第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)原電池第1課時(shí)原電池的工作原理A級必備知識基礎(chǔ)練1.下列燒杯中盛放的都是稀硫酸,在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是()2.理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)ΔH<0C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH<0D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq)ΔH<03.有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是()A.CaO+H2OCa(OH)2,該反應(yīng)可以放出大量的熱,故可設(shè)計(jì)成原電池,把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.某原電池反應(yīng)為Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,裝置中的鹽橋中可以是裝有含KCl飽和溶液的瓊膠C.原電池的兩極一定是由活潑性不同的兩種金屬組成D.從理論上講,任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池4.如圖所示,杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球,調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡,然后小心地向燒杯中央滴入M的濃溶液,一段時(shí)間后,下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過程中,不考慮兩球的浮力變化)()A.當(dāng)M為CuSO4溶液、杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端低,B端高B.當(dāng)M為AgNO3溶液、杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端高,B端低C.當(dāng)M為鹽酸、杠桿為導(dǎo)體時(shí),A端高,B端低D.當(dāng)M為CuSO4溶液、杠桿為絕緣體時(shí),A端低、B端高5.某原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()鹽橋中裝有KCl飽和溶液的瓊膠A.電池工作中,鹽橋中的Cl向負(fù)極移動(dòng)B.負(fù)極電極反應(yīng)式:2H++2eH2↑C.工作一段時(shí)間后,兩燒杯中溶液pH均不變D.Fe為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)6.a、b兩個(gè)燒杯中均盛有100mL等濃度的稀硫酸,將足量的兩份鋅粉分別加入兩個(gè)燒杯中,同時(shí)向a中加入少量CuSO4溶液,下列產(chǎn)生氫氣的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系正確的是()7.將銅片和銀片用導(dǎo)線連接插入硝酸銀溶液中,當(dāng)線路中有0.2mol的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),負(fù)極質(zhì)量的變化是()A.增加6.4g B.增加2.16gC.減輕6.4g D.減輕2.16g8.為了避免鋅片與Cu2+直接接觸發(fā)生反應(yīng)而影響原電池的放電效率,設(shè)計(jì)了如圖裝置,按要求回答下列問題:(1)此裝置工作時(shí),可以觀察到的現(xiàn)象是,電池總反應(yīng)為。

(2)電池工作時(shí),硫酸鋅溶液中SO42-移向,硫酸銅溶液中SO(3)此鹽橋內(nèi)為飽和KCl溶液,鹽橋是通過的定向移動(dòng)來導(dǎo)電的。在工作時(shí),K+移向。

B級關(guān)鍵能力提升練以下選擇題中有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求9.圖甲和圖乙均是雙液原電池裝置。下列說法不正確的是()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+(aq)能夠發(fā)生C.鹽橋的作用是形成閉合回路,并使兩邊溶液保持電中性D.乙中有1molCo發(fā)生溶解時(shí),正極有108gAg析出10.如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置,下列敘述正確的是()A.電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng),該電極為原電池的正極B.電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為Cu2++2eCuC.該原電池的總反應(yīng)為2Fe3++CuCu2++2Fe2+D.鹽橋中裝有含瓊脂的氯化鉀飽和溶液,其作用是傳遞電子11.通過控制合適的反應(yīng)條件,將反應(yīng)2Fe3++2I2Fe2++I2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A.反應(yīng)開始時(shí),乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.反應(yīng)開始時(shí),甲中石墨電極上Fe3+被還原C.電流表讀數(shù)為零時(shí),反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.電流表讀數(shù)為零后,向甲中加入FeCl2固體,乙中的石墨電極為負(fù)極12.原電池的電極反應(yīng)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)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池,負(fù)極反應(yīng)式為Cu2eCu2+B.由金屬Al、Cu和稀硫酸組成的原電池,負(fù)極反應(yīng)式為Al3eAl3+C.由Al、Mg、NaOH溶液組成的原電池,負(fù)極反應(yīng)式為Mg2eMg2+D.由金屬Al、Cu和濃硝酸組成的原電池,負(fù)極反應(yīng)式為Cu2eCu2+C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練13.已知反應(yīng)AsO43-+2I+2H+AsO33-+I2+H2(Ⅰ)向右側(cè)燒杯內(nèi)逐滴加入濃鹽酸,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn);(Ⅱ)若改向右側(cè)燒杯中滴加40%NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)電流表指針與(Ⅰ)實(shí)驗(yàn)的偏轉(zhuǎn)方向相反。請回答下列問題:(1)兩次操作中指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是。

(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?試用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋。

