人教版高中化学选修4练习:第四章第一节原电池 Word版含答案
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第一节原电池基础巩固1下列反应可用于设计原电池的是()A.H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2OB.2FeCl3+Fe3FeCl2C.Mg3N2+ 6H2O3Mg(OH)2↓+ 2NH3↑D.NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl↓答案:B2有关原电池的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,只能用金属锌作负极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答案:C3有关如图所示原电池的叙述,正确的是(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液)()A.铜片上发生氧化反应B.取出盐桥后,电流计依然发生偏转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答案:C4某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑,则下列说法中正确的是()A.可以用HNO3作电解质溶液B.可以用锌作原电池正极C.可以用铁作负极,铁的质量不变D.可以用铜作原电池正极答案:D5根据原电池的有关知识,下列反应不能用于原电池的是()A.2H2+O22H2OB.2CH3OH+3O22CO2+4H2OC.Zn+2HCl ZnCl2+H2↑D.NaOH+HCl NaCl+H2O解析:原电池反应必须是放出能量的自发氧化还原反应,选项D是非氧化还原反应,故它不可以用于原电池。
答案:D6下列叙述正确的是()A.反应AlCl3+4NaOH NaAlO2+3NaCl+2H2O,可以设计成原电池B.Zn和稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率C.把Fe片和Cu片放入稀硫酸中,并用导线把二者相连,观察到Cu片上产生大量气泡,说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化D.Zn-Cu原电池工作过程中,溶液中H+向负极作定向移动答案:B7在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.正极附近的S O42-浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出解析:题干所述装置属于原电池装置,负极反应式:Zn-2e-Zn2+,正极反应式:2H++2e-H2↑,电子由负极流出经过外电路流向正极。
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)一、选择题1.下列叙述正确的是()①原电池是把化学能转化为电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应,负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+,能以原电池的形式来实现A.①⑤B.①④⑤C.②③④D.②⑤解析:②原电池负极发生氧化反应,正极发生还原反应;③原电池的反应必须是能自发进行的氧化还原反应;④碳棒是导体,可作原电池的正极。
答案: A2.下列装置可以组成原电池的是()答案: A3.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型管)构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为:Ag++e-===Ag③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作④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A.①②B.②③C.②④D.③④解析:该原电池中Cu作负极,Ag作正极,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+,正极反应式为2Ag++2e-===2Ag,因此②对;在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方向与电子流向相反,所以①错;没有盐桥,原电池不能形成闭合回路,所以③错;无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,所以④对。
答案: C4.某原电池装置如图所示。
下列有关叙述中,正确的是()A.Fe作正极,发生氧化反应B.负极反应:Al-3e-+3OH-===Al(OH)3↓C.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:A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,错误;B项,铝是负极,失去电子,电极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO-2+2H2O,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。
姓名,年级:时间:第四章电化学基础第一节原电池学习目标核心素养1.以铜锌原电池为例,了解原电池的工作原理。
2.会正确判断原电池的正极和负极,能正确书写电极反应式和电池反应方程式。
3.能设计简单的原电池。
1。
宏观辨识与微观探析:从宏观和微观的角度理解电子的移动、阴阳离子的移动、氧化反应及还原反应的发生、电流的形成过程和原理。
2.变化观念与平衡思想:进一步深化对化学能与电能相互转化的认识,了解从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化,理解带有盐桥原电池的实用性.一、原电池及其工作原理1.原电池(1)概念:将化学能转化为电能的装置。
(2)实质:利用能自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能。
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)3.原电池形成条件(1)两个活泼性不同的电极较活泼金属作负极,较不活泼金属或非金属作正极。
(2)电解质溶液两电极必须浸在电解质溶液中.(3)形成闭合回路用导线(或盐桥)分别连通外电路、内电路。
(4)自发氧化还原反应实质性非物质形式条件。
二、原电池的设计理论上,能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池。
实际设计时应注意以下几方面。
(1)外电路负极(还原性较强的物质)错误!正极(较稳定的金属或能导电的非金属).(2)内电路将两极浸入电解质溶液中,使正、负离子作定向运动。
(3)闭合电路探究点一原电池的构成条件和工作原理1.原电池的构成条件(1)具有不同的电极,较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应;较不活泼金属或非金属(石墨等)作正极,得到电子,发生还原反应,此电极本身不变。
(2)具有电解质溶液。
(3)具有导线相连(或直接接触)组成的闭合回路.(4)有能自发进行的氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此条件)。
a.不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定式,如下图甲池中Mg作负极:Mg-2e-===Mg2+,Al作正极:2H++2e-===H2↑;乙池中由于镁不与强碱反应而Al和NaOH溶液的反应能自发进行,所以Al作负极:Al-3e-+4OH-===AlO-,2+2H2O,Mg作正极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
