高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池第1课时巩固练习

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池第1课时巩固练习，共7页。试卷主要包含了下列有关原电池的说法中正确的是，下列反应可用于设计原电池的是，下列关于原电池的叙述中正确的是，下列装置属于原电池的是等内容，欢迎下载使用。

第1课时 原电池的工作原理
基础巩固
1.下列有关原电池的说法中正确的是( )。
A.在外电路中电子由正极流向负极
B.在原电池中,只能用金属锌作负极
C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动
D.原电池工作时,正极发生氧化反应
答案:C
解析:在原电池外电路中,电子从负极流向正极,A项错误;原电池中一般是活动性较强的金属作负极,而不一定是锌,B项错误;原电池工作时,电解质溶液中的阳离子向正极移动,在正极得电子,发生还原反应,C项正确,D项错误。
2.下列反应可用于设计原电池的是( )。
A.H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O
B.2CH3OH+3O22CO2+4H2O
C.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑
D.NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl↓
答案:B
解析:只有氧化还原反应才能用于设计原电池,B项反应中有电子转移,是氧化还原反应。
3.如图所示,盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂。下列有关原电池的叙述中正确的是( )。
A.铜片上发生氧化反应
B.取出盐桥后,电流计指针依然发生偏转
C.反应中,盐桥中的K+会移向CuSO4溶液
D.反应前后铜片质量不改变
答案:C
解析:左侧Cu2+放电,发生还原反应,铜电极上有铜析出,铜片质量增大,A项、D项错误;取出盐桥后,不能形成闭合回路,无电流,指针不偏转,B项错误;原电池中,盐桥中阳离子向正极迁移,C项正确。
4.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑,下列说法中正确的是( )。
A.可用HNO3溶液作电解质溶液
B.可用锌作原电池正极
C.可用铁作负极,用CH3COOH溶液作电解质溶液
D.可用铜作原电池正极
答案:D
解析:由电池反应的离子方程式知,电池的负极为铁,正极可以是比铁活动性弱的金属或石墨,B项错误,D项正确;根据离子方程式,若用CH3COOH溶液,CH3COOH应写化学式,若用HNO3溶液不会生成氢气,A项、C项错误。
5.下列关于原电池的叙述中正确的是( )。
A.构成原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的金属
B.盐桥中的电解质可以保持两半电池中的电荷平衡
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:电极材料可由金属构成,也可由能导电的非金属和金属材料构成,A项错误;原电池中电子流出的一极为负极,发生氧化反应,被氧化,C项错误;原电池放电,电流从正极流向负极,D项错误。
6.把a、b、c、d四块金属板浸入稀硫酸中,用导线两两相连,可以形成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c溶解;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b极上产生大量气泡。四种金属的活动性顺序是( )。
A.a>c>d>b
B.c>a>b>d
C.a>c>b>d
D.c>a>d>b
答案:A
解析:根据原电池原理比较金属的活动性强弱。活动性较强的金属为负极,被氧化溶解;活动性较弱的金属为正极,产生气泡或析出金属。所以,四种金属的活动性顺序是a>c>d>b。
7.下列装置属于原电池的是( )。
答案:A
解析:B项中乙醇不是电解质;C项装置不构成闭合回路;D项两极材料活动性相同。
8.课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是( )。
A.原电池是将化学能转化成电能的装置
B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成
C.图中a极为铝条、b极为锌片时,导线中会产生电流
D.图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片
答案:D
解析:a极为锌片、b极为铜片时,a极为负极,电子由负极(锌片)流向铜片,D项错误。
9.用铁片与稀硫酸反应制氢气时,下列不能使氢气生成速率增大的是( )。
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),使用铁粉(增大固体反应物的接触面积),都能增大化学反应速率,A项、D项正确;常温下铁在浓硫酸中发生钝化,不产生氢气,B项错误;加入少量硫酸铜溶液,发生反应Cu2++FeCu+Fe2+,铜、铁、稀硫酸组成原电池,增大了铁片与稀硫酸反应制氢气的速率,C项正确。
10.利用反应Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2设计一个原电池。
