2019-2020高中化学(人教版 选修4)练习:第4章 第1节

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2019-2020高中化学(人教版 选修4)练习:第4章 第1节

第四章 第一节 一、选择题 ‎1.某同学根据离子反应方程式2Fe3++Fe===3Fe2+来设计原电池。下列设计方案中可行的是(  )‎ A.电极材料为Fe和Zn,电解质溶液为FeCl3溶液 B.电极材料为Fe和Cu,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C.电极材料为Fe和石墨,电解质溶液为FeCl2溶液 D.电极材料为石墨,电解质溶液为FeCl3溶液 解析:据反应2Fe3++Fe===3Fe2+知,负极发生氧化反应的是Fe-2e-===Fe2+,因此Fe作负极,正极应是活泼性比Fe弱的金属或碳棒,电解质溶液应是可溶性铁盐酸,B合适。‎ 答案:B ‎2.下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池,某实验兴趣小组同学做完实验后,在读书卡片上记录如下:‎ 卡片上的描述合理的是(  )‎ A.①②③ B.③④⑤‎ C.①⑤⑥ D.②③④‎ 解析:构成原电池的正极是Cu,负极是Zn,故①错误;电子从负极Zn流出,流向正极Cu,H+向正极移动,在Cu上得电子:2H++2e-===H2↑,故②错误,③、④正确;此原电池负极上发生的反应是Zn-2e-===Zn2+,⑥错误;总反应方程式:Zn+2H+===Zn2++H2↑,当有1 mol电子通过时,产生H2为0.5 mol。故⑤正确。‎ 答案:B ‎3.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 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(  )‎ A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c 解析:由第一个装置可知a极溶解,故a极是负极,可知金属活动性a>b;第二个装置依据氧化性,还原性的规律可知金属活动性b>c;由第三个装置得金属活动性d>c;第四个装置电子从d→a;故金属活动性d>a。‎ 答案:C ‎4.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<0‎ B.HNO3(aq)+NaOH(aq)===NaNO3(aq)+H2O(aq) ΔH<0‎ C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH<0‎ D.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。‎ 答案:B ‎5.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片放人稀硫酸中,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 解析:A项,属于非氧化还原反应,不能用于设计原电池;B项,锌与置换出来的铜在电解质溶液中构成原电池,加快产生H2的速率;C项,Cu与稀H2SO4不反应,Fe在稀H2SO4中不发生钝化;D项,H+应向原电池的正极作定向移动。‎ 答案:B ‎6.按下图装置实验,若x轴表示负极流出的电子的物质的量,则y轴应表示(  )‎ ‎①c(Ag+) ②c(NO) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量 A.①③ B.③④‎ C.①②④ D.②‎ 解析:在这个原电池中,负极:Fe-2e-===Fe2+,正极:Ag++e-===Ag,使b棒增重,溶液中c(NO)不变。‎ 答案:D ‎7.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是(  )‎ A.加入适量的6 mol/L的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液 C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液 解析:A项,加入6 mol·L-1的盐酸,会使产生的H2总量增加;B项,加入CuCl2溶液后,Zn置换出Cu,Cu附着在Zn上,形成原电池,加快反应速率;C、D两项,蒸馏水和NaCl溶液都会稀释原盐酸溶液,使反应速率减慢。‎ 答案:B ‎8.如图所示装置中观察到电流计指针偏转,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(  )‎ M N P A 锌 铜 稀硫酸溶液 B 铜 铁 稀盐酸溶液 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 解析:N棒变细,说明被腐蚀,N极活泼性大于M极,A、D均不合题意。M棒变粗,说明有金属单质析出,B不合题意。‎ 答案:C ‎9.(2014·广州高中毕业班测试二)(双选)某小组为研究原电池原理,设计如图装置,下列叙述正确的是(  )‎ A.装置Ⅰ,铜片上有O2逸出 B.装置Ⅰ,锌片溶解,发生还原反应 C.装置Ⅱ,电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu D.装置Ⅱ,外电路中,电子从锌电极流向铜电极 解析:本题考查原电池装置分析,意在考查考生对原电池工作原理的理解能力。装置Ⅰ,铜片为正极,发生反应:2H++2e-===H2↑,逸出H2,A项错误;装置Ⅰ,锌片为负极,发生氧化反应,B项错误;装置Ⅱ的电池反应实质为Zn和CuSO4的置换反应,C项正确;装置Ⅱ,Zn为负极,Cu为正极,电子从锌电极流出经导线流向铜电极,D项正确。‎ 答案:CD ‎10.(2014·福建省高中毕业班质量检查)如图所示原电池工作时,右池中Y2O转化为Y3+。下列叙述正确的是(  )‎ A.左池中电极反应式:X4++2e-===X2+‎ B.每消耗1 mol Y2O转移3 mol电子 C.左池中阴离子数目增加 D.改变右池溶液的c(H+),电流强度不变 解析:本题考查原电池知识,意在考查考生对化学理论的应用能力。原电池工作时,右池中Y2O转化为Y3+,故右池中Y2O得电子,右池为正极区,左池为负极区。A项,左池中电极反应式应为X2+-2e-===X4+,错误;B项,每消耗1 mol Y2O,应转移6 mol电子,错误;C项,阴离子向负极区(左池)移动,左池阴离子数目增加,正确;D项,改变右池溶液的c(H+),电流强度会发生变化,错误。‎ 答案:C 二、非选择题 ‎11.