人教版化学选修四第四章电化学基础第一节原电池精选练习题详解.docx
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人教版化学选修四第四章电化学基础第一节原电池精选练习题详解
课时作业22 原电池
时间:
45分钟 满分:
100分
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.下列有关原电池的说法错误的是( )
A.原电池是将电能转化为化学能的装置
B.原电池的其中一个电极可以是能导电的非金属
C.原电池反应是能自发进行的氧化还原反应
D.电子由负极经外电路流向正极
1.解析:
原电池是将化学能转化为电能的装置。
将电能转化为化学能的装置是电解池。
答案:
A
2.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Cl2逸出,正极有H2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
2.解析:
在该原电池中,Fe为负极,电极反应为Fe-2e-===Fe2+;Ag为正极,电极反应为2H++2e-===H2↑,Cl-移向负极,但整个溶液中Cl-的浓度基本保持不变,选项D正确。
答案:
D
3.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(l) ΔH<0
C.2H2(g)+O2(g)
2H2O(l) ΔH<0
D.2FeCl3(aq)+Fe(s)===3FeCl2(aq) ΔH<0
3.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:
B
4.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
4.解析:
选项A属于非氧化还原反应,不能用于设计原电池,A错;选项B中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,B对;选项C中Cu与稀H2SO4不反应,Fe在稀H2SO4中不发生钝化,Fe片和Cu片放入稀硫酸中,并用导线把二者相连,Fe为负极,发生的电极反应为Fe-2e-===Fe2+;Cu为正极,电极反应为2H++2e-===H2↑,Cu片上产生气泡,C错;选项D中H+应向原电池的正极作定向移动,D错。
答案:
B
5.下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B.用锌片作负极,铜片作正极,在CuSO4溶液中,铜片质量增加
C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.Al和Cu分别作为两电极,用导线连接插入浓硝酸中,铜溶解,溶液变成蓝色
5.解析:
铜片和铁片紧靠并浸入稀H2SO4中,铜片上的H+获得由铁片传递过来的电子,电极反应为2H++2e-===H2↑,所以可观察到铜片表面出现气泡,选项A正确;锌片作负极,铜片作正极,发生反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的Cu在铜片上析出使其质量增加,选项B正确;铜片插入FeCl3溶液中,发生的反应是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,没有单质铁的析出,选项C不正确;由于Al与浓硝酸常温下发生钝化,所以Cu为负极,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,选项D正确。
答案:
C
6.某原电池的总反应的离子方程式是Fe+2Ag+===Fe2++2Ag,该原电池的组成正确的是( )
A
B
C
D
正极
Fe
Pt
Ag
Ag
负极
Ag
Cu
Fe
Fe
电解质溶液
AgNO3
H2SO4
AgNO3
FeCl2
6. 解析:
对该反应进行分析知负极为Fe,则正极的活泼性比Fe差,溶液中阳离子为Ag+,对照各选项只有选项C符合。
答案:
C
7.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。
下列关于该装置的判断正确的是( )
A.外电路的电流方向为X→外电路→Y
B.若两电极分别为Fe和石墨棒,则X为Fe,Y为石墨棒
C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
D.溶液中阳离子向X极移动,阴离子向Y极移动
7.解析:
电子由负极经外电路流向正极,可知X为负极,发生氧化反应,Y为正极,发生还原反应。
电流流向与电子流向相反,外电路的电流方向为Y→外电路→X,溶液中阳离子移向正极(即Y极)得电子。
答案:
B
8.
下列关于右图所示原电池的说法正确的是( )
A.当a为Cu,b为含有碳杂质的Al,c为稀硫酸时,b极上观察不到气泡产生
B.当a为石墨,b为Fe,c为浓硫酸时,不能产生连续的稳定电流
C.当a为Mg,b为Al,c为NaOH溶液时,根据现象可推知Al的活动性强于Mg的
D.当a为石墨,b为Cu,c为FeCl3溶液时,a、b之间没有电流通过
8.解析:
A项,因为b为含有碳杂质的Al,C、Al、稀硫酸可构成原电池,溶液中的H+在该极上获得电子而产生H2,所以在b极上可观察到气泡产生。
B项,开始时,能形成原电池,有短暂的电流产生,但Fe被浓硫酸钝化后,铁表面生成致密的氧化膜,内部的铁不再失去电子而不能形成电流。
C项,由于Al可与NaOH溶液反应,所以Al为原电池的负极,实际上,Mg的活动性强于Al的,故不能据此判断Al的活动性强于Mg的。
D项,Cu能与FeCl3发生氧化还原反应,形成原电池而产生电流。
答案:
B
9.如图是锌、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.①②③B.③④⑤
C.①⑤⑥D.②③④
9.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1mol电子通过时,产生H2为0.5mol,故⑤正确。
答案:
B
10.
