高中化學(xué)第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化1.3.1原電池的工作原理課時(shí)練魯科版選修

1、1-3-1 原電池工作原理1用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為Age=Ag實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A BC D【答案】C【解析】在外電路中，電流由正極流向負(fù)極，因此由銅電極流向銀電極，錯誤；正極上，Ag得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，生成Ag，正確；實(shí)驗(yàn)過程中，取出鹽橋，不能構(gòu)成原電池，因此原電池的不能繼續(xù)工作，錯誤；將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同，正確。故答

2、案C。2如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)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?yàn)閄外電路YB若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeCX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?yàn)閄Y【答案】D【解析】由圖示電子流向知X為負(fù)極，Y為正極，則電流方向?yàn)閅外電路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(fù)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(fù)極，故有活動性XY。3如圖所示裝置中，可觀察到檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)

3、，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()選項(xiàng)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【答案】C【解析】本題通過電極變化來確定電極，N棒變細(xì)，即N極上發(fā)生氧化反應(yīng)，N棒金屬較活潑，排除A、D 項(xiàng)，由M棒變粗，可知B項(xiàng)不正確。4按下圖裝置實(shí)驗(yàn)，若x軸表示流出負(fù)極的電子的物質(zhì)的量，則y軸應(yīng)表示()AgNOa棒的質(zhì)量b棒的質(zhì)量 溶液的質(zhì)量A B C D【答案】D【解析】在這個原電池中，負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：Age=Ag，使b棒增重，溶液中NO不變。5可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正

4、極。下列說法正確的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，正極反應(yīng)都為O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，電池在工作過程中電解質(zhì)溶液的pH保持不變D電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極【答案】A【解析】以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Al4OH3e=Al(OH)4，B錯誤；以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，電池在工作過程中電解質(zhì)溶液的pH保持減小，C錯誤；電池工作時(shí)，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，D錯誤。故答案A。6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(fù)極B正

5、極為電子流入的一極C比較不活潑的金屬為負(fù)極D電流流出的一極為正極【答案】C【解析】原電池中相對活潑的金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；相對不活潑的金屬(或非金屬導(dǎo)體)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。7在如圖所示的裝置中，a的金屬活動性比氫要強(qiáng)，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Ba是正極，b是負(fù)極C導(dǎo)線中有電子流動，電子從a極流向b極Da極上發(fā)生了氧化反應(yīng)【答案】B【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ab(碳棒)，所以a為原電池的負(fù)極，b為正極。電極反應(yīng)式：a(負(fù))極：ane=an(氧化反應(yīng)),

6、b(正)極：nHne=H2(還原反應(yīng))，由于正極放電消耗H，溶液中H減小，pH增大。在外電路中，電子由a極流出經(jīng)檢流計(jì)G流向b極。8將鋅片和銀片接觸放入相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中，反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液質(zhì)量減輕的是（ ） A、氯化鋁B、硫酸銅C、硝酸銀D、稀硫酸【答案】C【解析】A將鋅片和銀片接觸放入氯化鋁溶液中，不能構(gòu)成原電池，溶液質(zhì)量不變，A錯誤；B將鋅片和銀片接觸放入硫酸銅溶液中，鋅發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，形成鋅離子進(jìn)入溶液，而正極上有銅析出，溶液質(zhì)量增加，B錯誤；C將鋅片和銀片接觸放入硝酸銀溶液中，溶液質(zhì)量減輕，C正確；D溶液質(zhì)量增加，D錯誤。故答案C。9鋰電池是一代新型高能電池，它以

7、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LiMnO2=LiMnO2，下列說法正確的是()ALi是正極，電極反應(yīng)為Lie=LiBLi是負(fù)極，電極反應(yīng)為Lie=LiCMnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2e=MnODLi是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li2e=Li2【答案】B【解析】由總反應(yīng)O2=O2可知，Li元素在反應(yīng)后化合價(jià)升高(01)，Mn元素在反應(yīng)后化合價(jià)降低(43)。Li被氧化，在電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)為Lie=Li，MnO2在正極上反應(yīng)，電極反應(yīng)為MnO2e=MnO。10由鋅片、銅片和200 mL稀H2SO4組成的原電池如圖所示。(1)原電池的負(fù)極反應(yīng)是_，

