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高中化学第一节 原电池第1课时同步测试题
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这是一份高中化学第一节 原电池第1课时同步测试题，共9页。试卷主要包含了下列装置能构成原电池的是，A、B、C都是金属等内容，欢迎下载使用。
第1课时 原电池的工作原理
1.下列装置中,都伴随有能量变化,其中是由化学能转变为电能的是( )
A.电解水 B.水力发电
C.太阳能热水器 D.干电池
图L4-1-1
2.已知下列反应均为放热反应,在理论上不能用于设计原电池反应的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
B.CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)
D.Al(OH)3(s)+NaOH(aq)NaAlO2(aq)+2H2O(l)
3.铜-锌原电池如图L4-1-2所示,电解质溶液为硫酸铜溶液,电池工作一段时间后,下列说法不正确的是( )
图L4-1-2
A.锌电极上的反应为Zn-2e-Zn2+
B.溶液中的硫酸根向锌电极移动
C.铜电极质量增加
D.电流从锌电极经过金属导线流向铜电极
4.下列装置能构成原电池的是( )
A B C D
图L4-1-3
5.关于如图L4-1-4所示的原电池,下列说法正确的是( )
图L4-1-4
A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C.铜电极发生氧化反应,其电极反应是2H++2e-H2↑
D.取出盐桥后,电流表仍会偏转,锌电极在反应后质量减少
6.A、B、C都是金属:B中混有C时,只有C能被盐酸溶解;A与B与稀硫酸组成原电池时,A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为( )
A.A>B>CB.A>C>B
C.C>B>AD.B>C>A
7.将纯锌片和纯铜片按图L4-1-5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( )
图L4-1-5
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲、乙两装置均将化学能转变为电能
C.两烧杯中溶液均变蓝色
D.一段时间后,两烧杯中溶液的c(H+)均减小
8.依据氧化还原反应2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图L4-1-6所示。
图L4-1-6
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 。外电路中的电子是从 极流向 极。
(3)此盐桥内为含琼胶的饱和KCl溶液,盐桥是通过 移动来导电的。在工作时,K+移向 (填“正极区”或“负极区”,下同),Cl-移向 。
9.按如图L4-1-7装置实验,若x轴表示流入正极的电子的物质的量,则y轴可表示( )
图L4-1-7
①c(Ag+) ②c(NO3-) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A.①③B.③④
C.②④D.②
10.如图L4-1-8所示原电池工作时,右池中Y2O72-转化为Y3+。下列叙述正确的是( )
图L4-1-8
A.左池电极反应式:X4++2e-X2+
B.每消耗1 ml Y2O72-,转移3 ml电子
C.左池中阴离子数目增加
D.在工作中,电流的方向:左池→导线→右池
11.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图L4-1-9所示的原电池。下列判断不正确的是( )
图L4-1-9
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
12.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中作正极的是 (填“A”或“B”) 。
(2)装置乙溶液中C电极反应: ;装置乙中反应一段时间后,测得C电极的质量增加12.8 g,则该电池反应转移电子的物质的量为 ml。
(3)装置丙中金属A上电极反应属于 (填“氧化反应”或“还原反应”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
13.某研究性学习小组的同学对Zn、Cu、稀硫酸组成的原电池进行了探究,其中甲同学利用图L4-1-10Ⅰ装置进行探究,乙同学经过查阅资料后设计了图Ⅱ装置进行探究(盐桥内含有某种电解质的饱和溶液,起到连通电路的作用)。
图L4-1-10
(1)实验表明,图Ⅰ中两个电极上均有气泡产生,锌电极上有气泡产生,说明反应中有一部分化学能转化为 能;铜电极上有气泡产生,说明反应中有一部分化学能转化为 能。
