化学第四章电化学基础第1节原电池作业含解析新人教版选修4

化学第四章电化学基础第1节原电池作业含解析新人教版选修4

原电池 ‎1．下列关于原电池的叙述中正确的是(　　)‎ A．原电池能将化学能转变为电能 B．原电池负极发生的电极反应是还原反应 C．原电池在工作时其正极不断产生电子，并经外电路流向负极 D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成 答案　A 解析　原电池就是能将化学能转变为电能的装置，A正确；原电池负极失电子，发生的电极反应是氧化反应，B错误；原电池在工作时其负极不断产生电子，并经外电路流向正极，C错误；原电池的电极一般由活泼性不同的电极材料构成，实际上金属与金属或金属与非金属导体均可，D错误。‎ ‎2．理论上不能设计为原电池的化学反应是(　　)‎ A．CH4＋2O2===CO2＋2H2O B．HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O C．2H2＋O2===2H2O D．2FeCl3＋Fe===3FeCl2‎ 答案　B 解析　只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，由此分析知B不能设计为原电池。‎ ‎3．下图中能组成原电池产生电流的是(　　)‎ 答案　B 解析　A、D两项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构成条件，且Zn能与H2SO4溶液反应，两电极发生的反应分别是Zn－2e－===Zn2＋，2H＋＋2e－===H2↑；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。‎ ‎　原电池的形成条件 ‎(1)两个活泼性不同的电极。‎ ‎(2)电解质溶液或熔融电解质。‎ ‎(3)形成闭合回路。‎ ‎(4)能自发地发生氧化还原反应。‎ - 6 -‎ ‎4．下列装置可以构成原电池的是(　　)‎ 答案　C 解析　原电池构成的条件是：①具有活泼性不同的两个电极，②合适的电解质溶液，③形成闭合回路，④能自发地发生氧化还原反应。两极活泼性相同，A项错误；蔗糖溶液不是电解质溶液，B项错误；没有构成闭合回路，D项错误。‎ ‎5．下面是四位同学在学习了原电池的知识后所产生的相关认识，其中一定正确的是(　　)‎ 答案　C 解析　原电池工作时，负极本身可能失去电子变成离子进入电解质溶液中，导致负极质量减轻，A项错误；若电解质溶液中金属阳离子在正极上得到电子析出，则正极质量增大，但燃料电池工作时，正极质量不变，B项错误，C项正确；电解质溶液也可能不参与电极反应，D项错误。‎ ‎6．将纯锌片和纯铜片按如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(　　)‎ - 6 -‎ 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．产生气泡的速率甲比乙慢 答案　C 解析　图甲是一个原电池装置，负极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋，正极(Cu)：2H＋＋2e－===H2↑，形成的原电池能加快产生氢气的速率；图乙中，Zn直接与稀H2SO4反应生成H2：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，甲、乙两烧杯中H2SO4均被消耗，溶液的pH均增大。‎ ‎　原电池原理的应用 ‎(1)加快氧化还原反应的速率。‎ ‎(2)比较金属活泼性强弱。‎ ‎(3)用于金属的防护。‎ ‎(4)设计化学电池。‎ ‎7．常温下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 答案　B 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两项正确；常温下铁在浓硫酸中钝化，不产生氢气，B项错误；加入少量硫酸铜溶液，由于Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，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项正确。‎ ‎8．对于锌铜稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上两极的变化是(　　)‎ ‎①锌片溶解了32．‎5 g　②锌片增重32．‎5 g　③铜片上析出‎1 g H2　④铜片上析出1 mol H2‎ A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④‎ 答案　A 解析　铜、锌形成的原电池，锌为负极，质量减小，1 mol 电子由0．5 mol Zn提供，‎ - 6 -‎ ‎0．5 mol Zn为32．‎5 g。铜为正极，铜电极上会有氢气产生，1 mol e－可被1 mol H＋得到生成0．5 mol H2,0．5 mol H2质量为‎1 g。‎ ‎9．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极。c、d相连时，电流由d到c。a、c相连时，c极上产生大量气泡。b、d相连时，b极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为(　　)‎ A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>b>d D．b>d>c>a 答案　B 解析　利用原电池原理判断正、负极，进而判断金属活动性的相对强弱。根据原电池原理，作为负极的金属的活动性比正极金属的活动性强。电子流动方向是负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，溶液中的H＋在正极上得电子生成H2，因此可依次作出如下判断：活动性a>b，c>d，a>c，d>b，综合得到结论：金属活动性顺序为a>c>d>b，所以B项正确。‎ ‎10．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 答案　C 解析　放电时负极为Zn，失电子被氧化，正极为Br2，得电子被还原。‎ ‎11．如表所示，将两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是(　　)‎ 答案　C 解析　‎ 选项 能否构成 原电池 理由 - 6 -‎ A 能 Zn为负极，Cu为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋‎ B 能 Zn为负极，Fe为正极，自发的氧化还原反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑‎ C 否 没有氧化还原反应发生 D 能 Al为负极，C为正极，自发的氧化还原反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎　原电池的设计 ‎(1)设计依据：形成原电池的基本条件，即是设计原电池的基本依据。‎ ‎(2)设计思路 ‎①根据氧化还原反应方程式写出电极反应式；②确定两电极材料；③确定电解质溶液；④构成闭合回路。‎ ‎(3)设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，通常加入强碱或一般的强酸。‎ ‎12．某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是(　　)‎ A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 D．铜片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 答案　C 解析　由电池反应可知，铁作负极，铁失去电子发生氧化反应。C项中，由于锌的活泼性大于铁，故锌作负极，发生氧化反应，与电池反应不符。‎ ‎13．依据氧化还原反应Zn(s)＋Cu2＋(aq)===Zn2＋(aq)＋Cu(s)设计的原电池装置如图所示。请回答下列问题：‎ ‎(1)X电极的电极材料是________；电解质溶液Y是________。‎ ‎(2)铜电极为电池的________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________(填写电极材料，下同)极流向________极。‎ ‎(4)盐桥中的Cl－向________极移动；若将盐桥撤掉，则电流计的指针将________偏转。‎ 答案　(1)Zn　CuCl2溶液(合理即可)‎ - 6 -‎ ‎(2)正　Cu2＋＋2e－===Cu　Zn－2e－===Zn2＋‎ ‎(3)Zn　Cu　(4)Zn　不 解析　在该原电池装置中Zn作负极，Cu作正极。盐桥中的Cl－向Zn极移动，阳离子(K＋)向正极移动。‎ ‎14．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、硫酸。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)‎ 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＋‎ 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＋。‎ - 6 -‎