2019學年高二化學選修4課堂演練：第1章第3節(jié)第1課時原電池的工作原理(魯科版)

1、第 1 章 化學反應與能量轉化第 3 節(jié) 化學能轉化為電能一一電池第 1 課時原電池的工作原理- 課堂演練當堂達標課堂演練當堂達標-1.在如圖所示的水果電池中，外電路上的電流從X 電極流向 Y電極。若 X 為鐵，則 Y 可能是（）（）A .鋅C .銀D .銅解析：電流的方向與電子的移動方向相反，由已知條件知電子由Y 電極流向 X 電極，所以 Y 電極的金屬活動性強于鐵，故 Y 電極只能 為選項中的鋅。答案：A2. 實驗室用鐵片、銅片和 AgNOs溶液組成原電池，則正極的電 極反應式為（）（）A.Fe 3e =Fe3+B.Fe 2e =Fe2+C.2H2O +O2+ 4e =40HD.Ag+ e

2、 =Ag解析：在此原電池中，鐵片、銅片分別為負極和正極?？偡磻獮镕e+ 2AgNO3=2Ag + Fe（NO3）2，正極的電極反應為 Ag+ e=Ag,D 項準確。答案：D3. 下圖為一原電池裝置，下列敘述中準確的是（）（）鹽橋（內號有瓊脂的KC1 他和落港）甌帥 4 溶液 CuSOq 溶液A .銅離子在銅片表面被還原B.鹽橋中的 K+移向 ZnSO4溶液C .電流從鋅片經導線流向銅片D .銅是正極，銅片上有氣泡產生解析：該原電池中，較活潑的金屬鋅作負極，發(fā)生氧化反應，較 不活潑的銅作正極，發(fā)生還原反應，電子由負極鋅流出，經導線流向 銅電極（電流的方向與之相反），負極、正極的反應分別為負極：Z

3、n 2e =Zn2+，正極：Cu2+ + 2e =Cu;鹽橋中的陽離子向正極區(qū) CuSO4溶液中遷移，故 A 準確，B、C、D 錯誤。答案：A4. 100 mL 濃度為 2 mol L1的鹽酸跟過量的鋅片反應，為加快反 應速率，又不影響生成 H2的總量，可采用的方法是（）（）A .加入適量 6 mol L1的鹽酸B.加入幾滴 CuCl2溶液C .加入適量蒸餾水D .加入適量的 NaCI 溶液解析：Zn 置換出 CuCl2中的 Cu, Cu、Zn、稀鹽酸構成原電池, 加快了反應速率，同時也不影響產生 H2的量。I電流表答案：B5.如圖所示裝置中，電流表 A 發(fā)生偏轉，a 極逐漸變粗，同時 b極逐

4、漸變細，c 為電解質溶液，則 a、b、c 應是下列各組中的()()Lah.A. a 是 Zn、b 是 Cu、c 為稀 H2SO4B. a 是 Cu、b 是 Zn、c 為稀 H2SO4C. a 是 Fe、b 是 Ag、c 為 AgNO?溶液D. a 是 Ag、b 是 Fe、c 為 AgNO3溶液解析：原電池工作時，a 極逐漸變粗，同時 b 極逐漸變細，說明 b 極失去電子是負極，a 極上金屬離子得電子是正極，電解質溶液中含有 先于 H+放電的金屬陽離子。答案：D6 .依據(jù)氧化還原反應：2Ag* (aq) + Cu(s)=Cu2+(aq) + 2Ag(s)設 計的原電池如圖所示。請回答下列問題：(