(2)图Ⅱ中的X、Y是ZnSO4溶液及稀硫酸中的一种,实验过程中只有正极上产生气泡,则X是 ,正极上的电极反应式为 。
(3)当图Ⅰ装置的溶液质量增加63 g时,生成的氢气共有 L(标准状况);当图Ⅱ中锌电极质量减少65 g时,电路中转移的电子数为 NA。
1.D [解析] A项是将电能转化成化学能;B项是将水的势能转化成电能;C项是将太阳能转化成热能,D项是由化学能转变为电能。
2.D [解析] 氢气与氯气反应产生HCl的反应为氧化还原反应,能设计成原电池,A不符合题意;CH3CH2OH的燃烧反应属于自发的氧化还原反应,能设计成原电池,B不符合题意;Fe(OH)2与氧气的反应属于自发的氧化还原反应,能设计成原电池,C不符合题意;氢氧化铝与NaOH溶液的反应不是氧化还原反应,不能用于设计原电池,D符合题意。
3.D [解析] 铜-锌原电池中锌是负极,锌电极上的反应为Zn-2e-Zn2+,A正确;铜-锌原电池中锌是负极,原电池中阴离子向负极移动,溶液中的硫酸根离子向锌电极移动,B正确;铜-锌原电池中铜电极是正极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电极反应式是Cu2++2e-Cu,铜电极质量增加,C正确;铜-锌原电池中锌是负极,原电池中电流由正极流向负极,电流从铜电极经过金属导线流向锌电极,D错误。
4.B [解析] 两个电极都是铜电极,不符合构成原电池的条件,该装置不是原电池,A错误;符合原电池构成条件,该装置属于原电池,B正确;不是闭合回路,该装置不属于原电池,C错误;无水乙醇不属于电解质,不符合原电池构成条件,该装置不属于原电池,D错误。
5.A [解析] 原电池中,较活泼金属作负极,Zn作负极,失去电子,发生氧化反应,Cu作正极,得到电子,发生还原反应,负极电极反应式为:Zn-2e-Zn2+,正极电极反应式为:Cu2++2e-Cu,电子从负极沿导线流向正极,盐桥中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。Zn作负极,Cu作正极,电子从锌电极通过电流表流向铜电极,A正确;盐桥中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液中迁移,B错误;作正极,发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e-Cu,C错误;取出盐桥后,不是闭合回路,没有电流产生,电流表不会偏转,D错误。
6.C [解析] B中混有C,只有C能被盐酸溶解,根据金属活动顺序表,推出C比B活泼,A、B与稀硫酸构成原电池,A为正极,则B为负极,根据原电池工作原理,即B的金属性比A活泼,综上所述,金属活动性大小顺序是C>B>A,C正确。
7.D [解析] 甲中形成铜锌原电池,锌作负极,失电子,铜作正极,H+在铜极上得电子,生成H2,总反应式为:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑;乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,以此进行分析。甲中形成铜锌原电池,锌作负极,失电子,铜作正极,H+在铜极上得电子,生成H2,所以甲中铜片表面有气泡产生,A错误;甲中形成铜锌原电池,将化学能转化为电能,乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应,B错误;甲、乙两烧杯中,铜片均未参与反应,所以溶液均不变蓝色,C错误;甲中铜片上氢离子得电子生成氢气,乙中锌和稀硫酸发生置换反应生成氢气,所以两烧杯的溶液中氢离子浓度均减小,D正确。
8.(1)铜(或Cu) AgNO3溶液
(2)正 2Ag++2e-2Ag Cu-2e-Cu2+ 负(Cu) 正(Ag)
(3)离子 正极区 负极区
9.D [解析] 原电池的装置中银作正极,电解质溶液中的Ag+得电子,生成Ag,因此c(Ag+)减小;电解质溶液中NO3-不参与反应,c(NO3-)不变;原电池的装置中铁作负极,失去电子,电极反应为:Fe-2e-Fe2+,因此a棒的质量减小;银作正极,电解质溶液中的Ag+得电子,生成Ag,生成的Ag附着在b的表面,因此b棒的质量增加;电解质溶液中形成了Fe2+,减少了Ag+,得失电子相同时溶液的质量减小,故符合右图的是②,答案选D。
10.C [解析] 右池中Y2O72-转化为Y3+,Y元素化合价降低,右池为正极、左池为负极;左池电极反应式:X2+-2e-X4+,A错误;每消耗1 ml Y2O72-,转移6 ml电子,B错误;左池为负极,盐桥中阴离子流入左池,左池中阴离子数目增加,C正确;右池为正极、左池为负极,电子的流向:左池→导线→右池,电流方向与电子流向正好相反,D错误。
