【整合】高二化学人教版选修四-4.1-原电池-同步练习
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人教版化学高二选修4第四章第一节原电池同步练习C卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共20题;共40分)1. (2分)(2017·新课标Ⅲ卷) 全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a 常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8).下列说法错误的是()A . 电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4B . 电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC . 石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D . 电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多2. (2分) (2016高三下·海淀开学考) 已知KH和H2O反应生成H2和KOH,反应中1mol KH()A . 失去1mol电子B . 得到1mol电子C . 失去2mol电子D . 没有电子得失3. (2分) (2018高一下·哈尔滨期中) 下面是四个化学反应,你认为理论上不可以用于设计原电池的化学反应是()A . 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑B . 2H2+O2 2H2OC . Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑D . CH4+2O2 CO2+2H2O4. (2分) (2017高二上·鸡西期末) 如图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是()A . 上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B . 干电池在长时间使用后,锌筒被破坏C . 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D . 铅蓄电池工作过程中,每通过 2 mol 电子,负极质量减轻 207 g5. (2分) (2019高一下·东阳期中) 验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl 溶液)。
①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A . 对比②③,可以判定Zn保护了FeB . 对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C . 验证Zn保护Fe时不能用①的方法D . 将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼6. (2分) (2019高一下·东阳期中) 利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理为:2CO2+2H2O 2HCOOH+O2 ,装置如图所示,下列说法不正确的是()A . 电极1周围pH增大B . 电子由电极1经过负载流向电极2C . 电极2的反应式:CO2+2H++2e-=HCOOHD . 该装置能将太阳能转化为化学能和电能7. (2分) (2017高一下·武城期中) 某实验兴趣小组按如图装置实验后,所记录内容合理的是()实验记录①Zn质量减少,Cu质量不变;②外电路电流方向是:由Cu→Zn;③SO42﹣向Cu极移动;④Zn电极发生氧化反应;⑤正极反应式:Cu2++2e﹣═CuA . ①②④B . ②③④C . ②④⑤D . ①③⑤8. (2分) (2018高一下·北京期中) 下列说法中错误的是()A . 将金属a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中,a的质量减少,说明a比b活泼B . 燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池C . 化学电池的反应原理是自发的氧化还原反应D . 镍氢电池和锌锰干电池都是可充电电池9. (2分) (2019高二上·宁县期末) 下图为水果电池的示意图,下列说法正确的是()A . 锌片作负极,质量逐渐减少B . 电子由铜片沿导线流向锌片C . 铜电极逐渐溶解D . 该装置能将电能转化为化学能10. (2分) (2016高一下·右玉期中) 现在电池的种类非常多,且由电池造成的污染越来越严重,下列电池不会造成环境污染的是()A . 锂电池B . 锌锰电池C . 氢氧燃料电池D . 镍镉电池11. (2分) (2019高一下·慈利期中) 下列图示的装置不能形成原电池的是()A .B .C .D .12. (2分) (2018高二上·菏泽期中) 金属镍有广泛的用途。
人教版化学高二选修4第四章第一节原电池同步练习B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共20题;共40分)1. (2分)(2018·太原模拟) LED系列产品是一类新型节能产品。
图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图,图乙是LED发光二极管的装置示意图。
下列叙述错误的是()A . 电池应选用阳离子交换膜,Na+向A极区移动B . 电池A极区的电极反应式为:H2O2+2e-=2OH-C . 每有1molNaBH4参加反应,转移电子数为4NAD . 要使LED发光二极管正常发光,图乙中的导线a应与图甲中的B极相连2. (2分) (2020高一下·浙江开学考) 设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法不正确的是()A . 将1 mol钠单质与氧气反应分别生成Na2O和Na2O2 ,转移电子数均为NAB . 标准状况下,将1 mol Cl2通入足量的水中,转移电子数小于NAC . 标准状况下,2.24 L四氯化碳中含共价键数目为0.4 NAD . 2 L 0.5 mol·Lˉ1 醋酸钠溶液中含有Na+离子的数目为NA3. (2分) (2018高一下·天水期末) 一种新型燃料电池,以镍板为电极插入KOH溶液中,分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气,其中某一电极反应式为C2H6+18OH−−14e−=2CO32−+12H2O。
