高中化学 4_1原电池练习 新人教版选修4

高中化学 4_1原电池练习 新人教版选修4

‎4.1原电池 ‎1．在组装原电池时，下列各项中不需要的是(　　)‎ A．电极材料 B．直流电源 C．电解质溶液 D．金属导线 ‎【解析】　组装原电池不需要直流电源。‎ ‎【答案】　B ‎2．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为H2‎ ‎【解析】　本题主要考查有关原电池的知识，由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化；Cu为原电池的正极，电子经导线流向正极(Cu极)，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2。电流流向与电子流向相反。‎ ‎【答案】　D ‎3．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列不能使氢气生成速率加快的是(　　)‎ A．加热 B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸 C．加少量硫酸铜溶液 D．不用铁片，改用铁粉 ‎【解析】　加热升高温度和增大固体反应物的接触面积都能加快化学反应速率，A、D正确；铁在浓硫酸中钝化，不产生氢气，B错误；加入少量硫酸铜溶液，由于Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，则构成铜—铁—稀硫酸原电池，加快了铁片与稀硫酸反应制氢气的速率，C正确。‎ ‎【答案】　B ‎4．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】　B、C选项均无化学反应；D选项Zn与稀H2SO4反应，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求。‎ ‎【答案】　A ‎5．可以将反应Zn＋Br2===ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：①Br2＋2e－===2Br－　②2Br－－2e－===Br2　③Zn－2e－===Zn2＋　④Zn2＋＋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①　D．④和①‎ ‎【解析】　放电时负极反应物为Zn，失电子被氧化，正极反应物为Br2，得电子被还原。‎ ‎【答案】　C ‎6．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．用HNO3作电解质溶液 B．用锌作原电池正极 C．用铁作负极，铁的质量不变 D．用铜作原电池正极 ‎【解析】　由电池反应的离子方程式知，电池的负极为铁，则正极应是比铁不活泼的金属(B被否定)，在反应中负极不断被消耗(C被否定)，由于反应中放出了氢气并生成了Fe2＋，故知电解质溶液不能是HNO3。由以上分析可知正确选项为D。‎ ‎【答案】　D ‎7．将纯锌片和纯铜片按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 ‎【解析】　甲装置是铜锌原电池，乙不能形成原电池装置。所以乙烧杯中铜表面无气泡生成，则甲中铜表面有气泡生成，A错；乙中Cu片不可能是负极，B错；甲、乙两装置发生的反应均是Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋，所以两烧杯中溶液的pH均增大，C对；因甲是原电池装置，所以甲烧杯中产生H2的速度快，D错。‎ ‎【答案】　C ‎8．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．④⑤⑥ 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，③④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 ‎9．现有如下两个反应：‎ ‎(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O ‎(B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋‎ ‎(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池__________________________________________________________。‎ ‎(2)如果不能，说明其原因________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：‎ 负极：________，________________，___________________；‎ 正极：________，________________，_____________________；‎ 若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g，电解质溶液：________。‎ ‎【解析】　(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行。‎ ‎(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。‎ ‎【答案】　(1)(A)不能，(B)可以 ‎(2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移 ‎(3)Cu　Cu－2e－===Cu2＋　氧化反应　碳棒、Ag、Pt、Au(任选一)　2Ag＋＋2e－===2Ag　还原反应　108‎ AgNO3溶液 ‎10．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)设计的原电池如下图所示。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)电极X的材料是______；电解质溶液Y是__________________________________________________________。‎ ‎(2)银电极为原电池的________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】　该原电池的电池总反应式为2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)，‎ 由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从原电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。 ‎ ‎【答案】　(1)Cu　AgNO3溶液 ‎(2)正　2Ag＋＋2e－===2Ag(或Ag＋＋e－===Ag)‎ Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎(3)Cu(负)　Ag(正)‎ ‎11．右图所示装置中，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H2SO4‎ B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4‎ C．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】　D ‎12．下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(　　)‎ ‎　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙 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】　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。‎ ‎【答案】　B ‎13．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＋2H2O C．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＋‎ ‎【解析】　Al、Cu、稀硫酸组成的原电池中，较活泼金属Al为负极，A正确；因为Mg与NaOH溶液不反应，故Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池中，Al为负极，发生氧化反应，B正确；因Fe比Cu活泼，Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池时，Fe失电子被氧化，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；因Al可被浓硝酸钝化，故Al、Cu、浓硝酸原电池中，Cu为负极，失电子被氧化，D正确。‎ ‎【答案】　C ‎14.(2014·福建高考)某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(　　)‎ A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－‎ B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子 ‎【解析】　根据电池总反应可以看出Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应。正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，A项错误。因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag＋随即与附近的Cl－反应生成白色沉淀，B项错误。用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误。当电路中转移0.01 mol e－时，负极生成0.01 mol Ag＋，由于Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以消耗0.01 mol Cl ‎－，由于电荷守恒，同时有0.01 mol H＋通过阳离子交换膜转移至右侧，D项正确。‎ ‎【答案】　D ‎15．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(标准状况下)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 ________(设溶液体积不变)。‎ ‎【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 ‎16．已知可逆反应：AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O。‎ ‎(Ⅰ)如下图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。‎ ‎(Ⅱ)若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。‎ 试回答问题： ‎ ‎(1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？__________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(3)操作(Ⅰ)中，C1棒上的反应为__________________________。‎ ‎(4)操作(Ⅱ)中，C2棒上的反应为__________________________。‎ ‎【解析】　(Ⅰ)滴入浓盐酸，溶液中c(H＋)增大，题给可逆反应平衡正向移动，I－失去电子变为I2，C1棒上产生电子，并沿外电路流向C2棒，AsO得电子变为AsO。‎ ‎(Ⅱ)滴加40%的NaOH(aq)将H＋中和，溶液中c(H＋)减小，题给可逆反应平衡逆向移动，电子在C2棒上产生，并沿外电路流向C1棒，I2得电子变为I－，AsO变为AsO。‎ ‎【答案】　(1)两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转 ‎(2)两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反 ‎(3)2I－－2e－===I2‎ ‎(4)AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O ‎