11.D [解析] 由反应2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2可知,反应开始时,甲中Fe3+发生还原反应,乙中I-发生氧化反应;当电流表读数为零时,则反应达到了平衡状态,此时在甲中溶入FeCl2固体,平衡向逆反应方向移动,乙中I2发生还原反应,则乙中石墨电极为正极。反应开始时乙中石墨电极上I-被氧化成I2,发生了氧化反应,A正确。反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原成Fe2+,B正确;当电流表读数为零时,则反应达到了平衡状态,C正确。电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,则甲中Fe2+浓度变大,发生氧化反应,甲为负极,D错误。
12.(1)B (2)Cu2++2e-Cu 0.4 (3)还原反应 (4) D>A>B>C
[解析] (1)甲装置中,金属A不断溶解,说明A是负极,B是正极。(2)乙装置中,C的质量不断增加,说明C电极是正极,溶液中的铜离子放电生成铜,电极反应式是Cu2++2e-Cu,反应一段时间后,测得C电极的质量增加12.8 g,即生成铜的物质的量为12.8 g÷64 g·ml-1=0.2 ml,根据电极方程式可知转移电子的物质的量为0.2 ml×2=0.4 ml。(3)丙装置中A电极上有气体生成,所以A电极是正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应生成氢气。(4)甲中A是负极,B是正极;乙中C是正极,B是负极;丙中A是正极,D是负极,所以四种金属活泼性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
13.(1)热 电
(2)ZnSO4 2H++2e-H2↑ (3)22.4 2
[解析] Ⅰ(1)图Ⅰ中两个电极上均有气泡产生,锌电极上有气泡产生,锌与稀硫酸反应,该反应为放热反应,说明反应中有一部分化学能转化为热能;锌失去的电子经过导线转移到铜片表面,铜电极上有气泡产生,说明反应中有一部分化学能转化为电能。(2)锌失去的电子经过导线转移到铜片表面,溶液中的氢离子在铜片得到电子,放出氢气,则锌浸在ZnSO4溶液中,铜浸在稀硫酸中;铜片上的电极反应式为2H++2e-H2↑。(3)当图Ⅰ装置的溶液质量增加63 g时,溶解的锌为65 g,生成的氢气为2 g,在标准状况下氢气的体积为2 g2 g·ml-1×22.4 L·ml-1=22.4 L;当图Ⅱ中锌电极质量减少65 g(1 ml Zn)时,电路中转移2 ml电子,电子数为2NA。
装置
现象
金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
第1课时 原电池的工作原理
1.下列装置中,都伴随有能量变化,其中是由化学能转变为电能的是( )
A.电解水 B.水力发电
C.太阳能热水器 D.干电池
图L4-1-1
2.已知下列反应均为放热反应,在理论上不能用于设计原电池反应的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)
B.CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)
D.Al(OH)3(s)+NaOH(aq)NaAlO2(aq)+2H2O(l)
3.铜-锌原电池如图L4-1-2所示,电解质溶液为硫酸铜溶液,电池工作一段时间后,下列说法不正确的是( )
图L4-1-2
A.锌电极上的反应为Zn-2e-Zn2+
B.溶液中的硫酸根向锌电极移动
C.铜电极质量增加
D.电流从锌电极经过金属导线流向铜电极
4.下列装置能构成原电池的是( )
A B C D
图L4-1-3
5.关于如图L4-1-4所示的原电池,下列说法正确的是( )
图L4-1-4
A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C.铜电极发生氧化反应,其电极反应是2H++2e-H2↑
D.取出盐桥后,电流表仍会偏转,锌电极在反应后质量减少
6.A、B、C都是金属:B中混有C时,只有C能被盐酸溶解;A与B与稀硫酸组成原电池时,A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为( )
A.A>B>CB.A>C>B
C.C>B>AD.B>C>A
7.将纯锌片和纯铜片按图L4-1-5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( )
图L4-1-5
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲、乙两装置均将化学能转变为电能
C.两烧杯中溶液均变蓝色
D.一段时间后,两烧杯中溶液的c(H+)均减小
8.依据氧化还原反应2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图L4-1-6所示。
图L4-1-6