某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果:‎ 实验序号 A B 烧杯中的液体 灵敏电流表指针是否偏转 ‎1‎ Zn Zn 乙醇 无 ‎2‎ Zn Cu 稀硫酸 有 ‎3‎ Zn Cu 稀硫酸 无 ‎4‎ Zn Cu 苯 无 ‎5‎ Cu C 氯化钠溶液 有 ‎6‎ Mg Al 氢氧化钠溶液 有 分析上述实验,回答下列问题:‎ ‎(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。‎ ‎(2)实验6中电子由B极流向A极,表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极。‎ ‎(3)实验5表明________(填字母序号,下同)。‎ A.铜在潮湿空气中不会被腐蚀 B.铜的腐蚀是自发进行的 ‎(4)分析上表有关信息,下列说法不正确的是________。‎ A.相对活泼的金属一定作负极 B.失去电子的电极是负极 C.烧杯中的液体必须是电解质溶液 D.原电池中,浸入同一电解质溶液中的两个电极,是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属)‎ 答案:(1)B A (2)铝 (3)B (4)A ‎12.将Fe片和石墨用导线相连,一组插入稀硫酸中,一组插入FeCl3的溶液中,分别形成了原电池。‎ ‎(1)这两个原电池中,正极分别是________。‎ A.石墨、石墨 B.石墨、Fe片 C.Fe片、Fe片 D.Fe片、石墨 ‎(2)写出插入稀H2SO4中形成原电池的正极反应式(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出插入FeCl3溶液中形成原电池的电池总反应式(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。‎ 解析:当电解质溶液为稀硫酸时,总反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,则负极为Fe,正极为石墨,正极反应式为2H++2e-H2↑;当电解质溶液为FeCl3时,总反应为Fe+2FeCl33FeCl2,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+,负极为Fe,正极为石墨。‎ 答案:(1)A ‎(2)2H++2e-H2↑‎ ‎(3)2Fe3++Fe3Fe2+‎ ‎13.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。‎ 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极增重,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,pH变大。‎ 答案:(1)A-2e-===A2+‎ ‎(2)Cu2++2e-Cu ‎(3)变大 ‎(4)D>A>B>C ‎14.(2014·合肥调研)某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目:‎ 方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________。‎ 方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。‎ 正极反应式:_______________________________________________________________;‎ 负极反应式:_______________________________________________________________。‎ 方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案I、Ⅱ不能雷同):________________________________________________________,‎ 用离子方程式表示其反应原理:_______________________________________________。‎ 答案:方案Ⅰ:Fe+2H+===Fe2++H2↑‎ 方案Ⅱ:‎ ‎2H++2e-===H2↑‎ Fe-2e-===Fe2+‎ 方案Ⅲ:把铁片插入CuSO4溶液中,一段时间后,观察铁片表面是否生成红色物质(合理即可)‎ Fe+Cu2+===Cu+Fe2+‎ ‎15.(2014·开封高二调考)有甲、乙两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序,并探究产物的有关性质,分别设计了如下图所示的原电池,请完成下列问题: ‎ ‎(1)甲池中正极上的实验现象是________。‎ ‎(2)乙池中总反应的离子方程式为:________。‎ ‎(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”,这种做法________(填“可靠”或“不可靠”),如不可靠,请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案________________________。(若你认为可靠,此空可不作答)‎ ‎(4)一段时间后,乙学生将乙池两极取出,然后取少许乙池溶液逐滴滴加6 mol/L H2SO4溶液直至过量,①可能观察到的现象是________________________;②各阶段对应的离子方程式分别是________、________、________。‎ 解析:当稀硫酸是电解液时,Mg作负极(活泼性Mg>Al),Al作正极且电极上产生气泡;当NaOH是电解液时,Al作负极(因为Mg不与NaOH溶液反应),总反应为2Al+2OH-‎ ‎+2H2O===2AlO+3H2↑。‎ 乙学生将乙池两极取出,电解液中含有AlO,是NaOH和NaAlO2的混合溶液,所以逐滴滴加稀H2SO4,应该先中和掉NaOH,再与NaAlO2反应生成沉淀,当硫酸过量时,Al(OH)3沉淀逐渐消失。‎ 答案:(1)电极上产生气泡 ‎(2)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑‎ ‎(3)不可靠 将两种金属电极连上电流计而构成原电池,利用电流计检测电流的方向,从而判断电子流动方向,由此确定原电池的正负极 ‎(4)①开始无明显变化,过一段时间产生白色沉淀,后逐渐溶解最后消失 ②H++OH-===H2O AlO+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O ‎
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