有关此电池的推断错误的是()A . 通入乙烷的电极为负极B . 放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降C . 参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为2∶7D . 溶液中的OH−向负极移动4. (2分)(2016·四川) 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:Li1﹣xCoO2+LixC6═LiCoO2+C6(x<1),下列关于该电池的说法不正确的是()A . 放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移B . 放电时,负极的电极反应式为LixC6﹣xe﹣═xLi++C6C . 充电时,若转移1mol e﹣,石墨(C6)电极将增重7x gD . 充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2﹣xe﹣═Li1﹣xCoO2+xLi+5. (2分) (2017高二下·周口期末) —种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。
第四章电化学基础第一节原电池[目标要求] 1.理解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解半反应、盐桥、内电路、外电路等概念。
3.会判断原电池的正、负极,能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。
一、原电池1.原电池定义:将化学能转变为电能的装置。
2.实质:将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。
即将化学能转化成电能。
3.简单原电池的构成条件:①活泼性不同的两个电极,②电解质溶液,③形成闭合回路,④能自发进行的氧化还原反应。
二、原电池的工作原理工作原理:利用氧化还原反应在不同区域内进行,以适当方式连接起来,获得电流。
以铜锌原电池为例:1.在ZnSO4溶液中,锌片逐渐溶解,即Zn被氧化,锌原子失电子,形成Zn2+进入溶液,从锌片上释放的电子,经过导线流向铜片;CuSO4溶液中,Cu2+从铜片上得电子,还原成为金属铜并沉积在铜片上。
锌为负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+;铜为正极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-===Cu。
总反应式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,反应是自发进行的。
2.闭合回路的构成:外电路:电子从负极到正极,电流从正极到负极,内电路:溶液中的阴离子移向ZnSO4溶液,阳离子移向CuSO4溶液。
3.盐桥盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。
当其存在时,随着反应的进行,Zn棒中的Zn 原子失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO2-4过多,溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性时,将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在就避免了这种情况的发生,其中Cl-向ZnSO4溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶液保持电中性,反应可以继续进行。
知识点一原电池1.下列装置中能构成原电池产生电流的是()答案 B解析A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池;B项符合原电池的构成条件,两电极发生的反应分别是Zn-2e-===Zn2+,2H++2e-===H2↑;C项中酒精不是电解质,故不能构成原电池。
人教版化学高二选修4第四章第一节原电池同步练习C卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共20题;共40分)1. (2分)控制适合的条件,KI溶液过量,将反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断正确的是()A . 反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+发生氧化反应B . 反应开始时,乙中石墨电极的反应式:I2+2e-=2I-C . 电流计读数为零时,在甲中加入KSCN溶液,出现血红色D . 电流计读数为零时,反应处在停止状态2. (2分) (2018高一上·玉溪期中) 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作为脱氯剂,已知25.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224 mL Cl2(标准状况下)完全转化为Cl-,则S2O32-将转化为()A . SO42-B . SC . SO32-D . S2-3. (2分) (2019高一下·绥滨期中) 研究人员研制出一种可作为鱼雷和潜艇的储备电源的新型电池——锂水电池(结构如图),使用时加入水即可放电。
下列关于该电池的说法错误的是()A . 锂为负极,钢为正极B . 工作时负极的电极反应式为Li-e-=Li+C . 工作时OH-向钢电极移动D . 放电时电子的流向:锂电极→导线→钢电极4. (2分) (2018高三上·北京期中) 铅蓄电池是常见的二次电池,电池总反应为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列说法正确的是()A . 放电时PbO2发生氧化反应B . 放电时的负极反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4C . 充电时电解质溶液的质量减少D . 充电时的阴极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+5. (2分)(2018·唐山模拟) 镁、锌等金属与H2O2可形成“金属-H2O2”电池,能为潜水器提供动力,可用食盐水作为电解质溶液,如下图所示。
