人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时课时练习
展开1.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入相同浓度的稀硫酸中,一段时间后,下列叙述正确的是( )
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.甲中产生气泡的反应速率比乙中的慢
2.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( )
3.将等质量的两份锌粉装入A、B两试管中,分别加入过量的稀硫酸,并向A试管中加入少量CuSO4溶液。下列图像表示产生H2的体积V(相同状况下)与时间t的关系,其中正确的是( )
4.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.①②③ B.③④⑤
C.①⑤⑥ D.②③④
5.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极,②④相连时,②有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A.①③②④ B.①③④②
C.③④②① D.③①②④
6.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述中正确的是( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池中的c(SOeq \\al(2-,4))减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
7.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成下图所示的原电池,已知KI溶液过量。下列判断正确的是( )
A.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+发生氧化反应
B.反应开始时,乙中石墨电极的反应式:I2+2e-===2I-
C.电流计读数为零时,在甲中加入KSCN溶液,出现血红色
D.电流计读数为零时,反应处于停止状态
8.某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O。盐桥中装有含K2SO4饱和溶液的琼胶,装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A.乙烧杯中发生还原反应
B.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
C.电池工作时,盐桥中的SOeq \\al(2-,4)移向甲烧杯
D.外电路的电流方向是从a到b
9.根据下图,判断下列离子方程式错误的是( )
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)===2Ag+(aq)+Cd(s)
B.C2+(aq)+Cd(s)===C(s)+Cd2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)===2Ag(s)+Cd2+(aq)
D.2Ag+(aq)+C(s)===2Ag(s)+C2+(aq)
10.有关下图装置的说法中正确的是( )
A.氧化剂与还原剂必须直接接触,才能发生反应
B.乙池中电极反应式为NOeq \\al(-,3)+4H++e-===NO2↑+2H2O
C.当铜棒质量减少6.4 g时,甲池溶液质量增加6.4 g
D.当铜棒质量减少6.4 g时,向乙池密封管中通入标准状况下1.12 L O2,将使气体全部溶于水
11.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)负极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)反应过程中,当其中一个电极质量增加2 g时,另一电极减轻的质量________(填“大于”“小于”或“等于”)2 g。
(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NHeq \\al(+,4)和Cl-,使两烧杯溶液中保持电荷守恒。
①反应过程中NHeq \\al(+,4)将进入________烧杯(填“甲”或“乙”)。
②当外电路中转移0.2 ml电子时,乙烧杯中浓度最大的阳离子是________。
12.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。
锌片上发生的电极反应为________________________________________________________________________;
银片上发生的电极反应为________________________________________________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净经干燥后称重,总质量为47 g,试计算:
①产生氢气的体积(标准状况下)为________;
②通过导线的总电量为________________________________________________________________________。
(已知NA=6.02×1023 ml-1,1个电子所带的电荷量为1.60×10-19C,结果保留三位有效数字)
13.将反应IOeq \\al(-,3)+5I-+6H+3I2+3H2O设计成如图所示的原电池。
(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸,电流计指针向右偏转,此时甲池中发生的电极反应式为________________________,工作过程中关于电流计的读数,下列说法正确的是________(填字母)。
a.电流计读数逐渐减小
b.电流计读数有可能变为0
c.电流计读数一直不变
d.电流计的读数逐渐增大
(2)如果在加浓硫酸前,甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液,则溶液变蓝的烧杯是________(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。
(3)工作一段时间后,如果再向甲烧杯中滴入浓NaOH溶液,此时乙池中发生的电极反应式为______________________________,电流计指针向________(填“左”或“右”)偏转。
14.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。甲、乙同学设计的原电池如下图所示,请回答下列问题:
(1)a池中正极上的实验现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)b池中总反应的离子方程式为________________________________________________________________________
__________________。
(3)该实验证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池正负极”,这种做法________(填“可靠”或“不可靠”),若不可靠,请提出另一种判断原电池正负极的可行方案________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(若你认为可靠,此空可不作答)。
(4)一段时间后,乙学生将b池两极取出,然后取少许b池溶液于烧杯中,向其中逐滴滴加6 ml·L-1 H2SO4溶液直至过量,可能观察到的现象是________________________________________________________________________
________,各阶段对应的离子方程式分别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
1.解析:甲中形成了原电池,氢气在铜极放出,而乙不能形成闭合回路,不能产生电流,铜片不是负极,A、B项错误;甲中产生气泡的反应速率比乙中的快,因为甲中锌失去的电子流向铜,铜周围生成氢气,乙中只是锌参加反应,反应过程中会使锌片周围产生大量的ZnSO4,H+浓度下降,从而使反应速率减小,D项错误。
