高中化学第4章电化学基础第1节原电池课后提能层级练新人教版选修4 2

高中化学第4章电化学基础第1节原电池课后提能层级练新人教版选修4 2

第一节　原电池 课后提能 层级练 ‎1.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是(　　)‎ 解析：选A　B、C选项均无化学反应；D选项Zn与稀H2SO4反应，Zn棒上产生气泡，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求。‎ ‎2．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：选A　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。‎ ‎3．如图，两电极上发生的电极反应a极：Cu2＋＋2e－===Cu ；b极：Fe－2e－===Fe2＋。下列说法中不正确的是(　　)‎ A.该装置为原电池 B.a极上发生还原反应 C.电子由b→a D.该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能 解析：选D　该装置为原电池，a极发生还原反应，b极发生氧化反应，电子由负极(b)流出经导线流向正极(a)，该过程中能量由化学能转换为电能、热能、甚至是光能。‎ ‎4.银锌电池广泛用作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 7‎ C.Ag2O D．Zn 解析：选D　判断原电池的正、负极，要根据总反应式确定失电子物质和得电子物质，然后根据在原电池中失去电子的物质作负极作出判断。由题给总方程式得：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，故Zn为负极。‎ ‎5.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。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－===Ag ‎③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.①② B．②③‎ C.②④ D．③④‎ 解析：选C　Cu作负极，Ag作正极。负极：Cu－2e－===Cu2＋；正极：Ag＋＋e－===Ag。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，原电池不能继续工作，③错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，④对。‎ ‎6.有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：‎ ‎①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；‎ ‎②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D―→导线―→C；‎ ‎③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；‎ ‎④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。‎ 据此，判断四种金属的活动性顺序是(　　)‎ A.A＞B＞C＞D B．A＞C＞D＞B C.C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A 解析：选B　金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极表面得到电子生成氢气，电子运动方向由负极到正极。题中由①知A>B；由②知C>D；由③知A>C；由④知D>B。综合以上信息可知金属活动性A＞C＞D＞B。‎ ‎7．如图是一个原电池装置，请按要求填空。‎ ‎(1)正极材料是________，负极材料是________。‎ 7‎ ‎(2)电流的方向是：由________经外电路流向________。‎ ‎(3)反应过程中，铁片质量________，铜片质量________。‎ ‎(4)写出电极反应式：‎ 负极：________________，正极________________。‎ ‎(5)该电流中发生的总反应方程式为__________________。‎ 答案：(1)Cu　Fe(2)Cu　Fe(3)减小　增大 ‎(4)Fe－2e－===Fe2＋　Cu2＋＋2e－===Cu ‎(5)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu ‎8.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________极流向________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，盐桥起到形成闭合回路、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是可溶性银盐溶液，常用硝酸银溶液。电极反应式表示为负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：Ag＋＋e－===Ag，电子由负极(或Cu)出发，经外电路流向正极(或Ag)。‎ 答案：(1)铜(或Cu)　AgNO3溶液 ‎(2)正　Ag＋＋e－===Ag　Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎(3)负(或Cu)　正(或Ag)‎ ‎1.根据图示，可判断出下列离子方程式中错误的是(　　)‎ A.2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)‎ 7‎ B.Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)‎ C.2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)‎ D.2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)‎ 解析：选A　根据题图中“＋”或“－”，可确定正极和负极，且金属作电极，故负极金属活动性强于正极金属，结合原电池装置可判断金属活泼性；Cd>Co和Co>Ag，即Cd>Co>Ag。由于金属性Cd强于Ag，则A项反应不可能发生；根据金属活动性，可知后三个离子反应均能自发进行。‎ ‎2.如图所示，电流计的指针发生偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是(　　)‎ A.正极Cu，负极Zn，S为稀H2SO4‎ B.正极Zn，负极Cu，S为CuSO4溶液 C.正极Ag，负极Zn，S为AgNO3溶液 D.正极Fe，负极Cu，S为AgNO3溶液 解析：选C　原电池中，负极失去电子发生氧化反应，根据题意负极变细，即金属单质失去电子，负极应是活泼金属，B、D错误；又因为正极变粗，即该电池的总反应应是置换金属的置换反应，A错误。‎ ‎3．某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是(　　)‎ A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D.a和b用导线连接后，电流由铁电极经导线流向铜电极 解析：选D　a和b不连接时，Fe和Cu2＋直接发生氧化还原反应，铁片上会有金属铜析出，A项正确；若a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁为负极，铜为正极，电极反应式分别为Fe－2e－===Fe2＋、Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确；分析选项A、B可知，C项正确；在原电池中，电流应由正极流出，经导线流向负极，D项错。‎ ‎4.(2019·梅县高二检测)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是(　　)‎ 7‎ 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－===Cu C.该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋‎ D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子 解析：选C　该原电池所发生的反应实质是Fe3＋与Cu的反应，C正确；电极Ⅰ上发生还原反应，作正极，A错；电极Ⅱ为负极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，B错；电子在负极上产生后经导线聚集在正极上被吸收掉，不可能通过溶液和盐桥，D错。‎ ‎5.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)的关系如图所示，正确的是(　　)‎ 解析：选A　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附着于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。‎ ‎6．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：选B　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；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。‎ ‎7.图中甲和乙均是双液原电池装置。判断下列说法不正确的是(　　)‎ 7‎ A.甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq)‎ B.反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生 C.盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D.乙电池中有1 mol电子通过外电路时，正极有‎108 g Ag析出 解析：选B　根据甲、乙装置分析可知A项正确，且可推知Cd的活泼性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。‎ ‎8.由A、B、C、D四种金属按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上有气体产生 根据实验现象回答下列问题：‎ ‎(1)装置甲中负极的电极反应式是________。‎ ‎(2)装置乙中正极的电极反应式是________。‎ ‎(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。‎ ‎(4)四种金属活泼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，活泼性A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B＞C；丙中A上有气体即有H2产生，则A为正极，活泼性D＞A，随着H＋的消耗，pH变大。‎ 答案：(1)A－2e－===A2＋(2)Cu2＋＋2e－===Cu ‎(3)变大(4)D＞A＞B＞C ‎9.控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。‎ 回答下列问题：‎ 7‎ ‎(1)反应开始时，乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，盐桥中的阴离子移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。‎ ‎(2)反应开始时，甲中石墨电极上的电极反应式为________。‎ ‎(3)反应达到化学平衡状态时，电流计指针_____(填“是”或“否”)偏转。‎ ‎(4)反应达到平衡状态后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为________极。‎ 解析：(1)由反应方程式可知，开始时乙中石墨为负极，负极上应发生氧化反应。盐桥中的阴离子移向乙烧杯(负极)。‎ ‎(2)开始时，甲中石墨电极为正极，Fe3＋发生还原反应，电极反应式Fe3＋＋e－===Fe2＋。‎ ‎(3)平衡状态时，正、逆反应速率相等，则能量转化为0，电流计不再偏转。‎ ‎(4)平衡后，甲中加入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，则Fe2＋失电子，甲中石墨作负极；I2得电子，乙中石墨作正极。‎ 答案：(1)氧化　乙(2)Fe3＋＋e－===Fe2＋(3)否(4)正 ‎10.由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。‎ ‎(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，原硫酸的物质的量浓度是________。‎ 解析：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×6.02×1023 mol－1＝9.03×1022，c(H2SO4)＝＝0.75 mol·L－1。‎ 答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(2)由Cu极流向Zn极 ‎(3)4.875　9.03×1022　0.75 mol·L－1‎ 7‎