教师版人教版新课程标准高中化学必修2《原电池部分》期末复习题类型总结.docx
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人教版(新课程标准)高中化学必修2《原电池部分》期末复习题类型总结
第一部分选择题
【类型一】原电池的工作原理
1.如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。
下列有关该装置的说法正确的是( )
A.铜片为负极,其附近的溶液变蓝,溶液中有Cu2+产生
B.如果将锌片换成铁片,电路中的电流方向将改变
C.其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”
D.如果将稀硫酸换成柠檬汁,LED灯将不会发光
【答案】C
【解析】锌片作负极,发生氧化反应,铜片作正极,发生还原反应,铜片上有气泡产生,故A错误;如果将锌片换成铁片,铁片依然作负极,电路中的电流方向不会发生改变,故B错误;其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”,故C正确;如果将稀硫酸换成柠檬汁,由于柠檬汁中含有柠檬酸,溶液呈酸性,LED灯也会发光,故D错误。
2.如图是以稀硫酸为电解质溶液的原电池装置,下列叙述正确的是( )
A.锌片上有气泡产生
B.锌片为负极,铜片发生氧化反应
C.电解质溶液中的H+向铜极移动
D.电子流动方向:
锌极→导线→铜极→电解质溶液→锌极
【答案】C
【解析】锌比铜活泼、形成原电池反应时,锌为负极,发生氧化反应,电极方程式为Zn-2e-===Zn2+,铜为正极,发生还原反应,电极方程式为2H++2e-===H2↑,由此可以知道,电子由负极经外电路流向正极,电子不能进入电解质溶液中;原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;综上所述,只有C项正确。
3.下列关于原电池的叙述,正确的是( )
A.构成原电池的正极和负极材料必须是两种活泼性不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
【答案】B
【解析】构成原电池的正极和负极可以是两种活泼性不同的金属,也可以是导电的非金属(如石墨棒)和金属,A错误;原电池是将化学能转变为电能的装置,B正确;在原电池中,负极上发生失去电子的氧化反应,正极上发生得到电子的还原反应,所以电子从负极沿导线流向正极,C错误;原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,则电流的方向是从正极到负极,D错误。
4.有关原电池的工作原理,下列说法中不正确的是( )
A.电池负极发生氧化反应
B.电池正极发生还原反应
C.电子流向是从负极流向正极(外电路)
D.电流方向是从负极流向正极(外电路)
【答案】D
【解析】原电池的负极发生氧化反应,正极发生还原反应,在其外电路中,电子的流向是负极→正极,电流方向与电子流向正好相反。
5.有关原电池的下列说法中正确的是( )
A.在外电路中电子由正极流向负极
B.在原电池中,只有金属能作负极
C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动
D.原电池工作时,阳离子向负极方向移动
【答案】C
【解析】构成原电池正极与负极的材料可以是活动性不同的两种金属,也可以是金属与导电的非金属。
原电池工作时,电解质溶液中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动;在其外电路中,电子的流向是由负极沿导线流向正极。
6.某实验兴趣小组按下图装置实验后,所记录内容合理的是( )
A.②③④
B.①②④⑥
C.①②④⑤
D.②③⑤⑥
【答案】B
【解析】①Zn比Cu活泼,Zn为负极,Cu为正极,故正确;②铜为正极,发生反应:
Cu2++2e-===Cu,铜极质量增大,故正确;③原电池工作时,阴离子向负极移动,故错误;④电子由负极流向正极,即电子由Zn电极流向Cu电极,故正确;⑤Zn电极发生氧化反应,故错误;⑥正极发生还原反应,电极反应方程式为Cu2++2e-===Cu,故正确。
综上所述,B正确。
【类型二】原电池的形成条件与判断方法
7.如图所示各装置中,不能构成原电池的是(烧杯中所盛液体都是稀硫酸)( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】原电池的形成条件包括活动性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路、自发进行氧化还原反应。
对图示各个装置进行观察,发现只有D不能形成闭合回路,因此不能形成原电池。
8.在下图的装置中,属于原电池且有电流产生的是( )
【答案】D
【解析】原电池的形成条件:
①有活动性不同的两个电极,②两电极插入电解质溶液中,③两极用导线相连形成闭合回路,④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
A选项中酒精是非电解质;B选项中没有形成闭合回路;C选项中两种金属都不能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
9.某原电池的总反应离子方程式为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池装置正确的是( )
【答案】C
【解析】原电池的形成条件:
①有活动性不同的两个电极,②两电极插入电解质溶液中,③两极用导线相连形成闭合回路,④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
由原电池反应的离子方程式可知,其负极为锌,且正极是比锌不活泼的金属或导电的非金属,电解质溶液中含有铜离子。
A、B项中电解质溶液中不含铜离子;D项中不能形成闭合回路。
10.下列图示的装置属于原电池的是( )
A.①②⑥⑧
B.③④⑤⑦
C.③④⑥⑦
D.③④⑤⑥⑦⑧
【答案】C
【解析】构成原电池的条件为两极为活动性不同的金属(或金属与石墨)、电解质溶液、导线连接或直接接触、构成闭合回路。
其中①②缺少另一电极材料;⑤中的酒精是非电解质;⑧没有构成闭合回路,故不能构成原电池。
