高中化學人教版化學反應(yīng)原理第四章電化學基礎(chǔ)第一節(jié)原電池 第一節(jié)原電池課時作業(yè)18

課時作業(yè)(十八)一、選擇題1．2023年1月，28年來同期最冷天氣使我國北方地區(qū)的“暖寶寶”成為緊俏商品。暖寶寶(如圖所示)采用的是鐵的“氧化放熱”原理，使其發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵粉在原電池中充當()原材料名：鐵粉、水、活性炭、蛭石、食鹽A．負極B．正極C．陰極D．陽極解析：鐵—活性炭—食鹽構(gòu)成的原電池中，鐵作負極。答案：A2．關(guān)于下圖裝置的敘述，正確的是()A．銅是負極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B．銅片質(zhì)量逐漸減少C．電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片D．氫離子在銅片表面被還原后生成H2答案：D3．如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，下列關(guān)于該裝置的說法正確的是()A．外電路的電流方向為X→外電路→YB．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC．X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)D．若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y解析：由圖示電子流向知X為負極，Y為正極，則電流方向為Y→外電路→X，故A錯；若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為鐵，Y為碳棒，B錯；負極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，C錯；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負極，故有活動性X>Y。答案：D4．如圖所示裝置中，可觀察到檢流計指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鋅稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液解析：本題通過電極變化來確定電極，N棒變細，即N極上發(fā)生氧化反應(yīng)，N棒金屬較活潑，排除A、D項，由M棒變粗，可知B項不正確。答案：C5．按下圖裝置實驗，若x軸表示流出負極的電子的物質(zhì)的量，則y軸應(yīng)表示()①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量⑤溶液的質(zhì)量A．①③B．③④C．①②④D．②解析：在這個原電池中，負極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NOeq\o\al(－,3))不變。答案：D6．關(guān)于原電池、電解池的電極名稱，下列說法錯誤的是()A．原電池中失去電子的一極為負極B．電解池中與直流電源負極相連的一極為陰極C．原電池中相對活潑的一極為正極D．電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為陽極答案：C7．對于原電池的電極名稱，敘述錯誤的是()A．發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負極B．正極為電子流入的一極C．比較不活潑的金屬為負極D．電流流出的一極為正極答案：C8．在如圖所示的裝置中，a的金屬活動性比氫要強，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種敘述不正確的是()A．碳棒上有氣體放出，溶液pH變大B．a(chǎn)是正極，b是負極C．導線中有電子流動，電子從a極流向b極D．a(chǎn)極上發(fā)生了氧化反應(yīng)解析：本題考查原電池基本知識，難度不大，但概念容易混淆。電極a、b與電解質(zhì)溶液稀H2SO4組成原電池。因活動性a>b(碳棒)，所以a為原電池的負極，b為正極。電極反應(yīng)式：a(負)極：a－ne－=an＋(氧化反應(yīng))b(正)極：nH＋＋ne－=eq\f(n,2)H2↑(還原反應(yīng))由于正極放電消耗H＋，溶液中c(H＋)減小，pH增大，在外電路中，電子由a極流出經(jīng)檢流計G流向b極。答案：B9．原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中不正確的是()A．由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，其負極反應(yīng)式為Al－3e－=Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋解析：原電池正、負極的判斷不能完全依賴金屬的活動性，因為可能會出現(xiàn)特殊情況：濃硝酸使鐵、鋁鈍化；鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而鎂不能與NaOH溶液反應(yīng)等。答案：C10．鋅銅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是()A．正極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋B．電池反應(yīng)為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuC．在外電路中，電流從負極流向正極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液解析：在原電池中，相對活潑的金屬材料作負極，相對不活潑的金屬材料作正極，負極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，正極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，因Zn失電子生成Zn2＋，為使ZnSO4溶液保持電中性，鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液。答案：B11．(2023·安徽亳州抽考)某原電池的電池反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，與此電池反應(yīng)不符的原電池是()A．銅片、鐵片、FeCl3溶液組成的原電池B．石墨、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池C．鐵片、鋅片、Fe2(SO4)3溶液組成的原電池D．銀片、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池解析：鐵片、鋅片、Fe2(SO4)3溶液組成的原電池中，鋅片作負極，電池反應(yīng)為Zn＋2Fe3＋=Zn2＋＋2Fe2＋。答案：C12．鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)方程式為Li＋MnO2=LiMnO2，下列說法正確的是()A．Li是正極，電極反應(yīng)為Li－e－=Li＋B．