(3)(Ⅰ)操作過程中C1棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為。

(4)(Ⅱ)操作過程中C2棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為。

第1課時(shí)原電池的工作原理1.A裝置B、C中無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生;D不能形成閉合回路;只有A能形成原電池,銅電極上有氫氣產(chǎn)生。2.B原電池反應(yīng)均是自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng),選項(xiàng)A、C、D均屬氧化還原反應(yīng),理論上可以設(shè)計(jì)成原電池,而選項(xiàng)B是非氧化還原反應(yīng),不能設(shè)計(jì)成原電池。3.DCaO+H2OCa(OH)2不是氧化還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;KCl溶液和AgNO3溶液反應(yīng)生成AgCl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生,B錯(cuò)誤;作電極的不一定是金屬,如石墨棒也可作電極,C錯(cuò)誤。4.A杠桿為導(dǎo)體時(shí),該裝置形成原電池,Fe為負(fù)極、Cu為正極,A、B、C項(xiàng)中Fe均會溶解,質(zhì)量減輕,所以B端高。杠桿為絕緣體時(shí),不形成原電池,D項(xiàng)中只在鐵球上發(fā)生Fe+Cu2+Fe2++Cu的反應(yīng),鐵球質(zhì)量增加,B端低。5.A根據(jù)原電池工作原理,鹽橋中陰離子向負(fù)極移動(dòng),所以Cl向負(fù)極移動(dòng),故A正確;鐵為負(fù)極:Fe2eFe2+,正極電極反應(yīng)式為2H++2eH2↑,故B錯(cuò)誤;左燒杯中pH基本不變,右燒杯中消耗H+,c(H+)減小,pH增大,故C錯(cuò)誤;總反應(yīng)式為Fe+2H+Fe2++H2↑,鐵為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故D錯(cuò)誤。6.B硫酸的物質(zhì)的量相等,鋅粉過量,生成的H2的量由硫酸的物質(zhì)的量決定。a中部分Zn與CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng)置換出Cu并形成“Zn|硫酸|Cu”原電池,反應(yīng)速率加快,但兩種情況產(chǎn)生的H2的體積相等。7.C構(gòu)成的原電池中負(fù)極是單質(zhì)銅,銅失去電子變成銅離子進(jìn)入溶液,1molCu失去2mol電子,所以當(dāng)線路中有0.2mol的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),負(fù)極有0.1molCu失去電子變成Cu2+進(jìn)入溶液,質(zhì)量減輕6.4g。8.答案(1)鋅片逐漸溶解,銅片上有紅色物質(zhì)析出,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)Zn+Cu2+Zn2++Cu(2)鋅電極(或負(fù)極)鹽橋(3)離子正極區(qū)(或CuSO4溶液)解析(1)該裝置為鋅銅原電池,總反應(yīng)式為Zn+Cu2+Cu+Zn2+,電池工作時(shí),觀察到①鋅片不斷溶解,②銅片上有紅色物質(zhì)析出,③電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)電池工作時(shí),ZnSO4溶液中SO42-向鋅電極(或負(fù)極)移動(dòng),CuSO4溶液中(3)鹽橋中,K+向正極區(qū)(或CuSO4溶液)移動(dòng),Cl向負(fù)極區(qū)(或ZnSO4溶液)移動(dòng),這樣依靠離子的定向移動(dòng)形成閉合回路而導(dǎo)電。9.BD由甲可知Cd的活動(dòng)性強(qiáng)于Co,由乙可知Co的活動(dòng)性強(qiáng)于Ag,即Cd的活動(dòng)性強(qiáng)于Ag,故Ag不能置換出Cd,B項(xiàng)錯(cuò)誤;乙中有1molCo發(fā)生溶解時(shí),電路中轉(zhuǎn)移2mol電子,則正極析出2molAg,質(zhì)量為216g,D說法錯(cuò)誤。10.AC電極Ⅰ上Fe3+得到電子發(fā)生還原反應(yīng),該電極為原電池的正極,A項(xiàng)正確;電極Ⅱ?yàn)樵姵氐呢?fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),即Cu2eCu2+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該裝置中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,C項(xiàng)正確;鹽橋中的電解質(zhì)電離出的離子發(fā)生定向移動(dòng)進(jìn)而形成電流,即鹽橋中移動(dòng)的是離子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.D由題圖并結(jié)合原電池原理分析可知,Fe3+得到電子變?yōu)镕e2+,被還原,I失去電子變?yōu)镮2,被氧化,A、B項(xiàng)正確;電流表讀數(shù)為零時(shí),反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),C項(xiàng)正確;向甲中加入FeCl2固體,平衡2Fe3++2I2Fe2++I2向逆反應(yīng)方向移動(dòng),此時(shí)Fe2+被氧化,I2被還原,故甲中石墨電極為負(fù)極,乙中石墨電極為正極,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.AC鐵比銅活潑,鐵為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Fe2eFe2+,故A錯(cuò)誤;鋁比銅活潑,鋁為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Al3eAl3+,故B正確;雖然鎂比鋁活潑,但鎂不與氫氧化鈉溶液反應(yīng),因此鋁為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Al+4OH3eAlO2-+2H2O,故C錯(cuò)誤;Al與濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng),則銅為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為Cu2eCu2+,故D正確。13.答案(1)兩次操作中均能形成原電池,化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能(2)(Ⅰ)加酸,c(H+)增大,平衡正向移動(dòng),AsO43-得電子,I失電子,所以C1極是負(fù)極,C2極是正極。(Ⅱ)加堿,c(OH)增大,平衡逆向移動(dòng),AsO33-失電子,I2得電子,此時(shí),