高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池課時訓(xùn)練 新人教版選修4

第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 原電池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：A2實驗室用鐵片、銅片和AgNO3溶液組成原電池，則正極的電極反應(yīng)式為( )AFe3e=Fe3BFe2e=Fe2C2H2OO24e=4OHDAge=Ag解析：在此原電池中，鐵片、銅片分別為負(fù)極和正極?？偡磻?yīng)為Fe2AgNO3=2AgFe(NO3)2，正極的電極反應(yīng)為Age=Ag，D項正確。答案：D3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(jīng)導(dǎo)線流向銅片D銅是正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生解析：該原電池中，較活潑的金屬鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的銅作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電子由負(fù)極鋅流出，經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極(電流的方向與之相反)，負(fù)極、正極的反應(yīng)分別為負(fù)極：Zn2e=Zn2，正極：Cu22e=Cu；鹽橋中的陽離子向正極區(qū)CuSO4溶液中遷移，故A正確，B、C、D錯誤。答案：A4100 mL濃度為2 molL1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成H2的總量，可采用的方法是( )A加入適量6 molL1的鹽酸B加入幾滴CuCl2溶液C加入適量蒸餾水D加入適量的NaCl溶液解析：Zn置換出CuCl2中的Cu，Cu、Zn、稀鹽酸構(gòu)成原電池，加快了反應(yīng)速率，同時也不影響產(chǎn)生H2的量。答案：B5如圖所示裝置中，電流表A發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a極逐漸變粗，同時b極逐漸變細(xì)，c為電解質(zhì)溶液，則a、b、c應(yīng)是下列各組中的( )Aa是Zn、b是Cu、c為稀H2SO4Ba是Cu、b是Zn、c為稀H2SO4Ca是Fe、b是Ag、c為AgNO3溶液Da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(xì)，說明b極失去電子是負(fù)極，a極上金屬離子得電子是正極，電解質(zhì)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(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)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(zhì)溶液Y是_。(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_，X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。解析：原電池中負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，鹽橋起到平衡電荷的作用。由總反應(yīng)方程式可知電極X的材料是銅，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)溶液Y是可溶性銀鹽，常用硝酸銀。電極反應(yīng)式表示為：負(fù)極：Cu2e=Cu2，正極：2Ag2e=2Ag，電子由負(fù)極出發(fā)，經(jīng)外電路流向正極。答案：(1)銅(或Cu)AgNO3溶液 (2)正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2(3)負(fù)(Cu)正(Ag) (時間：40分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括6個小題，每小題8分，共48分。每小題只有一個選項符合題意)1下列說法正確的是( )A構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是金屬B在原電池中，電子流出的一極是負(fù)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(yīng)D原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能解析：構(gòu)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(zhì)可形成ZnCu原電池所以C對。能量轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%，所以D錯。答案：C2下列各裝置能形成原電池的是( )解析：判斷一個裝置能否構(gòu)成原電池，要看是否符合原電池的構(gòu)成條件：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)；電解質(zhì)溶液；構(gòu)成閉合回路；能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。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(zhì)溶液，不能構(gòu)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(gòu)成的條件，能形成原電池。答案：D3如圖所示的裝置中，在產(chǎn)生電流時，以下說法不正確的是( )AFe是負(fù)極，C是正極B負(fù)極反應(yīng)式為：Fe3e=Fe3C內(nèi)電路中陰離子移向FeCl2溶液D電流由石墨電極流向Fe電極解析：Fe與C作為原電池的電極，則Fe為負(fù)極，C是正極。Fe在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2，因此B項錯誤，且左邊燒杯中正電荷增加，必然使鹽橋中的陰離子移向FeCl2溶液，電子由Fe電極流向石墨電極，則電流由石墨電極流向Fe電極。答案：B 4有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)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(zhì)量減?。籦極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生；c極無變化d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是( )Aa>b>c>d Bb>c>d>aCd>a>b>c Da>b>d>c解析：由第一個裝置a極溶解，可知a極是負(fù)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ad，則電子從da，故金屬活動性d>a。答案：C5向等質(zhì)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(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系如下所示，正確的是( )解析： ZnH2SO4=ZnSO4H2，反應(yīng)速率較快，若向a中加入少量的CuSO4溶液，則有：ZnCuSO4=CuZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又構(gòu)成無數(shù)微小的CuZn原電池，加快了Zn的反應(yīng)速率，所以Zn與稀硫酸反應(yīng)時，加入CuSO4則反應(yīng)速率加快，應(yīng)先反應(yīng)完，但因Cu2消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。答案：A6以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)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 H2B兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等C鋅片溶解了31 g，銅片上析出了1 g H2D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(guān)計算中，關(guān)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(yīng)式看：負(fù)極：Zn2e=Zn2；正極：2H2e=H2。當(dāng)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二、非選擇題(本題包括3個小題，共52分)7(18分)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(fù)極反應(yīng)是_，正極反應(yīng)是_。(2)電流的方向是_。(3)一段時間后，當(dāng)在銅片上放出1.68 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時，共消耗_g鋅，有_個電子通過了導(dǎo)線。解析：由題意得產(chǎn)生0.075 mol H2，通過0.075 mol20.15 mol電子，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極流向Zn極(3)4.8759.0310228(16分)A、B、C、D四種金屬按下表中的裝置圖進(jìn)行實驗。裝置現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣泡產(chǎn)生根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)是_。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)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(fù)極、B為正極，活動性A>B；乙中C極質(zhì)量增加，即析出Cu，則B為負(fù)極，活動性B>C；丙中A上有氣體即H2產(chǎn)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)A2e=A2(2)Cu22e=Cu(3)變大(4)D>A>B>C9(18分)為了避免鋅片與Cu2直接接觸發(fā)生反應(yīng)而影響原電池的放電效率，有人設(shè)計了如下裝置，按要求完成以下填空：(1)此裝置工作時，可以觀察到的現(xiàn)象是_，電池總反應(yīng)式為_。(2)以上電池中，鋅和鋅鹽溶液組成_，銅和銅鹽溶液組成_，中間通過鹽橋連接起來。(3)電池工作時，硫酸鋅溶液中SO向_移動，硫酸銅溶液中SO向_移動。(4)此鹽橋內(nèi)裝有含瓊膠的飽和KCl溶液，鹽橋是通過_移動來導(dǎo)電的。在工作時，K移向_。解析：該裝置為鋅銅原電池，總反應(yīng)式為：ZnCu2=CuZn2，電池工作時，觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，鋅片不斷溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出，其中Zn與ZnSO4溶液組成鋅半電池，Cu與CuSO4溶液組成銅半電池。電池工作時，ZnSO4溶液中SO向負(fù)極(鋅電極)移動，CuSO4溶液中SO向鹽橋移動，而鹽橋中，K向正極區(qū)(CuSO4溶液)移動，Cl向負(fù)極區(qū)(ZnSO4溶液)移動，這樣靠離子的移動形成閉合回路而導(dǎo)電。答案：(1)電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出ZnCu2=Zn2Cu(2)鋅半電池銅半電池(3)鋅電極鹽橋 (4)離子正極區(qū)(CuSO4溶液)