答案:C
2.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
3.解析:试管中加入少量CuSO4溶液。发生反应Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4,则Cu、Zn、稀硫酸构成原电池,加快产生H2的速率,但由于A试管中有少量Zn与CuSO4发生反应生成Cu,故A试管中参加反应生成H2的Zn比B试管中少,则A试管中产生H2的体积比B试管中小。
答案:D
4.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1 ml电子通过时,产生H2为0.5 ml,故⑤正确。
答案:B
5.解析:①②相连时,外电路电流从正极流向负极,则活动性:①大于②;①③相连时,③为正极,则活动性:①大于③;②④相连时,②上生成H2为正极,则活动性:④大于②;③④相连时,③的质量减少为负极,则活动性:③大于④。据上述分析,活动性①>②,①>③,④>②,③>④,故活动性由大到小顺序是①>③>④>②。
答案:B
6.解析:活泼金属锌作负极,铜作正极,铜电极上发生还原反应,故A错误;电池工作一段时间后,甲池中的c(SOeq \\al(2-,4))不变,故B错误;铜电极上发生电极反应Cu2++2e-===Cu,同时Zn2+通过阳离子交换膜从甲池移向乙池,由电荷守恒可知,乙池中每析出1 ml Cu,则有1 ml Zn2+从甲池移向乙池,因为M(Zn)>M(Cu),所以乙池溶液总质量增加,故C正确;阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,阴离子不能通过阳离子交换膜,故D错误。
答案:C
7.解析:根据所给原电池的反应可知,Fe3+在正极发生还原反应,甲池中存在Fe3+,故A错误;乙池中的电极为负极,失电子的物质是I-,B错误;此反应是可逆反应,电流计的读数为零时说明反应处于平衡状态,但c(Fe3+)≠0,故C正确,D错误。
答案:C
8.解析:由2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O可知,Mn元素的化合价降低,得到电子,Fe元素的化合价升高,失去电子,则乙中石墨为负极,甲中石墨为正极。乙烧杯中Fe2+失电子发生氧化反应,故A项错误;甲烧杯中MnOeq \\al(-,4)得电子发生还原反应,电极反应式为MnOeq \\al(-,4)+8H++5e-===Mn2++4H2O,因消耗H+而使溶液pH增大,故B项错误;在原电池内电路中,阴离子向负极移动,则盐桥中的SOeq \\al(2-,4)移向乙烧杯,故C项错误;在外电路中,电流由正极流向负极,即从a流向b,故D项正确。
答案:D
9.解析:由两个原电池中的正负极材料,可确定金属活动性Cd>C>Ag,即还原性Cd>C>Ag,则阳离子的氧化性Ag+>C2+>Cd2+。根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,可判断B、C、D均正确。
答案:A
10.解析:A项,该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的,因此氧化剂与还原剂没有直接接触,A项错误;B项,乙池是正极,溶液中的NOeq \\al(-,3)得到电子,电极反应式为NOeq \\al(-,3)+2H++e-===NO2↑+H2O,B项错误;C项,当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 ml)时,甲池溶液中Cu2+增加0.1 ml,但由于盐桥中Cl-向甲池中移动,所以溶液增加的质量大于6.4 g,C项错误;D项,当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 ml)时,转移电子的物质的量是0.2 ml,所以根据电极反应式NOeq \\al(-,3)+2H++e-===NO2↑+H2O可知,生成NO2的物质的量是0.2 ml,则根据反应式4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05 ml,其在标准状况下的体积是1.12 L,D项正确。
答案:D
11.解析:(3)转移0.2 ml电子时,铜棒质量增加6.4 g,锌棒质量减少6.5 g,故反应过程中,当铜电极质量增加2 g时,另一电极减少的质量大于2 g。
(4)反应过程中,为了保持溶液的电中性,Cl-将进入甲烧杯,NHeq \\al(+,4)进入乙烧杯。当外电路中转移0.2 ml电子时,乙烧杯中有0.1 ml Cu2+消耗,还剩余0.1 ml Cu2+,有0.2 ml NHeq \\al(+,4)进入乙烧杯,故乙烧杯中浓度最大的阳离子是NHeq \\al(+,4)。
答案:(1)锌 (2)Zn-2e-===Zn2+
(3)大于 (4)①乙 ②NHeq \\al(+,4)
12.解析:(1)该原电池中锌片作负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+;银片作正极,电极反应为2H++2e-===H2↑。
(2)由电极反应不难看出该电池中溶解Zn和产生H2的物质的量之比为11。
①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,m(Zn)=60 g-47 g=13 g,设产生的氢气在标准状况下的体积为x。
Zn+2H+===Zn2++H2↑
65 g 22.4 L
13 g x
解得x=4.48 L。
②通过导线的总电量=eq \f(13 g,65 g·ml-1)×2×6.02×1023 ml-1×1.60×10-19C≈3.85×104 C。
答案:(1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
(2)①4.48 L ②3.85×104 C
13.解析:(1)根据题中信息,I-失电子被氧化,说明乙池中石墨做负极,其电极反应式为2I--2e-===I2,则甲池中石墨做正极,其电极反应式为2IOeq \\al(-,3)+12H++10e-===I2+6H2O,随反应的进行,碘离子和碘酸根离子的量减小,通过的电量减小,电流计读数不断减小,当反应达到平衡后,电流计的读数为0,故a、b说法正确。(2)根据(1)的分析,两烧杯中都有I2的存在,加入淀粉后,都变蓝。(3)甲烧杯中滴入NaOH溶液,消耗H+,促使反应向逆反应方向进行,乙池中电极反应式I2+2e-===2I-,则甲池中电极反应式为I2+12OH--10e-===2IOeq \\al(-,3)+6H2O,甲池失电子,电流计指针向左偏转。
答案:(1)2IOeq \\al(-,3)+10e-+12H+===I2+6H2O ab
(2)甲、乙 (3)I2+2e-===2I- 左
14.解析:当稀硫酸作电解质溶液时,Mg作负极(金属活动性:Mg>Al),Al作正极,Al电极上产生气泡;当NaOH溶液作电解质溶液时,Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应),原电池总反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O===2AlOeq \\al(-,2)+3H2↑。由此可知,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;将b池两电极取出,b池溶液是NaOH和NaAlO2的混合溶液,所以逐滴滴加H2SO4溶液时,H2SO4先中和NaOH,再与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀,当H2SO4过量时,Al(OH)3沉淀逐渐消失。
答案:(1)产生气泡
(2)2Al+2OH-+2H2O===2AlOeq \\al(-,2)+3H2↑
(3)不可靠 将两种金属电极通过导线连上电流表并插入电解液中构成原电池,利用电流表检测电流的方向,从而判断电子流动方向,由此确定原电池的正负极
(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,AlOeq \\al(-,2)+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
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
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