11.下列各组电极材料和电解质溶液中,不能组成原电池的是( )
A.铜片、石墨棒、稀硫酸
B.铜片、石墨棒、硝酸银溶液
C.锌片、铜片、稀盐酸
D.铜片、铁片、氯化铁溶液
【答案】A
【解析】原电池的形成条件:
①有活动性不同的两个电极,②两电极插入电解质溶液中,③两极用导线相连形成闭合回路,④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
A项中的铜不能与稀硫酸发生反应。
【类型三】多角度判断原电池的正负极
12.如图所示装置,电流表指针发生偏转,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为稀硫酸
B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸
C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液
D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液
【答案】D
【解析】A极逐渐变粗,说明A极为原电池的正极,溶液中的金属阳离子得到电子后在A极上析出;B极逐渐变细,说明B极为原电池的负极,失去电子后变成离子进入溶液中。
A和B两项中的反应为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,则A项A极变细,B项A极不变;C和D两项中的反应为Fe+2AgNO3===2Ag+Fe(NO3)2,其中C项A极变细,D项A极变粗。
13.如图所示的装置中,金属活动性顺序M位于氢之前,而N位于氢之后。
下列叙述中不正确的是( )
A.N上有气体放出
B.M为负极,N为正极
C.是化学能转变为电能的装置
D.导线中有电流通过,电流方向是由M到N
【答案】D
【解析】在该原电池中,活泼金属M为负极,失去电子发生氧化反应;N为正极,溶液中的氢离子在正极得到电子被还原为氢气有气体放出;电子由负极流出沿导线流向正极,而电流的方向与电子的流向相反,即由正极(N)流向负极(M)。
14.有甲、乙两个电极,用导线连接一个电流表,放入盛有丙溶液的烧杯中,电极乙的质量增加,则装置中可能的情况是( )
A.甲作负极,丙是硫酸铜溶液
B.甲作负极,丙是硫酸溶液
C.乙作负极,丙是硫酸铜溶液
D.乙作正极,丙是硫酸溶液
【答案】A
【解析】在该原电池中,电极乙的质量增加,可判断乙为原电池的正极,甲为原电池的负极,电解质溶液为硫酸铜溶液,不可能是硫酸。
15.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,该原电池的合理组成是( )
【答案】C
【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应,负极:
Zn-2e-===Zn2+,正极:
Cu2++2e-===Cu,因此锌为负极,活动性比锌弱的金属或导电非金属为正极,电解质溶液中应含有铜离子。
16.如图所示,电流表指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液。
下列说法错误的是( )
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为锌、铜、稀盐酸
C.C中阳离子向A极移动
D.A极发生氧化反应
【答案】C
【解析】电流表指针发生偏转,该装置为原电池;质量减少的A极为负极,有气泡产生的B极为正极;电解质溶液中含有氢离子;原电池工作时负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,电解质溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
【类型四】常考多变的铜锌原电池
17.将纯锌片和纯铜片按下图所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.两个装置都构成了原电池
B.甲装置构成了原电池,乙装置没有构成原电池
C.两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生
D.产生气泡的速率甲比乙慢
【答案】B
【解析】甲中构成了铜锌原电池,锌作负极,失电子;铜作正极,氢离子在铜极上得电子,生成氢气;总反应式为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
乙装置没有构成原电池,因为没有形成闭合电路。
构成原电池后生成氢气的速率加快。
18.下图为铜锌原电池示意图,下列说法正确的是( )
A.锌片逐渐溶解
B.烧杯中溶液逐渐呈蓝色
C.电子由铜片通过导线流向锌片
D.锌为正极,铜为负极
【答案】A
【解析】在铜锌原电池中,锌的活动性大于铜,锌为负极、铜为正极。
负极锌失去电子不断溶解,在外电路中电子由锌电极流向铜电极;溶液中的氢离子,在正极铜表面得到电子被还原,有氢气产生,铜电极保持不变,溶液中不存在铜离子,不能使溶液呈蓝色。
19.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.两烧杯中溶液的酸性均减弱
D.产生气泡的速率甲比乙慢
【答案】C
【解析】因乙烧杯中锌片和铜片没有接触,没有构成闭合回路,故不能构成原电池,因此乙烧杯中铜片上没有气泡,只有锌片上有气泡。
因甲烧杯中锌片和铜片用导线连接后构成原电池,加快了锌的溶解,铜片上产生气泡的速率比乙烧杯中锌片上产生气泡的速率快。
又因两烧杯中的锌都能与稀硫酸反应产生氢气而消耗氢离子,导致两烧杯中溶液的酸性均减弱。
20.如图是一种原电池,关于该装置工作时的叙述不正确的是( )
A.铜作正极
B.电能转化为化学能
C.铜片上有气泡产生
D.锌片的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+
【答案】B
【解析】该装置为铜锌原电池,可将化学能转化为电能,其中锌为负极,失去电子,发生氧化反应;铜为正极,溶液中的氢离子移向正极,在正极上得到电子,发生还原反应,产生氢气。
21.如图为某兴趣小组制作的番茄电池,下列说法中正确的是( )
A.电子由锌通过导线流向铜
B.该装置将电能转化为化学能
C.锌电极发生还原反应
D.铜电极上无气泡产生
