2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第4章 化學(xué)反應(yīng)與電能 第1節(jié) 第1課時(shí) 原電池的工作原理作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊

1、2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第4章 化學(xué)反應(yīng)與電能 第1節(jié) 第1課時(shí) 原電池的工作原理作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第4章 化學(xué)反應(yīng)與電能 第1節(jié) 第1課時(shí) 原電池的工作原理作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊年級：姓名：- 9 -第1課時(shí) 原電池的工作原理a級基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)zn2fecl3=zncl22fecl2，設(shè)計(jì)了如圖所示的原電池裝置，下列說法正確的是(d)azn為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)bb電極反應(yīng)式為2fe32e=2fe2c電子流動方向是a電極fecl3溶液b電極d電池的正極材料可以選用石墨、鉑電極，也可以用銅解析：zn為負(fù)極，發(fā)生

2、氧化反應(yīng)，a項(xiàng)錯；因cl向負(fù)極移動，b是負(fù)極，a是正極，fe3在a極上發(fā)生還原反應(yīng)，2fe32e=2fe2，b項(xiàng)錯誤；電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，電子不能通過電解質(zhì)溶液，c項(xiàng)錯誤；正極材料本身不參與反應(yīng)，可以選石墨、鉑電極、也可選比鋅活潑性差的銅，d項(xiàng)正確。2有關(guān)如圖所示原電池的敘述，正確的是(鹽橋中裝有含瓊膠的kcl飽和溶液)(c)a銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)b取出鹽橋后，電流計(jì)依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)c反應(yīng)中，鹽橋中的k會移向cuso4溶液d反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變解析：cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，a項(xiàng)錯；取出鹽橋后，原電池?cái)嗦?，電流?jì)指針不偏轉(zhuǎn)，b項(xiàng)錯；原電池工作時(shí)，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，鹽橋中k會

3、向cuso4溶液移動，c項(xiàng)正確；cu極上的反應(yīng)為cu22e=cu，正極上析出銅，使銅片質(zhì)量增加，d項(xiàng)錯誤。3有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的反應(yīng)裝置及部分反應(yīng)現(xiàn)象如下：實(shí)驗(yàn)裝置部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流計(jì)指示在導(dǎo)線中電流從a極流向d極由此可判斷這兩種金屬的活動性順序是(c)adacbbbcdacdabcdabdc解析：原電池中較活潑的金屬是負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中陽離子移向正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加，a是負(fù)極，b是正極，金屬性ab；b極有氣體，c極無變化，說明金屬性bc；d極溶解，c極有氣體

4、，說明d是負(fù)極，金屬性dc；a、d構(gòu)成的原電池中，電流從a極流向d極，說明a作正極，金屬性da，所以金屬活動性dabc，選c。4在探究檸檬電池的工作原理時(shí)，某課外小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)按圖所示連接一個檸檬時(shí)，二極管不發(fā)光；按圖所示連接幾個檸檬時(shí)，二極管發(fā)光。下列說法不正確的是(a)a圖中二極管不發(fā)光，說明該裝置不構(gòu)成原電池b圖中鐵環(huán)為負(fù)極、銅線為正極，負(fù)極的電極反應(yīng)為fe2e=fe2c圖中二極管不發(fā)光的原因是單個檸檬電池的電壓較小d圖中所得的電池組的總電壓是各個檸檬電池的電壓之和解析：a項(xiàng)，圖所示，符合構(gòu)成原電池的條件，連接一個檸檬，二極管不發(fā)光是因?yàn)閱蝹€檸檬電池提供的電壓較小，錯誤；b項(xiàng)，圖中活潑

5、金屬鐵作負(fù)極，不活潑金屬銅作正極，負(fù)極的電極反應(yīng)為fe2e=fe2，正確；c項(xiàng)，圖中構(gòu)成原電池，二極管不發(fā)光的原因是單個檸檬電池的電壓較小，正確；d項(xiàng)，圖中四個檸檬電池為串聯(lián)關(guān)系，所得的電池組的總電壓是各個檸檬電池的電壓之和，正確。二、非選擇題5能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱之一，化學(xué)在提高能源的利用率和開發(fā)新能源中起到了重要的作用。電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛的二次能源。(1)下列裝置中能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是_c_(填字母)。(2)寫出該裝置正極反應(yīng)的電極反應(yīng)式_2h2e=h2_。(3)該裝置中溶液里的陰離子移向_zn_(填電極的化學(xué)式)極。(4)若裝置中轉(zhuǎn)移了0.2 mol電子，則理論上