高中化学学习材料唐玲出品第一节电化学基础――原电池【典型例题】[例1] 如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。
试写出可能的电极反应式,并指出正、负电极及电极反应类型。
(1)Fe:____________、___________(可不填满,也可补充,下同);(2)Pb片:__________、____________。
答案:(1)开始时,Fe是正极:4H++2NO3—+2e-=2NO2↑+2H2O(还原反应);后来,Fe是负极:3Fe-6e-=3Fe2+(氧化反应)(2)开始时,Pb是负极:Pb-2e-=Pb2+(氧化反应);后来,Pb是正极:2NO3—+8H++6e-=2NO↑+4H2O(还原反应)解析:把物质的性质和原电池联系。
[例2] 把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中有0.2mol电子通过时,负极的质量变化()A. 减少0.1gB. 减少6.5gC. 减少5.6gD. 增加6.4g答案:B解析:利用原电池反应的实质是氧化还原反应进行计算。
[例3] 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池,在工作过程中,电解质溶液的pH()A. 不变B. 先变小后变大C. 逐渐变大D. 逐渐变小答案:C解析:考察基本的电极反应的判断。
[例4] 将等质量的A、B两份锌粉装入试管中,分别加入过量的稀硫酸,同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。
图表示产生氢气的体积V与时间t的关系,其中正确的是()答案:D解析:考察原电池的应用和判断产物的方法。
[例5] 有A、B、C、D四种金属。
将A与B用导线连结起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。
将A、D分别投入等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。
据此判断它们活动性由强到弱的须序是()A. D>C>A>BB. D>A>B>CC. D>B>A>CD. B>A>D>C答案:B解析:根据原电池电极判断的原理判断金属活动性。
一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)1.(2018·德州高二检测)暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理,使其发生原电池反应,铁粉在原电池中充当( )A .负极B .正极C .阴极D .阳极解析:根据暖宝宝是利用铁的“氧化放热”原理,推知铁在原电池中失去电子,作原电池的负极。
答案:A2.原电池中发生的反应一定是( ) A .化合反应B .置换反应C .非氧化还原反应D .氧化还原反应解析:原电池反应实质上是氧化还原反应,但不一定是置换反应;化合反应不一定是氧化还原反应。
答案:D3.可以将反应Zn +Br 2===ZnBr 2设计成原电池,下列4个电极反应: ①Br 2+2e -===2Br -, ②2Br --2e -===Br 2, ③Zn-2e -===Zn 2+,④Zn 2++2e -===Zn ,其中表示放电时负极和正极反应的分别是( ) A .②和③ B .②和① C .③和①D .④和①解析:放电时负极为Zn ,失电子被氧化,正极为Br 2,得电子被还原。
答案:C4.(2018·苏州模拟)将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中,并经过一段时间后,下列叙述中正确的是( )A .负极有Cl 2逸出,正极有H 2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:在该原电池中,Fe 为负极,电极反应为Fe -2e -===Fe 2+;Ag 为正极,电极反应为2H ++2e -===H 2↑,Cl -移向负极,但整个溶液中Cl -的浓度基本保持不变,D 正确。
答案:D5.理论上不能设计为原电池的化学反应是( ) A .CH 4(g)+2O 2(g)=====点燃CO 2(g)+2H 2O(l);ΔH <0 B .HNO 3(aq)+NaOH(aq)===NaNO 3(aq)+H 2O(aq);ΔH <0 C .2H 2(g)+O 2(g)=====点燃2H 2O(l);ΔH <0D.2FeCl3(l)+Fe(s)===3FeCl2(l);ΔH<0解析:原电池反应均是氧化还原反应,A、C、D均属氧化还原反应,理论上可以设计成原电池,而B是非氧化还原反应,不能设计成原电池。
主动成长夯基达标1.铜片和锌片用导线连接后插入稀H2SO4中,锌片是()A.阴极B.正极C.阳极D.负极解析:原电池的两极分别命名为正、负极。
铜片和锌片用导线连接后插入稀H2SO4中形成了原电池,其中锌失去电子作原电池的负极。
答案:D2.有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4−溶液中,A极为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,电流由D−→−C;③A、C相连后,同时浸入稀H2SO4溶液中,C极产生大量气泡;④B、D相导线−→连后,同时浸入稀H2SO4中,D极发生氧化反应。
据此,判断四种金属的活动顺序是…()A.A>B>C>D B.A>C>D>B C.C>A>B>D D.B>D>C>A 解析:金属与稀H2SO4溶液组成原电池,活泼金属为负极,失去电子发生氧化反应,较不−正极,电活泼的金属为正极,H+在正极表面得到电子生成H2,电子运动方向由负极−→−负极。
在题述原电池中,A—B原电池,A为负极;C—D原电池,C 流方向则由正极−→为负极;A—C原电池,A为负极;B—D原电池,D为负极。
综上可知,金属活动性A>C >D>B。
答案:B3.在用Zn片、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中,工作一段时间后,下列说法中正确的是()A.锌片是正极,铜片上有气泡产生B.电流方向是从锌片流向铜片C.溶液中H2SO4的物质的量减少D.电解液的pH保持不变解析:活泼金属Zn为负极,电流方向由正极到负极,电子流动方向相反,随H+消耗,pH 逐渐增大。
答案:C4.对于锌铜稀H2SO4组成的原电池装置中,当导线中有1 mol电子通过时,理论上的两极变化是()①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出1 g H2④铜片上析出1 mol H2A.①③B.①④C.②③D.②④解析:ZnCu原电池中,锌作负极,失去1 mol电子时,理论上溶解锌32.5 g,同时铜作正极,铜片上有0.5 mol H2放出。
第四章电化学基础第一节原电池A组1.有关原电池的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.在原电池中负极发生还原反应C.阳离子向正极方向移动D.原电池中正极一定是不活泼金属解析:在外电路中,电子从负极流向正极;原电池中负极发生氧化反应;随着反应的进行,阳离子在正极被还原,所以电解质溶液中的阳离子向正极移动;原电池中一般正极金属比负极金属活泼性差,但不一定是不活泼金属。
答案:C2.理论上不能设计为原电池的化学反应是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)ΔH<0C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH<0D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq)ΔH<0解析:原电池反应均是自发进行的放热的氧化还原反应,选项A、C、D均属氧化还原反应,理论上可以设计成原电池,而选项B是非氧化还原反应,不能设计成原电池。