【答案】A
【解析】番茄中含有酸性物质,可电离产生氢离子,能与锌、铜形成原电池,其中锌作负极,发生氧化反应;铜作正极,发生还原反应;电子由负极(锌)通过导线流向正极(铜)。
【类型五】原电池的设计
22.利用Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2反应设计一个原电池,下列说法中正确的是( )
A.电极材料为铁和铜,电解质溶液为氯化铁溶液
B.电极材料为铜和石墨,电解质溶液为硝酸铁溶液
C.正极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+
D.负极质量减小,正极质量增加
【答案】C
【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应,负极:
Cu-2e-===Cu2+,正极:
2Fe3++2e-===2Fe2+。
铜作负极,其质量不断减小;活动性比铜弱的金属或导电非金属作正极,其质量不变;氯化铁溶液为电解质溶液。
23.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.电极材料为铁和锌,电解质溶液为氯化铁溶液
B.电极材料为铁和铜,电解质溶液为硝酸铁溶液
C.电极材料为铁和石墨,电解质溶液为氯化亚铁溶液
D.电极材料为石墨,电解质溶液为氯化铁溶液
【答案】B
【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应,负极:
Fe-2e-===Fe2+,正极:
2Fe3++2e-===2Fe2+。
铁作负极,活动性比铁弱的金属或导电非金属作正极,电解质溶液中应含有铁离子(Fe3+)。
24.下列反应中可用来设计成原电池的是( )
A.CaO+H2O===Ca(OH)2
B.NaOH+HCl===NaCl+H2O
C.2KClO3
2KCl+3O2↑
D.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
【答案】D
【解析】理论上用于设计原电池的反应,是常温下能够自发进行的氧化还原反应。
25.下面是四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是( )
A.Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag
B.Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O
C.Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4
D.C+CO2
2CO
【答案】D
【解析】理论上用于设计原电池的反应,是常温下能够自发进行的氧化还原反应。
26.下列反应中,在原理上可以设计成原电池的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应
B.铝与盐酸的反应
C.石灰石的分解
D.甲烷与氧气的反应
【答案】BD
【解析】理论上用于设计原电池的反应,是常温下能够自发进行的氧化还原反应。
第二部分非选择题
【类型一】原电池的工作原理
27.按下图所示完成实验:
(1)实验①中的现象是__________________________________________________________,
反应的化学方程式是__________________________________________________________。
(2)实验②中观察到的现象是____________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)实验③中的现象与②的不同是________________________________________________。
(4)实验④中的现象与②的不同是__________,其原因是
________________________________________________________________________。
(5)根据上述实验,总结回答原电池的概念是_____________________________________
___________________________________________________________________________。
(6)原电池反应的本质是_______________________________________________________。
【答案】
(1)锌片逐渐溶解,表面有气泡产生(铜片表面无气泡) Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(2)锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡,电流表指针发生偏转(导线中有电流)
(3)两锌片都逐渐溶解且表面都有气泡,电流表指针不偏转
(4)无现象 乙醇是非电解质,与锌、铜都不反应
(5)将化学能转化为电能的装置
(6)氧化还原反应
【解析】锌与铜两种金属的活动性不同,用导线连接后插入稀硫酸中,形成原电池,锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡放出,导线中有电流产生,该装置将化学能转化为电能。
28.铜与锌用导线连接后,插入稀硫酸中形成原电池。
(1)分析下图并填空:
(2)原电池总反应式(离子方程式)__________________________________________________。
(3)上述装置产生电流的原因是___________________________________________________。
(4)上述装置的能量转化是_______________________________________________________。
【答案】
(1)
(2)Zn+2H+===Zn2++H2↑
(3)锌与稀硫酸发生氧化还原反应,有电子转移,负极锌失去的电子沿导线流向正极铜,闭合回路中有电流产生
(4)化学能转化为电能