5、1) 電極 X 的材料是_,電解質溶液 Y 是_。(2) 銀電極為電池的 _，發(fā)生的電極反應為 _X 電極上發(fā)生的電極反應為 _。(3) 外電路中的電子是從 _電極流向_ 電極。解析：原電池中負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應，鹽 橋起到平衡電荷的作用。由總反應方程式可知電極X 的材料是銅，發(fā)生氧化反應，電解質溶液 Y 是可溶性銀鹽，常用硝酸銀。電極反應式 表示為：負極：Cu 2e=Cu2+，正極：2Ag* + 2d =2Ag,電子由 負極出發(fā)，經外電路流向正極。答案：（1）銅（或 Cu） AgNOs溶液（2）正 2Ag+ 2e =2Ag Cu 2e =Cu2+（3）負（Cu）正（Ag）課

6、后作業(yè)知能強化課后作業(yè)知能強化（時間：40 分鐘分值：100 分）一、選擇題（本題包括 6 個小題，每小題 8 分，共 48 分。每小題 只有一個選項符合題意）1. 下列說法準確的是（）（）A .構成原電池正極和負極的材料必須是金屬B.在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原C .實驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4反應D .原電池能夠把物質內部的能量全部轉化為電能解析：構成原電池的電極材料能夠是非金屬如碳棒，所以 A 錯。 在原電池中電子流出的一極失電子被氧化，所以 B 錯。粗鋅中含有雜 質可形成Zn Cu 原電池所以 C 對。能量轉化率不可能達到 100% , 所以 D 錯

7、。答案：C2. 下列各裝置能形成原電池的是（）（）解析：判斷一個裝置能否構成原電池，要看是否符合原電池的構 成條件： 電極材料（活動性不同的金屬、 金屬與非金屬、 金屬與金屬 氧化物） ;電解質溶液；構成閉合回路；能自發(fā)實行的氧化還原 反應。A 裝置：因為兩個電極是同種金屬，不能形成原電池；B 裝置:酒精不是電解質溶液，不能構成原電池； C 裝置：沒有形成閉合回路, 不能形成原電池；D 裝置：符合原電池構成的條件，能形成原電池。答案：D3. 如圖所示的裝置中，在FeCli FeCb產生電流時，以下說法不準確的是（）（）A.Fe 是負極，C 是正極B.負極反應式為：Fe3e_=Fe3+C .內電

8、路中陰離子移向 FeCb 溶液D .電流由石墨電極流向 Fe 電極解析：Fe 與 C 作為原電池的電極，則 Fe 為負極，C 是正極。Fe 在負極發(fā)生氧化反應生成 Fe2+,所以 B 項錯誤，且左邊燒杯中正電荷 增加，必然使鹽橋中的陰離子移向 FeCl2溶液，電子由 Fe 電極流向石 墨電極，則電流由石墨電極流向 Fe 電極。答案：B4. 有 a、b、c、d 四個金屬電極，相關的實驗裝置及部分實驗現(xiàn) 象如下：實驗裝置部分實驗現(xiàn)象1七：:址：地a 極質量減小；b 極質量增加業(yè)刮業(yè)刮1b 極有氣體產生；c 極無變化1A 1巧巧T 11- i S bcdB. bcdaC. dabcD. abdc解析

9、：由第一個裝置 a 極溶解，可知 a 極是負極，金屬活動性 ab, 第二個裝置依據(jù)氧化性、還原性的規(guī)律金屬活動性 bc，故第三個裝 置的金屬活動性 dc,由第四個裝置電流從 d,則電子從 dia,故 金屬活動性 da。答案：C5. 向等質量的兩份鋅粉 a、b 中分別加入過量的稀硫酸，同時向 a 中加少量的 CuS04溶液，產生 出的體積 V（L）與時間 t（min）的關系如 下所示，準確的是（）（）解析：Zn + H2SO4=ZnSO4+ H2f，反應速率較快，若向 a 中 加入少量的 CuSO4溶液，則有：Zn + CuSO4=Cu + ZnSO4,消耗一 部分 Zn，生成的 Cu 附于 Z