答案:B3.某同学制作一个原电池,电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+Zn2++Cu,它的组成是()A.Cu为正极,Zn为负极,CuCl2为电解质溶液B.Cu为正极,Zn为负极,ZnCl2为电解质溶液C.Zn为正极,Cu为负极,CuCl2为电解质溶液D.Zn为正极,Cu为负极,CuSO4为电解质溶液解析:根据原电池中正负极的判断方法,可以分析在将反应Zn+Cu2+Zn2++Cu设计为原电池时,由于锌发生了氧化反应,因而负极材料应选择锌;正极材料选择比锌不活泼的金属或者非金属;而电解质溶液中要含有Cu2+。
答案:A4.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:X→外电路→YB.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,则它们的活动性为X>YD.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应解析:由图可知,电子的流动方向是X→外电路→Y,则电流的方向就为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。
第四章电化学基础训练1原电池[基础过关]一、原电池工作原理的应用1.关于右图装置的叙述,正确的是() A.铜是负极,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后生成H22.如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是()A.外电路的电流方向为X→外电路→YB.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为FeC.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y3.如图所示装置中,可观察到电流表指针偏转,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()4.按下图装置实验,若x轴表示流出负极的电子的物质的量,则y轴应表示()①c(Ag+)②c(NO-3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的质量A.①③B.③④C.①②④D.②二、原电池正极、负极的判断5.对于原电池的电极名称,叙述错误的是() A.发生氧化反应的一极为负极B.正极为电子流入的一极C.比较不活泼的金属为负极D.电流流出的一极为正极6.在如图所示的装置中,a的金属活动性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各种叙述不正确的是()A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大B.a是正极,b是负极C.导线中有电子流动,电子从a极流向b极D.a极上发生了氧化反应7.如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。
下列有关说法正确的是()A.Fe比Pb活泼,始终作负极B.Fe在浓HNO3中钝化,始终不会溶解C.电池停止工作时,烧杯中生成了Fe(NO3)3D.利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想三、电极反应式的书写8.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.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,其负极反应式为Al-3e-===Al3+B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO-2+2H2OC.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+9.锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是()A.正极反应为Zn-2e-===Zn2+B.电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++CuC.在外电路中,电流从负极流向正极D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液10.锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。
§4.1 原电池一.选择题(每题6分、共72分)1.有关下图所示原电池的叙述不正确的是( )A.电子沿导线由Cu片流向Ag片B.正极的电极反应式是Ag++e-===AgC.Cu片上发生氧化反应,Ag片上发生还原反应D.反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液2.100 mL 1 mol/L的硫酸与过量的锌粒反应,在一定温度下,为了加快反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应混合液中加入少量的A.Na2CO3溶液B.CuSO4溶液 C.CH3COONa D.K2SO4溶液3.如图所示,杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑两球的浮力变化) ( )A.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低 B.当杠杆为导体时,A端低B端高C.杠杆为导体或绝缘体时,均为A端低B端高 D.当杠杆为导体时,A端高B端低4.如图:电流计的指针会偏转,M极变粗,N极变细符合这种情况的是A.M是铜,N是锌,R是硫酸溶液B.M是锌,N是铜,R是硫酸铜溶液C.M是银,N是锌,R是硝酸银溶液D.M是铁,N是铜,R是硝酸铜溶液5.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④6.银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。
根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。
下列说法正确的是A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + A12S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl7.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型管)构成一个原电池。