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 。外电路中的电子是从 极流向 极。
(3)此盐桥内为含琼胶的饱和KCl溶液,盐桥是通过 移动来导电的。在工作时,K+移向 (填“正极区”或“负极区”,下同),Cl-移向 。
9.按如图L4-1-7装置实验,若x轴表示流入正极的电子的物质的量,则y轴可表示( )
图L4-1-7
①c(Ag+) ②c(NO3-) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A.①③B.③④
C.②④D.②
10.如图L4-1-8所示原电池工作时,右池中Y2O72-转化为Y3+。下列叙述正确的是( )
图L4-1-8
A.左池电极反应式:X4++2e-X2+
B.每消耗1 ml Y2O72-,转移3 ml电子
C.左池中阴离子数目增加
D.在工作中,电流的方向:左池→导线→右池
11.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图L4-1-9所示的原电池。下列判断不正确的是( )
图L4-1-9
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
12.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中作正极的是 (填“A”或“B”) 。
(2)装置乙溶液中C电极反应: ;装置乙中反应一段时间后,测得C电极的质量增加12.8 g,则该电池反应转移电子的物质的量为 ml。
(3)装置丙中金属A上电极反应属于 (填“氧化反应”或“还原反应”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是 。
13.某研究性学习小组的同学对Zn、Cu、稀硫酸组成的原电池进行了探究,其中甲同学利用图L4-1-10Ⅰ装置进行探究,乙同学经过查阅资料后设计了图Ⅱ装置进行探究(盐桥内含有某种电解质的饱和溶液,起到连通电路的作用)。
图L4-1-10
(1)实验表明,图Ⅰ中两个电极上均有气泡产生,锌电极上有气泡产生,说明反应中有一部分化学能转化为 能;铜电极上有气泡产生,说明反应中有一部分化学能转化为 能。
(2)图Ⅱ中的X、Y是ZnSO4溶液及稀硫酸中的一种,实验过程中只有正极上产生气泡,则X是 ,正极上的电极反应式为 。
(3)当图Ⅰ装置的溶液质量增加63 g时,生成的氢气共有 L(标准状况);当图Ⅱ中锌电极质量减少65 g时,电路中转移的电子数为 NA。
1.D [解析] A项是将电能转化成化学能;B项是将水的势能转化成电能;C项是将太阳能转化成热能,D项是由化学能转变为电能。
2.D [解析] 氢气与氯气反应产生HCl的反应为氧化还原反应,能设计成原电池,A不符合题意;CH3CH2OH的燃烧反应属于自发的氧化还原反应,能设计成原电池,B不符合题意;Fe(OH)2与氧气的反应属于自发的氧化还原反应,能设计成原电池,C不符合题意;氢氧化铝与NaOH溶液的反应不是氧化还原反应,不能用于设计原电池,D符合题意。
3.D [解析] 铜-锌原电池中锌是负极,锌电极上的反应为Zn-2e-Zn2+,A正确;铜-锌原电池中锌是负极,原电池中阴离子向负极移动,溶液中的硫酸根离子向锌电极移动,B正确;铜-锌原电池中铜电极是正极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电极反应式是Cu2++2e-Cu,铜电极质量增加,C正确;铜-锌原电池中锌是负极,原电池中电流由正极流向负极,电流从铜电极经过金属导线流向锌电极,D错误。
4.B [解析] 两个电极都是铜电极,不符合构成原电池的条件,该装置不是原电池,A错误;符合原电池构成条件,该装置属于原电池,B正确;不是闭合回路,该装置不属于原电池,C错误;无水乙醇不属于电解质,不符合原电池构成条件,该装置不属于原电池,D错误。
5.A [解析] 原电池中,较活泼金属作负极,Zn作负极,失去电子,发生氧化反应,Cu作正极,得到电子,发生还原反应,负极电极反应式为:Zn-2e-Zn2+,正极电极反应式为:Cu2++2e-Cu,电子从负极沿导线流向正极,盐桥中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。Zn作负极,Cu作正极,电子从锌电极通过电流表流向铜电极,A正确;盐桥中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液中迁移,B错误;作正极,发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e-Cu,C错误;取出盐桥后,不是闭合回路,没有电流产生,电流表不会偏转,D错误。
6.C [解析] B中混有C,只有C能被盐酸溶解,根据金属活动顺序表,推出C比B活泼,A、B与稀硫酸构成原电池,A为正极,则B为负极,根据原电池工作原理,即B的金属性比A活泼,综上所述,金属活动性大小顺序是C>B>A,C正确。