【解析】在铜锌原电池中,锌与稀硫酸发生氧化还原反应,有电子转移,即锌失去的电子沿导线流向铜,闭合回路中形成电流,化学能转化为电能。
由于锌的活动性大于铜,锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,锌片逐渐溶解;铜为原电池的正极,溶液中的氢离子在正极上得到电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-===H2↑,铜片表面产生大量气泡。
29.回答下列问题:
(1)原电池是一种把________转化为__________的装置。
在原电池中,较活泼的金属发生________反应,是________极,活动性较差的金属发生________反应,是________极。
(2)原电池可以直接将化学能转化为电能,原电池的本质是___________________________。
【答案】
(1)化学能 电能 氧化 负 还原 正
(2)氧化还原反应 电子的定向移动
【解析】原电池是把化学能转化为电能的装置,其本质是氧化还原反应中的电子转移。
在原电池中,较活泼的金属为原电池的负极,失去电子,发生氧化反应;活动性较差的金属或导电非金属为原电池的正极。
【类型二】常考多变的铜锌原电池
30.铜锌原电池(硫酸铜溶液为电解质)如下图所示:
(1)锌为________极,电极反应是________(填“氧化反应”或“还原反应”),电极反应式是________________________________________________________________________。
(2)铜为________极,电极反应是________(填“氧化反应”或“还原反应”),电极反应式是________________________________________________________________________。
(3)原电池总反应的离子方程式为____________________________________________。
(4)锌片上观察到的现象为____________,铜片上观察到的现象是________________。
【答案】
(1)负 氧化反应 Zn-2e-===Zn2+
(2)正 还原反应 Cu2++2e-===Cu
(3)Zn+Cu2+===Zn2++Cu
(4)逐渐溶解 逐渐变厚
【解析】锌的活动性大于铜,锌为负极、铜为正极。
负极锌失去电子,Zn-2e-===Zn2+,发生氧化反应;溶液中铜离子在正极上得到电子,Cu2++2e-===Cu,发生还原反应,
31.观察下图A、B、C三个装置,回答下列问题:
(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯中,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一碳棒,可观察到碳棒上________(填“有”或“没有”)气泡产生。
用导线把锌片和碳棒连接起来组成一个原电池(图A),正极的反应式为______________________。
(2)如果烧杯中最初装入的是500mL2mol·L-1硫酸溶液,构成铜锌原电池(图B,假设产生的气体没有损失),当收集到11.2L(标准状况下)H2时,溶液体积变化忽略不计,则烧杯内溶液中溶质及其物质的量浓度为________。
(3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接,插入氯化钠溶液中(图C),放置数天后,铁片生锈。
负极反应式为______________________。
(4)将铜粉末用10%H2O2和3.0mol·L-1的H2SO4混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表:
由表中数据可知,当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降,其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】
(1)没有 2H++2e-===H2↑
(2)c(H2SO4)=1mol·L-1,c(ZnSO4)=1mol·L-1 (3)Fe-2e-===Fe2+ (4)温度越高,H2O2越容易分解(或其他合理答案)
【解析】
(2)根据正极反应:
2H++2e-===H2↑,当在标准状况下收集到11.2L即0.5mol的氢气时,转移电子是1mol,减少的氢离子为1mol,所以剩余的硫酸的量为0.5mol,其浓度为1mol·L-1;负极上的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,当转移电子1mol时,生成锌离子的物质的量为0.5mol,所以c(ZnSO4)=1mol·L-1。
(3)铁片、石墨和氯化钠溶液构成的原电池中,负极是铁失电子变为亚铁离子,发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-===Fe2+。
(4)双氧水具有强氧化性和不稳定性,温度太高,双氧水易发生分解,氧化能力降低,铜的平均溶解速率随着温度的升高而下降,因此要控制反应的温度不能过高。
【类型三】原电池的设计及电极反应式的书写
32.现有如下两个反应:
①NaOH+HCl===NaCl+H2O;②Cu+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、其电极反应式、反应类型(“氧化”或“还原”):
负极:
____________,____________,________。
正极:
____________,____________,________。
(4)若导线上转移电子1mol,则正极质量增加________g,电解质溶液为_________________。
【答案】
(1)①不能,②可以
(2)①为非氧化还原反应,没有电子转移
(3)铜 Cu-2e-===Cu2+ 氧化 碳棒、银、铂、金(任选一) 2Ag++2e-===2Ag 还原
(3)108 硝酸银溶液
【解析】反应①为非氧化还原反应,不能用来设计成原电池。
反应②为自发的氧化还原反应,可用来设计成原电池
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