第一节原电池一、选择题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2.某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeCl3===ZnCl2+2FeCl2,设计了如图所示的原电池装置,下列说法正确的是()A.Zn为负极,发生还原反应B.b电极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+C.电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极D.电池的正极材料可以选用石墨、铂电极,也可以用铜3.原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法错误的是()A.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+B.由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池,负极反应式为Al-3e-===Al3+C.由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池,负极反应式为Al+4OH--3e-===AlO-2+2H2O D.由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+4.如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是()A.电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的负极B.电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2e-===CuC.该原电池的总反应:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+D.盐桥中装有含氯化钾的琼胶,其作用是传递电子5.某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
下列叙述中正确的是()A.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小B.乙烧杯中发生还原反应C.外电路的电流方向是从a到b D.电池工作时,盐桥中的SO2-4移向甲烧杯6.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述中正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池中的c(SO2-4)减小C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡7.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。
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()A.Fe-3e-===Fe3+B.Fe-2e-===Fe2+C.2H2O+O2+4e-===4OH-D.Ag++e-===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Fe+2AgNO3===2Ag+Fe(NO3)2,正极的电极反应为Ag++e-===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:Zn -2e-===Zn2+,正极:Cu2++2e-===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:A4.100 mL浓度为2 mol·L-1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 mol·L-1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()A.a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4B.a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4C.a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液D.a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:D6.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:Cu-2e-===Cu2+,正极:2Ag++2e-===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2Ag++2e-===2Ag Cu-2e-===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Zn-Cu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:①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);②电解质溶液;③构成闭合回路;④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()A.Fe是负极,C是正极B.负极反应式为:Fe-3e-===Fe3+C.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:B4.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A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c解析:由第一个装置a极溶解,可知a极是负极,金属活动性a>b,第二个装置依据氧化性、还原性的规律金属活动性b>c,故第三个装置的金属活动性d>c,由第四个装置电流从a→d,则电子从d→a,故金属活动性d>a。
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:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,反应速率较快,若向a 中加入少量的CuSO4溶液,则有:Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4,消耗一部分Zn,生成的Cu附于Zn上,又构成无数微小的Cu-Zn 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:Zn-2e-===Zn2+;正极:2H++2e-===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 mol×2=0.15 mol 电子,消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。
所以m(Zn)=0.075 mol ×65 g·mol-1=4.875 g,N(e-)=0.15 mol×6.02×1023mol-1=9.03×1022。
答案:(1)Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑(2)由Cu极流向Zn极(3)4.8759.03×10228.(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(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A>B;乙中C极质量增加,即析出Cu,则B为负极,活动性B>C;丙中A上有气体即H2产生,则A为正极,活动性D>A,随着H+的消耗,溶液pH逐渐变大。
答案:(1)A-2e-===A2+(2)Cu2++2e-===Cu(3)变大(4)D>A>B>C9.(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SO2-4向________移动,硫酸铜溶液中SO2-4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:Zn+Cu2+===Cu+Zn2+,电池工作时,观察到①电流计指针发生偏转,②锌片不断溶解,③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SO2-4向负极(锌电极)移动,CuSO4溶液中SO2-4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Zn+Cu2+===Zn2++Cu(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极盐桥(4)离子正极区(CuSO4溶液)。