7.D [解析] 甲中形成铜锌原电池,锌作负极,失电子,铜作正极,H+在铜极上得电子,生成H2,总反应式为:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑;乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,以此进行分析。甲中形成铜锌原电池,锌作负极,失电子,铜作正极,H+在铜极上得电子,生成H2,所以甲中铜片表面有气泡产生,A错误;甲中形成铜锌原电池,将化学能转化为电能,乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应,B错误;甲、乙两烧杯中,铜片均未参与反应,所以溶液均不变蓝色,C错误;甲中铜片上氢离子得电子生成氢气,乙中锌和稀硫酸发生置换反应生成氢气,所以两烧杯的溶液中氢离子浓度均减小,D正确。
8.(1)铜(或Cu) AgNO3溶液
(2)正 2Ag++2e-2Ag Cu-2e-Cu2+ 负(Cu) 正(Ag)
(3)离子 正极区 负极区
9.D [解析] 原电池的装置中银作正极,电解质溶液中的Ag+得电子,生成Ag,因此c(Ag+)减小;电解质溶液中NO3-不参与反应,c(NO3-)不变;原电池的装置中铁作负极,失去电子,电极反应为:Fe-2e-Fe2+,因此a棒的质量减小;银作正极,电解质溶液中的Ag+得电子,生成Ag,生成的Ag附着在b的表面,因此b棒的质量增加;电解质溶液中形成了Fe2+,减少了Ag+,得失电子相同时溶液的质量减小,故符合右图的是②,答案选D。
10.C [解析] 右池中Y2O72-转化为Y3+,Y元素化合价降低,右池为正极、左池为负极;左池电极反应式:X2+-2e-X4+,A错误;每消耗1 ml Y2O72-,转移6 ml电子,B错误;左池为负极,盐桥中阴离子流入左池,左池中阴离子数目增加,C正确;右池为正极、左池为负极,电子的流向:左池→导线→右池,电流方向与电子流向正好相反,D错误。
11.D [解析] 由反应2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2可知,反应开始时,甲中Fe3+发生还原反应,乙中I-发生氧化反应;当电流表读数为零时,则反应达到了平衡状态,此时在甲中溶入FeCl2固体,平衡向逆反应方向移动,乙中I2发生还原反应,则乙中石墨电极为正极。反应开始时乙中石墨电极上I-被氧化成I2,发生了氧化反应,A正确。反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原成Fe2+,B正确;当电流表读数为零时,则反应达到了平衡状态,C正确。电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,则甲中Fe2+浓度变大,发生氧化反应,甲为负极,D错误。
12.(1)B (2)Cu2++2e-Cu 0.4 (3)还原反应 (4) D>A>B>C
[解析] (1)甲装置中,金属A不断溶解,说明A是负极,B是正极。(2)乙装置中,C的质量不断增加,说明C电极是正极,溶液中的铜离子放电生成铜,电极反应式是Cu2++2e-Cu,反应一段时间后,测得C电极的质量增加12.8 g,即生成铜的物质的量为12.8 g÷64 g·ml-1=0.2 ml,根据电极方程式可知转移电子的物质的量为0.2 ml×2=0.4 ml。(3)丙装置中A电极上有气体生成,所以A电极是正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应生成氢气。(4)甲中A是负极,B是正极;乙中C是正极,B是负极;丙中A是正极,D是负极,所以四种金属活泼性由强到弱的顺序是D>A>B>C。
13.(1)热 电
(2)ZnSO4 2H++2e-H2↑ (3)22.4 2
[解析] Ⅰ(1)图Ⅰ中两个电极上均有气泡产生,锌电极上有气泡产生,锌与稀硫酸反应,该反应为放热反应,说明反应中有一部分化学能转化为热能;锌失去的电子经过导线转移到铜片表面,铜电极上有气泡产生,说明反应中有一部分化学能转化为电能。(2)锌失去的电子经过导线转移到铜片表面,溶液中的氢离子在铜片得到电子,放出氢气,则锌浸在ZnSO4溶液中,铜浸在稀硫酸中;铜片上的电极反应式为2H++2e-H2↑。(3)当图Ⅰ装置的溶液质量增加63 g时,溶解的锌为65 g,生成的氢气为2 g,在标准状况下氢气的体积为2 g2 g·ml-1×22.4 L·ml-1=22.4 L;当图Ⅱ中锌电极质量减少65 g(1 ml Zn)时,电路中转移2 ml电子,电子数为2NA。
装置
现象
金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
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