO4溶液【解析】将金属X、Y用导线连接，同时，插入相应的电解质溶液中，构成原电池。负极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向正极，溶液中的阳离子在正极得电子而被还原，若使Y极质量增加，四个选项中，只有A正确；X是负极；Y是正极，电解质是CuSO4溶液。【答案】A5理论上不能设计为原电池的化学反应是(多选)()ACH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H0BHNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l)H0D2FeCl3(aq)Fe(s)=3FeCl2(aq)H0为非自发的氧化还原反应。【答案】BC6判断下列装置，哪些能形成原电池且电流计发生偏转()【解析】原电池形成条件是活泼性不同的金属(或金属与非金属)作电极。电解质溶液。外电路形成闭合回路，只要符合上述条件均可形成原电池。要使电流计发生偏转，电子必须由导线流过形成电流。【答案】A7下列关于如下图所示装置的叙述，正确的是()A铜是阳极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面被还原【解析】原电池只有正、负极之分，没有阴、阳极，故A错误；锌比铜活泼，作负极，电极本身溶解，铜作正极，氢离子在铜表面上得到电子被还原为氢气，铜片质量不变，B错误；电流应由正极经导线流向负极，C错误。本题主要考查了原电池的构成及基本工作原理。【答案】D8(2009年上海高考)茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、PtFe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()铝合金是阳极铝合金是负极海水是电解液铝合金电极发生还原反应A BC D【解析】分析航标灯的电源结构，活泼金属铝合金作负极，相对不活泼金属PtFe合金作正极，电解质溶液是海水。铝合金作负极发生的是氧化反应，故错误；正确。【答案】A9如下图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是()Aa中铁钉附近呈现红色 Bb中铁钉上发生还原反应Ca中铜丝上发生氧化反应 Db中铝条附近有气泡产生【解析】本题涉及原电池的有关知识。当两种金属在电解质溶液中形成原电池时，一般活泼金属作负极发生氧化反应， a中Fe的活动性强于Cu，Fe发生氧化反应，铜丝上发生吸氧腐蚀，使得周围显碱性，酚酞变红，A、C均错误。b中Al的活动性强于Fe，所以Al作负极被氧化成Al3，无气体放出，Fe作正极，铁钉上氧气得电子，发生还原反应。【答案】B10以锌片和铜片为电极，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，下列说法中正确的是(多选)()A锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气D锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了1 mol【解析】Zn、Cu作电极，以H2SO4为电解质溶液的电池反应为ZnH2SO4=ZnSO4H22e1 mol 1 mol 1 mol 2 mol65 g 2 g故通过2 mol电子时，溶解1 mol Zn片，同时铜极产生1 mol H2，消耗1 mol H2SO4。【答案】AD二、非选择题11由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，根据实验现象填表。装置现象金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生正极反应式四种金属活动性由强到弱的顺序：【解析】由原电池的组成条件和反应现象可知电极的活泼性：AB，BC，DA，故DABC。中正极为2H2e=H2；中正极Cu22e=Cu；中正极反应为：2H2e=H2。【答案】2H2e=H2Cu22e=Cu2H2e=H2DABC12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。(1)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(2)产生上述现象的原因是_。【解析】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。【答案】(1)D(2)原电池反应FeCu2=Fe2Cu，生成的铜附着在银圈上13一个完整的氧化还原反应方程式可以拆分，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。如2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可以写成：氧化反应：Cu2e=Cu2；还原反应：2Fe32e=2Fe2。(1)根据以上信息将反应3NO2H2O=2H2NO3NO拆分为两个“半反应式”：氧化反应式_；还原反应式_。(2)已知某一反应的“半反应式”为CH410OH8e=CO327H2O；O22H2O4e=4OH，则总反应式为_。【解析】(1)3NO2H2O=2HNO3NO，通过分析化合价变化，发生氧化反应的为负极反应，发生还原反应的为正极反应，因此“氧化反应”式为2NO22H2O2e=2NO34H，“还原反应”式为NO22H2e=NOH2O。(2)本题已给出了两个 “半反应式”，因此据氧化还原反应中得失电子数相等，将二式合并，即得总反应式：CH42O22OH=CO323H2O。【答案】(1)2NO22H2O2e=2NO34HNO22H2e=NOH2O(2)CH42O22OH=CO323H2O14(能力PK题)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：_；银片上发生的电极反应：_。(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：产生氢气的体积(标准状况)；通过导线的电量。(已知NA6.021023mol1，电子电量为1.601019C)【解析】(1)由锌片、银片、稀H2SO4组成的原电池中很显然锌片为负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；银片为正极，电极反应式为2H2e=H2。(2)两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出洗净干燥称重为47 g，说明锌片反应掉13 g，根据总反应式可知消耗的Zn和产生的H2的物质的量的比为11。V(H2)22.4 Lmol14.48 L通过导线的总电量26.021023 mol11.61019 C3.85104 C【答案】(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48 L3.85104 C111