2016_2017学年高中化学第4章电化学基础第1节原电池学业分层测评新人教版选修.docx

原电池(建议用时：45分钟)学业达标1暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当()原材料名：铁粉、水、活性炭、蛭石、食盐A正极B负极C阳极D阴极【解析】铁粉与活性炭作为原电池的电极，食盐水作为电解质溶液，加快铁粉的氧化，即铁粉失电子作负极。【答案】B2下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()【解析】B、C选项均无化学反应；D选项Zn与稀H2SO4反应，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求。【答案】A3下列有关原电池的说法中正确的是()A在外电路中电子由正极流向负极B在原电池中，只有金属锌作为负极C原电池工作时，阳离子向正极方向移动D原电池工作时，阳离子向负极方向移动【解析】在原电池外电路中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。【答案】C4将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 ()A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速度甲比乙慢【解析】甲装置是铜锌原电池，乙不能形成原电池装置。所以乙烧杯中铜表面无气泡生成，则甲中铜表面有气泡生成，A错；乙中Cu片不可能是负极，B错；甲、乙两装置发生的反应均是Zn2HH2Zn2，所以两烧杯中溶液的pH均增大，C对；因甲是原电池装置，所以甲烧杯中产生H2的速度快，D错。【答案】C5用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列不能使氢气生成速率加快的是()A加热B不用稀硫酸，改用98%浓硫酸C加少量硫酸铜溶液D不用铁片，改用铁粉【解析】加热升高温度和增大固体反应物的接触面积都能加快化学反应速率，A、D正确；铁在浓硫酸中钝化，不产生氢气，B错误；加入少量硫酸铜溶液，由于Cu2FeCuFe2，则构成铜铁稀硫酸原电池，加快了铁片与稀硫酸反应制氢气的速率，C正确。【答案】B6可以将反应ZnBr2ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：Br22e2Br，2Br2eBr2，Zn2eZn2，Zn22eZn，其中表示放电时负极和正极反应的分别是()A和B和C和D和【解析】放电时负极反应物为Zn，失电子被氧化，正极反应物为Br2，得电子被还原。【答案】C7某原电池总反应离子方程式为：2Fe3Fe3Fe2，不能实现该反应的原电池是()A正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液【解析】由2Fe3Fe3Fe2得出负极反应式为Fe2eFe2，正极反应式为2Fe32e2Fe2，可知负极材料为铁，正极材料为比铁不活泼的导体，电解质溶液中必须有Fe3，故D选项不能满足要求。 【答案】D8M、N、P、E四种金属：MN2NM2M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22eE，N2eN2。四种金属的还原性由强到弱的顺序是()AP、M、N、EBE、N、M、PCP、N、M、EDE、P、M、N【解析】由知，金属活动性MN；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面产生气泡，M作原电池正极，活动性PM；N、E构成的原电池N作负极，活动性NE。【答案】A9在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液【解析】本题通过电极变化来确定原电池的正负电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。【答案】C10依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s) Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池，如图所示。CuSO4溶液Y请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_。(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_。X电极上发生的电极反应为_。(3)外电路中的电子是从_极流向_极。【解析】原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用硝酸银溶液。电极反应式表示为负极：Cu2eCu2，正极：AgeAg，电子由负极(或Cu)出发，经外电路流向正极(或Ag)。【答案】(1)铜(或Cu)AgNO3溶液(2)正AgeAgCu2eCu2(3)负(或Cu)正(或Ag)11A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性DA，随着H的消耗，pH变大。【答案】(1)A2eA2(2)Cu22eCu(3)变大(4)DABC12某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目。方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为：_。方案：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：_；负极反应式：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案、不能雷同)：_，用离子方程式表示其反应原理：_。【解析】比较或验证金属活动性的方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证，也可利用原电池原理(负极是较活泼的金属)，也可利用金属单质间的置换反应来完成。【答案】方案：Fe2HFe2H2方案：2H2eH2Fe2eFe2方案：把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质(其他答案合理即可)FeCu2CuFe2能力提升13将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是()【解析】向a中加入少许胆矾晶体，则有ZnCu2CuZn2，消耗一部分Zn，所以产生H2的量较少，但生成的Cu附于Zn上又组成铜锌原电池，加快反应速率，因此曲线a的斜率大于曲线b的斜率。【答案】A14(2013安徽高考)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCaCaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是()A正极反应式：Ca2Cl2eCaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转【解析】仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断。A分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；PbSO4中的Pb2得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误。B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误。C.根据方程式知，每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol铅，其质量为10.35 g，所以C项错误。D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiClKCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转。【答案】D15.(2014福建高考)某原电池装置如右图所示，电池总反应为2AgCl22AgCl。下列说法正确的是()A正极反应为AgCleAgClB放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子【解析】根据电池总反应可以看出Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应。正极反应为Cl22e2Cl，A项错误。因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag随即与附近的Cl反应生成白色沉淀，B项错误。用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误。当电路中转移0.01 mol e时，负极生成 0.01 mol Ag，由于AgClAgCl，所以消耗0.01 mol Cl，由于电荷守恒，同时有0.01 mol H通过阳离子交换膜转移至右侧，D项正确。【答案】D16已知可逆反应：AsO2I2HAsOI2H2O。()如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。()若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与()中偏转方向相反。试回答问题： (1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？_。(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？_。(3)操作()中，C 1棒上的反应为_。(4)操作()中，C 2棒上的反应为_。【解析】()滴入浓盐酸，溶液中c(H)增大，题给可逆反应平衡正向移动，I失去电子变为I2