如图所示,杠杆AB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央滴入浓硫酸铜溶液,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,不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)( )
A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低
B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高
C.当杠杆为绝缘体时,A端低,B端高;为导体时,A端高,B端低
D.当杠杆为绝缘体时,A端高,B端低;为导体时,A端低,B端高
10.解析:
若杠杆为导体则构成原电池,铁作负极失电子而溶解:
Fe-2e-===Fe2+,溶液中Cu2+在正极(铜极)得电子生成铜,质量增大而下降,A端低,B端高;若杠杆为绝缘体,则铁球和CuSO4溶液发生置换反应生成Cu覆于表面,质量增加,下降,A端高,B端低。
答案:
D
11.根据下图,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)
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)
11.解析:
根据原电池知识,金属活动性负极>正极,可得三种金属的活动性顺序应为:
Cd>Co>Ag,则选项中符合此关系的置换反应成立。
答案:
A
12.
如右图所示,X为单质硅,Y为金属铁,a为NaOH溶液,组装成一个原电池,下列说法正确的是( )
A.X为负极,电极反应为:
Si-4e-===Si4+
B.X为正极,电极反应为:
4H2O+4e-===4OH-+2H2↑
C.X为负极,电极反应为:
Si+6OH--4e-===SiO
+3H2O
D.Y为负极,电极反应为:
Fe-2e-===Fe2+
12.解析:
硅、铁、NaOH溶液组成原电池时,Si为负极:
Si-4e-+6OH-===SiO
+3H2O;铁为正极:
4H2O+4e-===4OH-+2H2↑,总反应式:
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
答案:
C
二、非选择题(52分)
13.(15分)有甲、乙两位同学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可直接判断原电池正负极”,这种作法________(“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6mol·L-1稀硫酸直至过量,可能观察到的现象是__________,各阶段对应的离子方程式分别是________________。
13.解析:
当稀硫酸是电解质溶液时,Mg作负极(活泼性Mg>Al),Al作正极,电极上产生气泡;当NaOH是电解质溶液时,Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应),总反应为:
2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑。
通过本题可知原电池的两极与电解质溶液有关,电解质溶液不同,导致两极发生改变(正、负极变化);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)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表而构成原电池,利用电流表检测电流的方向,从而判断电子流动方向,由此确定原电池正负极
(4)开始无明显现象,过一段时间产生白色沉淀,沉淀逐渐溶解最后消失 H++OH-===H2O,AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
14.(10分)某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置,完成下列问题:
(1)反应过程中,________棒质量减少。
(2)正极的电极反应为____________________。
(3)反应过程中,当一电极质量增加2g,另一电极减轻的质量________(填“大于”、“小于”或“等于”)2g。
(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NH
和Cl-,使两烧杯溶液中保持电荷守恒。
①反应过程中Cl-将进入________(填“甲”或“乙”)烧杯。
②当外电路中转移0.2mol电子时,乙烧杯中浓度最大的阳离子是________。
14.解析:
(3)转移0.2mol电子时,铜棒质量增加6.4g,锌棒质量减少6.5g,故反应过程中,当铜电极质量增加2g时,另一电极减少的质量大于2g。
(4)反应过程中,溶液为了保持电中性,Cl-将进入甲烧杯,NH
进入乙烧杯。
当外电路中转移0.2mol电子时,乙烧杯中有0.1molCu2+消耗,还剩余0.1molCu2+,有0.2molNH
进入乙烧杯,故乙烧杯中浓度最大的阳离子是NH
。
答案:
(1)锌
(2)Cu2++2e-===Cu
(3)大于 (4)①甲 ②NH
15.(12分)依据氧化还原反应2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)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。
15.解析:
该原电池的电池总反应为2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s),由此可知X极是铜,作负极,银作正极,Y应是AgNO3溶液。
电子从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 Ag++e-===Ag Cu-2e-===Cu2+ (3)X(Cu) Ag
16.(15分)已知电极材料:
铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:
CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。
按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:
不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。
请说明原因________________。
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?
________。
若能,请写出电极反应式,负极:
________,正极:
________。
(若不能,后两空不填)
(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。
16.解析:
(1)当Cu、Al导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。
(2)因为FeCl3能与Cu发生反应:
2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,因此根据给出条件可以设计成原电池,其负极为Cu,反应为Cu-2e-===Cu2+,正极为石墨,电极反应为2Fe3++2e-===2Fe2+。
(3)因为反应为Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,所以负极为Fe,正极可为Cu、Ag或石墨,电解质为稀硫酸,即可画出装置图。
答案:
(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀
(2)能 Cu-2e-===Cu2+ 2Fe3++2e-===2Fe2+
(3)
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