6、溶液增加的質(zhì)量是_6.3_g_。解析：(1)原電池的構(gòu)成條件：有兩個活潑性不同的電極，將電極插入電解質(zhì)溶液中，兩電極間構(gòu)成閉合回路，能自發(fā)地進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，c裝置符合構(gòu)成原電池的條件，故c正確。(2)c裝置中ag作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，其電極反應(yīng)式為2h2e=h2。(3)陰離子移向負(fù)極鋅。(4)裝置中轉(zhuǎn)移了0.2 mol電子，根據(jù)總反應(yīng)：zn2h=zn2h2，則理論上溶液質(zhì)量增重0.165 g0.12 g6.3 g。6(1)控制適合的條件，將反應(yīng)2fe32i2fe2i2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。請回答下列問題：反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生_氧化_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極

7、反應(yīng)式為_2i2e=i2_。甲中石墨電極上發(fā)生_還原_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_2fe32e=2fe2_。電流表讀數(shù)為0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)在甲中加入fecl2固體，則乙中的石墨作_正_(填“正”或“負(fù)”)極，該電極的電極反應(yīng)式為_i22e=2i_。(2)利用反應(yīng)2cuo22h2so4=2cuso42h2o可制備cuso4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為_o24e4h=2h2o_。解析：(1)根據(jù)反應(yīng)2fe32i=2fe2i2，原電池的電極反應(yīng)：負(fù)極2i2e=i2，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極2fe32e=2fe2，發(fā)生還原反應(yīng)。反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

8、；當(dāng)電流表讀數(shù)為0時(shí)反應(yīng)已平衡，此時(shí)，在甲中加入fecl2固體，反應(yīng)2fe32i2fe2i2向左移動。因此，右側(cè)石墨作正極，電極反應(yīng)式為i22e=2i；左側(cè)石墨作負(fù)極，電極反應(yīng)式為2fe22e=2fe3。(2)cu作負(fù)極，o2在正極上得電子：o24e4h=2h2o。7食物在空氣中因?yàn)榕c氧氣反應(yīng)而腐敗變質(zhì)，尤其是堅(jiān)果類的食品，由于其含有大量的不飽和脂肪酸，在空氣中更容易與氧氣反應(yīng)，并且變質(zhì)的同時(shí)還會產(chǎn)生致癌物質(zhì)。同時(shí)，堅(jiān)果還能夠吸收空氣中的水蒸氣而受潮變軟影響口感。食品保鮮所用的“雙吸劑”，是由還原鐵粉、生石灰、活性炭和氯化鈉等按照一定比例組成的混合物，可同時(shí)吸收氧氣和水，延長食品保質(zhì)期。產(chǎn)品屬

9、性/producp attribute名稱：食品用脫氧劑型號：50型300粒成分：還原鐵粉、生石灰、水、食鹽、活性炭類別：自立型標(biāo)準(zhǔn)吸氧量：50 ml保質(zhì)期：兩年(1)“雙吸劑”中起到吸水作用的物質(zhì)是_生石灰_。(2)“雙吸劑”吸收氧氣時(shí)，發(fā)生了原電池反應(yīng)。寫出正極材料、負(fù)極材料及電極反應(yīng)。(3)“雙吸劑”過一段時(shí)間由灰黑色變成紅色，紅色物質(zhì)的主要成分是什么？解析：(1)生石灰。(2)正極為活性炭，電極反應(yīng)為：o24e2h2o=4oh；負(fù)極為鐵粉，電極反應(yīng)為：fe2e=fe2。(3)fe2o3。b級能力提升練一、不定項(xiàng)選擇題(每小題有1個或2個選項(xiàng)符合題意)1下列裝置不可以組成原電池的是(c)