(1)画出原电池装置图。
(2)指出所用电极材料,并写出电极反应式。
答案:(1)实验装置图如下:
(2)正极为石墨棒,电极反应式为2Fe3++2e-2Fe2+;负极为铜棒,电极反应式为Cu-2e-Cu2+。
解析:将电池总反应Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2拆分为两个半反应:
Cu-2e-Cu2+(氧化反应)和2Fe3++2e-2Fe2+(还原反应);结合原电池的电极反应特点分析可知,该电池的负极应用Cu,则正极所用材料活动性应比Cu弱,如石墨棒;为保证Fe3+在正极得电子,则电解质溶液为FeCl3溶液。
能力提升
1.图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是( )。
A.甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+C2+(aq)C(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.乙中有1 ml电子通过外电路时,正极有108 g Ag析出
答案:B
解析:由图甲可知,Cd的金属活动性强于C,由图乙可知,C的金属活动性强于Ag,即Cd的金属活动性强于Ag,故Ag不能置换出Cd,B项错误。
2.如图,由锌、铜、稀硫酸组成的原电池装置中,当导线中有0.2 ml电子通过时,下列变化分析正确的是( )。
A.铜片质量增大6.4 g
B.硫酸的浓度减小0.1 ml·L-1
C.铜片上析出2.24 L H2
D.锌片质量减小6.5 g
答案:D
解析:锌、铜、稀硫酸组成的原电池装置中,锌作负极,铜作正极,转移0.2 ml电子,锌片溶解6.5 g,铜片上析出氢气0.2 g,没有给出气体所处的温度和压强,析出的氢气不一定是2.24 L,A项、C项错误,D项正确。溶液中参加反应的H2SO4为0.1 ml,溶液体积未知,不能确定硫酸的浓度,B项错误。
3.已知可逆反应:AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O。
(Ⅰ)如图所示,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。
请回答下列问题。
(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,石墨棒1上的电极反应式为
。
(4)操作(Ⅱ)中,石墨棒2上的电极反应式为
。
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)AsO33-+2OH--2e-AsO43-+H2O
解析:(Ⅰ)滴入浓盐酸,溶液中c(H+)增大,AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O平衡正向移动,I-失去电子变为I2,石墨棒1上电子流出,并沿外电路流向石墨棒2,AsO43-得电子变为AsO33-。
(Ⅱ)滴加40%的NaOH溶液将H+中和,溶液中c(H+)减小,AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O平衡逆向移动,石墨棒2上电子流出,并沿外电路流向石墨棒1,I2转化为I-,AsO33-转化为AsO43-。
4.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 ml·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 ml·L-1的NaOH溶液中,如下图所示:
(1)写出A池中负极的电极反应式: 。
(2)写出B池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。负极: ;总反应的离子方程式: 。
(3)如果甲、乙两位同学均认为“组成原电池的电极材料如果都是金属,则组成负极材料的金属应比组成正极材料的金属活动性强”,则甲会判断出 活动性更强,而乙会判断出 活动性更强。(填写元素符号)
(4)根据该实验可得出的正确结论有 。
A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应考虑选择合适的电解质溶液
B.镁的金属活动性不一定比铝的金属活动性强
C.该实验说明金属活动性顺序已过时,需要修正
D.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件的影响较大,应具体问题具体分析
(5)丙同学依据甲、乙同学的思路,设计如下实验:
将铝片和铜片用导线相连,C组插入浓硝酸中,D组插入稀NaOH溶液中,分别形成了原电池。
①在这两个原电池中,C组负极为 ,D组负极为 。
②写出C组中形成原电池的电极反应式。
负极: ,
正极: 。
答案:(1)Mg-2e-Mg2+
(2)2Al+8OH--6e-2[Al(OH)4]- 2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)Mg Al
(4)AD
(5)①铜片 铝片 ②Cu-2e-Cu2+ 2NO3-+4H++2e-2NO2↑+2H2O
解析:A中Mg作负极,B中Al作负极。同理,铝片和铜片插入浓硝酸中,常温下Al发生钝化,铜片作负极;铝片和铜片插入稀NaOH溶液中,铝与NaOH溶液反应而铜不反应,铝作负极。