Li是負極，電極反應(yīng)為Li－e－=Li＋C．MnO2是負極，電極反應(yīng)為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是負極，電極反應(yīng)為Li－2e－=Li2＋解析：由總反應(yīng)eq\o(Li,\s\up6(0))＋eq\o(Mn,\s\up6(＋4))O2=eq\o(Li,\s\up6(＋1))eq\o(Mn,\s\up6(＋3))O2可知，Li元素在反應(yīng)后化合價升高(0→＋1)，Mn元素在反應(yīng)后化合價降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在電池中作負極，電極反應(yīng)為Li－e－=Li＋，MnO2在正極上反應(yīng)，電極反應(yīng)為MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)。答案：B二、非選擇題13．(1)事實證明，原電池中發(fā)生的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)。利用下列化學反應(yīng)可以設(shè)計成原電池的是________________________。A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH>0B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH<0C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH<0D．CaCO3(s)＋2HCl(aq)=CaCl2(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)ΔH<0E．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0(2)有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕。將A、D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里，無明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷A、B、C、D的活動性由強到弱的順序是________。解析：(1)原電池是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，由條件知反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，A為吸熱反應(yīng)，B、D不是氧化還原反應(yīng)，選C、E。(2)本題考查原電池原理的應(yīng)用。根據(jù)原電池原理：活動性不同的金屬組成原電池時，活潑金屬作負極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬作正極，據(jù)此可以判斷金屬活動性的強弱?；顫娊饘僮髫摌O，被腐蝕，所以活動性A>B；A、D與等濃度鹽酸反應(yīng)時D比A反應(yīng)劇烈，說明活動性D>A；銅與B的鹽溶液不反應(yīng)，但銅可置換出C，說明活動性B>C。即活動性由強到弱的順序為D>A>B>C。答案：(1)CE(2)D>A>B>C14．由鋅片、銅片和200mL稀H2SO4組成的原電池如圖所示。(1)原電池的負極反應(yīng)是________________________________________________________________________，正極反應(yīng)是________________________________________________________________________。(2)電流的方向是________________________________________________________________________。(3)一段時間后，當在銅片上放出1.68L(標準狀況下)氣體時，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時，共消耗________g鋅，有________個電子通過了導線，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是________(設(shè)溶液體積不變)。解析：產(chǎn)生molH2，通過mol×2＝mol電子，消耗molZn和molH2SO4。所以m(Zn)＝mol×65g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝mol××1023mol－1＝×1022，c(H2SO4)＝eq\fmol×2,L)＝mol·L－1。答案：(1)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)由Cu極流向Zn極(3)×1022mol·L－115．依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是____________；電解質(zhì)溶液Y是____________；(2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為______________________；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________；(3)外電路中的電子是從____________電極流向____________電極。解析：由氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)可知，可以選用Cu－Ag－AgNO3(aq)構(gòu)成簡易的原電池。因此題圖中電極X的材料是Cu，電解質(zhì)溶液Y是AgNO3(aq)，正極為Ag，正極上發(fā)生的反應(yīng)為Ag＋＋e－=Ag↓。負極為Cu，負極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋。在外電路，電子由負極流向正極，即從X(Cu)電極流向Ag電極。答案：(1)CuAgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－=Ag(或2Ag＋＋2e－=2Ag)Cu－2e－=Cu2＋(3)Cu(負)Ag(正)16．現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)：(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計成原電池________。(2)如果不能，說明其原因________________________。(3)如果可以，則寫出正、負極材料及其電極反應(yīng)式和反應(yīng)類型(“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)：負極：________，________，________。正極：________，________，________。若導線上轉(zhuǎn)移電子1mol，則正極質(zhì)量增加________g，電解質(zhì)溶液是________。解析：(1)只有自發(fā)