10、解析：c中的裝置沒有形成閉合回路。2下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是(cd)a把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡b把鎂條和鋁條緊靠在一起浸入氫氧化鈉溶液中，鎂條表面出現(xiàn)氣泡c把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵d把鋅粒放入盛有稀鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率減少解析：選項(xiàng)a形成原電池，銅片作正極，表面出現(xiàn)氫氣泡；選項(xiàng)b也形成原電池，但在強(qiáng)堿性溶液中，鋁可以反應(yīng)，鎂不能，鋁失去電子作負(fù)極，鎂作正極，表面出現(xiàn)氫氣泡；c選項(xiàng)銅片把三價(jià)鐵離子還原為亞鐵離子，不能置換出金屬鐵；d選項(xiàng)鋅能置換出銅，鋅、銅形成無數(shù)微小原電池，增大氣泡放出速率。3將純鋅片和純銅片按

11、下圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是(cd)a兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生b甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極c兩燒杯中溶液的ph均增大d產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙大解析：圖甲是一個原電池裝置，負(fù)極(zn)：zn2e=zn2，正極(cu)：2h2e=h2，形成原電池能增大產(chǎn)生氫氣的速率；圖乙中，zn直接與稀硫酸反應(yīng)生成h2：zn2h=zn2h2，甲、乙兩燒杯中h2so4均被消耗，溶液的ph均增大。4圖甲和圖乙均是雙液原電池裝置。下列說法不正確的是(bc)a甲中電池總反應(yīng)的離子方程式為cd(s)co2(aq)=co(s)cd2(aq)b反應(yīng)2ag(s)cd2(aq)=cd(s)2ag

12、(aq)能夠發(fā)生c鹽橋的作用是形成閉合回路，并傳導(dǎo)電子d乙中有1 mol電子通過外電路時(shí)，正極有108 g ag析出解析：由甲可知，cd的活動性強(qiáng)于co，由乙可知，co的活動性強(qiáng)于ag，即cd的活動性強(qiáng)于ag，故ag不能置換出cd，b項(xiàng)錯誤；鹽橋中電子不能通過，c項(xiàng)錯誤。5如圖所示的原電池裝置，x、y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列說法正確的是(c)a外電路的電流方向?yàn)椋簒外電路yb若兩電極分別為zn和石墨棒，則x為石墨棒，y為znc若兩電極都是金屬，則它們的活動性為xydx極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)解析：由圖可知，電子的流動方向是x外

13、電路y，則電流的方向就為y外電路x；x為原電池的負(fù)極，y為正極；x極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，y極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)。二、非選擇題6(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計(jì)。鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_zn2e=zn2_；銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_2h2e=h2_。(2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時(shí)間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47 g，試計(jì)算：產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；通過導(dǎo)線的電量。(已知na6.021023 mol1,1個電子所帶的電量為1.601019c)答：產(chǎn)生氫氣的體積是4.48 l；通過導(dǎo)線的電量為3.85104c。解析：(1)鋅片和銀片浸入

14、稀硫酸中組成原電池，鋅片作負(fù)極，失電子發(fā)生反應(yīng)：zn2e=zn2；溶液中h在正極上得電子。(2)鋅片與銀片減少的質(zhì)量等于生成氫氣所消耗的鋅的質(zhì)量，設(shè)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為x。zn2h=zn2h265 g22.4 l60 g47 g13 gxx13 g22.4 l65 g4.48 l反應(yīng)消耗的鋅的物質(zhì)的量為：13 g65 gmol10.2 mol通過導(dǎo)線的電量為：0.20 mol26.021023 mol11.601019c3.85104c7某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究原電池的形成條件，按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并得到下表實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)序號ab燒杯中的液體靈敏電流計(jì)指針有無偏轉(zhuǎn)1znzn乙醇無2zncu稀硫酸有3znzn稀硫酸無4zncu苯無5cuc氯化鈉溶液有6mgal氫氧化鈉溶液有分析上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)2中電流由_b_(填“a”或“b”，下同)極流向_a_極。(2)實(shí)驗(yàn)6中電子由b極流向a極，表明負(fù)極是_鋁_(填“鎂”或“鋁”)電極。(3)實(shí)驗(yàn)5表明_b_。a銅在潮濕空氣中不會被腐蝕b銅的腐蝕是自發(fā)進(jìn)行的(4)分析上表有關(guān)信息，下列說法不正確的是_a_。a相對活潑的金屬一定作負(fù)極b失去電子的電極是負(fù)極