第一节原电池题组1 原电池的工作原理1.下列说法正确的是( )A.原电池中,负极上发生的反应是还原反应B.原电池中,电流的方向是负极—导线—正极C.双液原电池中的盐桥是为了联通电路,所以也可以用金属导线代替D.在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极答案 D解析A项,负极上发生氧化反应。
B项,电流的方向应是正极—导线—负极。
C项,盐桥不能用导线代替。
2.在铜—锌—硫酸构成的原电池中,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答案 A解析负极:Zn -2e-===Zn2+。
0.5 mol 1 mol正极:2H++2e-===H2↑1 mol 0.5 mol所以Zn溶解32.5 g,铜片上析出1 g H2,①③正确。
3. 如图所示装置,电流计G发生偏转,同时A极逐渐变粗、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液D.A是Ag,B是Fe,C为AgNO3液答案 D解析根据电极现象可以判断,A为正极,B为负极,电解质溶液必须为不活泼金属的盐溶液,D项符合。
4.某原电池的总反应离子方程式为:2Fe3++Fe===3Fe2+,不能实现该反应的原电池为( )A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液C.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液答案 B解析根据2Fe3++Fe===3Fe2+可以判断,铁作负极,比Fe活泼性弱的Cu、Ag或C棒作正极,电解质溶液中含有Fe3+,B不符合。
人教版化学高二选修4第四章第一节原电池同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共20题;共40分)1. (2分) (2018高三上·安平期中) 某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图所示,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是()A . 电子通过外电路从b极流向a极B . b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-C . H+由a极通过固体酸电解质传递到b极D . 每转移0.1 mol电子,消耗1.12L的H22. (2分) (2019高三上·浠水月考) 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A . 1molAlCl3在熔融状态时含有的离子总数为4NAB . 某温度下纯水的pH=6,该温度下10LpH=11的NaOH溶液中含OH-的数目为NAC . 8.7g二氧化锰与含有0.4molHCl的浓盐酸加热充分反应,转移电子的数目为0.2NAD . 12g金刚石中C-C键的数目为4NA3. (2分) (2019高一下·双鸭山期中) 下列反应不可用于设计原电池的是()A . H2+Cl2 =2HClB . NaOH+HCl = NaCl+H2OC . Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑D . 4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH)34. (2分) (2016高一下·吴中期中) 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如右图.下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是()A . 该电池工作时电能转化为化学能B . 该电池中电极a是正极C . 外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD . 该电池的总反应:2H2+O2=2H2O6. (2分) (2015高二上·临川期末) 如图所示的原电池装置,X,Y为两个电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列叙述正确的是()A . 外电路中的电流方向为:X→外电路→YB . 若两个电极分别为Zn和碳棒,则X为碳棒,Y为ZnC . 若两个电极都是金属,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7. (2分) (2016高三下·浉河月考) 用选项中的电极、溶液和如图所示装置可组成原电池.下列现象或结论叙述正确的是()选项电极a电极b A溶液B溶液现象或结论A Cu Zn CuSO4ZnSO4一段时间后,a增加的质量与b减少的质量相等B Cu Zn稀硫酸ZnSO4溶液中阳离子经过盐桥向b极移动C C C FeCl3KI、淀粉混合液b极附近溶液变蓝D Fe C NaCl FeCl3外电路电子转移方向:b→aA . AB . BC . CD . D8. (2分) (2018高二上·和平期末) 铅蓄电池是最常见的二次电池,其构造示意图如下。
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第一节 原电池同步练习
1.如左图所示的装置,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中,使之
平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是( )
A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状况
C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜
2.将纯锌片和纯铜片按右图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pH均增大 D.产生气泡的速度甲比乙慢
3.将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中,下列各叙述正确的是 ( )
A. 正极附近SO42-的浓度逐渐增大 B.负极附近SO42-的浓度逐渐减小
C.负极附近SO42- 的浓度逐渐增大 D.正负极附近SO42-的浓度基本不变
4.银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源,它的电池反应是:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,
则负极上发生反应的物质是 `( )
A. Ag B. Zn(OH)2 C. Ag2O D. Zn
5.等质量的三份锌a、b和c,分别加入足量稀H2SO4中,a中同时加入适量CuSO4溶液,c中加
入适量CH3COONa溶液。下列各图中表示其产生氢气总体积(V)与时间(t)的关系,其中
正确的是 ( )
6、对于锌-铜-稀H2SO4组成的原电池装置中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的电极
变化 ( )
①锌片溶解了32.5g ②锌片增重32.5g ③铜片上析出了1g H2 ④铜片上析出1molH2
A. ①③ B. ①④ C ②③ D. ②④
7、根据下列事实,判断离子的氧化性顺序为①A+B2+===A2++B②D+2H2O===D(OH)2+H2↑ ③以B、
E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为:E2++2e-=E,B-2e-=B2+ ( )
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A.D2+>A2+>B2+>E2+ B.D2+>E2+>A2+>B2+
C.E2+>B2+>A2+>D2+ D.A2+>B2+>D2+>E2+
8、市场上出售的“热敷袋”,其主要成分是铁屑、碳粉、木屑与少量氯化钠、水等。它在使
用之前需用塑料袋与空气隔绝。使用时启开塑料袋上的气孔,轻轻揉搓就会放出热量来。当
使用完后还会发现有铁锈生成。依上述现象回答:
(1) “热敷袋”放出的热量的利用是利用铁发生 反应放出的热量。
(2) 碳粉的主要作用是
(3) 加入氯化钠的作用是
(4)试写出上述变化过程中的电极反应式方程式:
负极: 。
正极: 。
9.依据氧化还原反应Cu(s)+ 2Ag +(aq)= 2Ag(s) + Cu 2+(aq)设计的原电池如左图所
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。
10.已知可逆反应:AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O 据此设计出如右图所示的实验装置
(装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路).进行如下操作:
(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现微安表指针偏转;
(Ⅱ)若改向(B)烧杯中滴加40% NaOH溶液,发现微安表指针向前述相反方向偏转.
试回答下列问题:
(1)两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转?
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?
(3)(Ⅰ)操作过程中,C1棒发生的反应为
(4)(Ⅱ)操作过程中,C2棒发生的反应为
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11、选用铁棒、铜棒为电极用导线连接组成一个原电池.
(1)当电解质溶液为稀硫酸时:
①Fe电极是__________(填“正”或“负”)极,其电极反应为________________________ 该
反应是__________(填“氧化”或“还原”下同)反应;
②Cu电极是__________电极,其电极反应为______________________
该反应是__________反应.
(2)当电解质溶液为稀硝酸时:
①Fe电极是_____极,其电极反应为__________ ,该反应是_____ 反应.
②Cu电极是_____极,其电极反应为__________ ,该反应是_____ 反应.
12.如下图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)中反应的离子方程式为
(2)中的电极反应:Fe: 、Sn:
Sn极附近溶液的pH(填增大、减小或不变)
(3)中被腐蚀的金属是 、其电极反应式为 。
比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
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参考答案
1、D 2、C 3、C 4、D 5、B 6、A 7、C
8.(1)氧化(2)与铁、氯化钠溶液构成原电池,炭作电池的正极,从而加速铁的氧化(3)
氯化钠溶于水形成电解质溶液(4)负极:Fe + 2e- = Fe2+ 正极:O2+2H2O+4e=4OH-
9. (1)铜;Ag NO3溶液(2)正;Cu—2e-= Cu 2+ Ag + + e- = Ag(3)负(Cu);正(Ag)
10.(1)两次操作均发生原电池反应,所以微安表指针会发生偏转.
(2)两次操作,电极相反,电子流向相反,因而指针偏转方向相反.
(3)2I--2e-=I2
(4)AsO33-+H2O-2e-=AsO43-+2H+ (或AsO33-+2OH--2e-=AsO43-+H2O)
11. (1)①负Fe-2e-=Fe2+氧化
②正2H++2e-=H2↑还原
(2)①负Fe-3e-=Fe3+ (或Fe-2e-=Fe2+)氧化
②正4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O还原
12. (1)Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
(2)Fe - 2e- = Fe2+ 2H+ + 2e- = H2↑
(3) 2 1 3