高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 原电池课后作业题
展开A.电极材料B.直流电源
C.电解质溶液 D.金属导线
【解析】 组装原电池不需要直流电源。
【答案】 B
2.关于右图装置的叙述,正确的是( )
A.铜是负极,铜片上有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原为H2
【解析】 本题主要考查有关原电池的知识,由所给图示可知Zn为原电池负极,失去电子被氧化;Cu为原电池的正极,电子经导线流向正极(Cu极),溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2。电流流向与电子流向相反。
【答案】 D
3.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
【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正确;铁在浓硫酸中钝化,不产生氢气,B错误;加入少量硫酸铜溶液,由于Cu2++Fe===Cu+Fe2+,则构成铜—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正确。
【答案】 B
4.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是( )
【解析】 B、C选项均无化学反应;D选项Zn与稀H2SO4反应,但装置不能形成闭合回路,只有A符合要求。
【答案】 A
5.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
【解析】 放电时负极反应物为Zn,失电子被氧化,正极反应物为Br2,得电子被还原。
【答案】 C
6.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑,则下列说法中正确的是 ( )
A.用HNO3作电解质溶液
B.用锌作原电池正极
C.用铁作负极,铁的质量不变
D.用铜作原电池正极
【解析】 由电池反应的离子方程式知,电池的负极为铁,则正极应是比铁不活泼的金属(B被否定),在反应中负极不断被消耗(C被否定),由于反应中放出了氢气并生成了Fe2+,故知电解质溶液不能是HNO3。由以上分析可知正确选项为D。
【答案】 D
7.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pH均增大
D.产生气泡的速度甲比乙慢
【解析】 甲装置是铜锌原电池,乙不能形成原电池装置。所以乙烧杯中铜表面无气泡生成,则甲中铜表面有气泡生成,A错;乙中Cu片不可能是负极,B错;甲、乙两装置发生的反应均是Zn+2H+===H2↑+Zn2+,所以两烧杯中溶液的pH均增大,C对;因甲是原电池装置,所以甲烧杯中产生H2的速度快,D错。
【答案】 C
8.下图是锌、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.④⑤⑥ D.②③④
【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,③④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
9.现有如下两个反应:
(A)NaOH+HCl===NaCl+H2O
(B)Cu+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、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”):
负极:________,________________,___________________;
正极:________,________________,_____________________;
若导线上转移电子1 ml,则正极质量增加________g,电解质溶液:________。
【解析】 (1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,(B)是氧化还原反应且能自发进行。
(3)根据电池反应式Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+可知,Cu失电子作负极,负极材料是Cu,正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属;Ag+得电子,所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。
【答案】 (1)(A)不能,(B)可以
(2)(A)为非氧化还原反应,没有电子转移
(3)Cu Cu-2e-===Cu2+ 氧化反应 碳棒、Ag、Pt、Au(任选一) 2Ag++2e-===2Ag 还原反应 108
AgNO3溶液
10.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)===2Ag(s)+Cu2+(aq)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是______;电解质溶液Y是__________________________________________________________。
(2)银电极为原电池的________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________电极流向________电极。
【解析】 该原电池的电池总反应式为2Ag+(aq)+Cu(s)===2Ag(s)+Cu2+(aq),由此可知X极是铜,作负极,银作正极,Y应是AgNO3溶液。电子从原电池的负极经导线流向正极,即从铜电极流向银电极。
【答案】 (1)Cu AgNO3溶液
(2)正 2Ag++2e-===2Ag(或Ag++e-===Ag)
Cu-2e-===Cu2+
(3)Cu(负) Ag(正)
eq \a\vs4\al([能力提升层次(B)])
11.右图所示装置中,电流表A发生偏转,a极逐渐变粗,同时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H2SO4
B.a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4
C.a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液
D.a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液
【解析】 原电池工作时,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,说明b极失去电子是负极,a极上金属离子得电子是正极,电解质溶液中含有先于H+放电的金属阳离子。
【答案】 D
12.下图中甲和乙均是双液原电池装置。判断下列说法不正确的是( )
甲 乙
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.乙电池中有1 ml电子通过外电路时,正极有108 g Ag析出
【解析】 根据甲、乙装置分析可知A项正确,且可推知Cd的活泼性强于Ag,故Ag不能置换出Cd,B项错误。
【答案】 B
13.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是 ( )
A.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,其负极反应式为Al-3e-===Al3+
B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为Al-3e-+4OH-===AlOeq \\al(-,2)+2H2O
C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+
D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为Cu-2e-===Cu2+
【解析】 Al、Cu、稀硫酸组成的原电池中,较活泼金属Al为负极,A正确;因为Mg与NaOH溶液不反应,故Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池中,Al为负极,发生氧化反应,B正确;因Fe比Cu活泼,Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池时,Fe失电子被氧化,负极反应为Fe-2e-===Fe2+,C错误;因Al可被浓硝酸钝化,故Al、Cu、浓硝酸原电池中,Cu为负极,失电子被氧化,D正确。
【答案】 C
14.(2014·福建高考)某原电池装置如右图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 ml e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 ml离子
【解析】 根据电池总反应可以看出Cl2得电子,Ag失电子,所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应,Ag在负极上发生氧化反应。正极反应为Cl2+2e-===2Cl-,A项错误。因为电解质溶液为盐酸,所以负极上Ag失电子生成的Ag+随即与附近的Cl-反应生成白色沉淀,B项错误。用氯化钠代替盐酸后,电极反应不发生改变,C项错误。当电路中转移0.01 ml e-时,负极生成0.01 ml Ag+,由于Ag++Cl-===AgCl↓,所以消耗0.01 ml Cl-,由于电荷守恒,同时有0.01 ml H+通过阳离子交换膜转移至右侧,D项正确。
【答案】 D
15.由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
(1)原电池的负极反应是_________________________________,
正极反应是________________________________。
(2)电流的方向是________。
(3)一段时间后,当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时,H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时,共消耗________g锌,有________个电子通过了导线,原硫酸的物质的量浓度是 ________(设溶液体积不变)。
【解析】 产生0.075 ml H2,通过0.075 ml×2=0.15 ml电子,消耗0.075 ml Zn和0.075 ml H2SO4。所以m(Zn)=0.075 ml×65 g·ml-1=4.875 g,N(e-)=0.15 ml×6.02×1023 ml-1=9.03×1022,c(H2SO4)=eq \f(0.075 ml×2,0.2 L)=0.75 ml·L-1。
【答案】 (1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑
(2)由Cu极流向Zn极
(3)4.875 9.03×1022 0.75 ml·L-1
16.已知可逆反应:AsOeq \\al(3-,4)+2I-+2H+AsOeq \\al(3-,3)+I2+H2O。
(Ⅰ)如下图所示,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。
试回答问题:
(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,C1棒上的反应为__________________________。
(4)操作(Ⅱ)中,C2棒上的反应为__________________________。
【解析】 (Ⅰ)滴入浓盐酸,溶液中c(H+)增大,题给可逆反应平衡正向移动,I-失去电子变为I2,C1棒上产生电子,并沿外电路流向C2棒,AsOeq \\al(3-,4)得电子变为AsOeq \\al(3-,3)。
(Ⅱ)滴加40%的NaOH(aq)将H+中和,溶液中c(H+)减小,题给可逆反应平衡逆向移动,电子在C2棒上产生,并沿外电路流向C1棒,I2得电子变为I-,AsOeq \\al(3-,3)变为AsOeq \\al(3-,4)。
【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)AsOeq \\al(3-,3)+2OH--2e-===AsOeq \\al(3-,4)+H2O
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