8、正極反應(yīng)是_。(2)電流的方向是_。(3)一段時(shí)間后，當(dāng)在銅片上放出1.68 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時(shí)，共消耗_ g 鋅，有_個電子通過了導(dǎo)線，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是_(設(shè)溶液體積不變)?！敬鸢浮?1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)由Cu極流向Zn極(3)4.8759.0310220.75 molL1【解析】產(chǎn)生0.075 mol H2，通過0.075 mol20.15 mol電子，消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)0.075 mol65 gmol14.875 g，N(e)0.15 mol6.02102

9、3 mol19.031022，H2SO40.75 molL1。11依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)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?！敬鸢浮?1)CuAgNO3溶液(2)正Age=Ag(或2Ag2e=2Ag)Cu2e=Cu2(3)Cu(負(fù))Ag(正)【解析】該原電池的電池總反應(yīng)式為2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，由此可知X極是銅，作負(fù)極，銀作正極，Y應(yīng)是AgNO3溶液。電子

10、從原電池的負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，即從銅電極流向銀電極。12已知可逆反應(yīng)：AsO2I2HAsOI2H2O。()如圖所示，若向B中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。()若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針與()中偏轉(zhuǎn)方向相反。試回答問題：(1)兩次操作中檢流計(jì)指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)？_。(2)兩次操作過程中檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?？_。(3)操作()中，C1棒上的反應(yīng)為_。(4)操作()中，C2棒上的反應(yīng)為_。【答案】(1)兩次操作中均發(fā)生原電池反應(yīng)，所以檢流計(jì)指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)(2)兩次操作中，電極相反，電子流向相反，因而檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相反(3)2I2e=I2(4)AsO2OH

11、2e=AsOH2O【解析】操作()滴入濃鹽酸，溶液中 H 增大，題給可逆反應(yīng)平衡正向移動，I失去電子變?yōu)镮2，C1棒上產(chǎn)生電子，并沿外電路流向C2棒，AsO得電子變?yōu)锳sO。操作()滴加40%的NaOH(aq)，將H中和，溶液中 H 減小，題給可逆反應(yīng)平衡逆向移動，電子在C2棒上產(chǎn)生，并沿外電路流向C1棒，I2得電子變?yōu)镮，AsO變?yōu)锳sO。13現(xiàn)有如下兩個反應(yīng)：(A)NaOHHCl=NaClH2O(B)Cu2Ag=2AgCu2(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計(jì)成原電池_。(2)如果不能，說明其原因_。(3)如果可以，則寫出正、負(fù)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(fù)

12、極：_，_，_；正極：_，_，_；若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1 mol，則正極質(zhì)量增加_g，電解質(zhì)溶液是_。【答案】(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)為非氧化還原反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移(3)CuCu2e=Cu2氧化反應(yīng)碳棒、Ag、Pt、Au(任選一)2Ag2e=2Ag還原反應(yīng)108AgNO3溶液【解析】(1)只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，(B)是氧化還原反應(yīng)且能自發(fā)進(jìn)行。(3)根據(jù)電池反應(yīng)式Cu2Ag=2AgCu2可知，Cu失電子作負(fù)極，負(fù)極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅還不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?；Ag得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液。14某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu金屬活動性的相對強(qiáng)弱，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：方案：有人提出將大小相等的鐵片和銅片分別同時(shí)放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為_。方案：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們活動性的相對強(qiáng)弱。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。方案：結(jié)合你所學(xué)的知識，幫助他們再設(shè)計(jì)一個驗(yàn)證Fe、Cu活動性相對強(qiáng)弱的簡單實(shí)驗(yàn)方案(與方案