10、n 上，又構成無數(shù)微小的 Cu Zn 原電池， 加快了 Zn的反應速率，所以 Zn 與稀硫酸反應時，加入 CuSO4則反 應速率加快，應先反應完，但因 Cu2+消耗了一定量的 Zn，生成 H2的 量要小于 b。答案：A6. 以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質溶液組成原電池，當 導線中通過 2 mol 電子時，下列說法準確的是（）（）A .鋅片溶解了 1 mol，銅片上析出 1 mol H2B.兩極上溶解和析出的物質的質量相等C .鋅片溶解了 31 g,銅片上析出了 1 g H2D .鋅片溶解了 1 mol，硫酸消耗了 0.5 mol解析：在涉及原電池的相關計算中，關鍵是要把握住一點即兩極 得

11、、失電子數(shù)相等。 利用這個特點， 我們從電極反應式看： 負極： Zn 2e =Zn2+;正極：2才才+ 2e =出出 f。當溶解 1 mol 鋅時失去 2 mol 電子，銅片上析出1 mol 氫氣得到 2 mol 電子，得失電子守恒，這樣 即可推出 A 準確。答案：A二、非選擇題(本題包括 3 個小題，共 52 分) )7. (18 分)由鋅片、銅片和 200 mL 稀 H2SO4組成的原電池如下圖 所示。(1) 原電池的負極反應是 _，正極反應是_。(2) 電流的方向是_。(3) 段時間后，當在銅片上放出 1.68 L(標準狀況) )氣體時，H2SO4恰好消耗一半。則產生這些氣體的同時，共消

12、耗 _ g 鋅，有_ 電子通過了導線。解析： 由題意得產生 0 075 mol H2,通過 0 075 molx2= 0.15 mol 電子，消耗 0.075 mol Zn 和 0.075 mol H2SO4。所以 m(Zn) = 0.075 molX65 g mol=4.875 g,N(e )=0.15 molx6.02X1023mol=9.03X1022。答案：( (1)Zn 2e =Zn2+2H + 2e =H2f由 Cu 極流向 Zn 極( (3)4.875 9 03X10228. (16 分)A、B、C、D 四種金屬按下表中的裝置圖實行實驗裝置irn-丨jRC1Cu!B乙11A現(xiàn)象二

13、價金屬 A 持續(xù)溶解C 的質量增加A 上有氣泡產生根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題:裝置甲中負極的電極反應是 _。(2) 裝置乙中正極的電極反應是 _。(3) 裝置丙中溶液的pH_(填“變大”“變小”或“不變”) )。(4)四種金屬活動性由強到弱的順序是 _ 。解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A 持續(xù)溶解，則 A 為負極、B 為正極，活動性 AB;乙中 C 極質量增加， 即析出 Cu，則 B 為負極，活動性 BC;丙中 A 上有氣體即 H2產生， 則 A 為正極，活動性 DA，隨著 H+的消耗，溶液 pH 逐漸變大。答案：(1)A 2e-=A2+(2)Cu2十+ 2e-=Cu(3)

14、變大(4) DABC9. (18 分)為了避免鋅片與 Cu2+直接接觸發(fā)生反應而影響原電池的放電效率，有人設計了如下裝置，按要求完成以下填空:電流計I(1)此裝置工作時，能夠觀察到的現(xiàn)象是反應式為(2)以上電池中，鋅和鋅鹽溶液組成 _，銅和銅鹽溶液組成ZnL1鹽廠三橋三三_ ，中間通過鹽橋連接起來。(3) 電池工作時，硫酸鋅溶液中 so4向_ 動，硫酸銅溶液中 SO42向向_ 移動。(4) 此鹽橋內為飽和 KCl 溶液，鹽橋是通過 _移動來導電的。在工作時， K移向 _ 。解析：該裝置為鋅銅原電池， 總反應式為： ZnCu2=Cu Zn2，電池工作時，觀察到 電流計指針發(fā)生偏轉， 鋅片持續(xù)溶解， 銅片上有紅色物質析出，其中 Zn 與 ZnSO4溶液組成鋅