【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中化学 第1-4章课时作业（打包32套）新人教版选修4
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【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中化学 第1-4章课时作业（打包32套）新人教版选修4,步步高,学案导学,设计,学年,高中化学,课时,作业,功课,打包,32,新人,选修
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1 第四章 电化学基础 第一节 原电池 目标要求 够写出电极反应式和电池反应方程式。 桥、内电路、外电路等概念。 极，能够利用氧化还原反应设计简单的原电池。 一、原电池 1原 电池定义：将 化学能 转变为 电能 的装置。 2实 质：将 氧化还原 反应的 电子转移 变成 电子的定向移动 。即将 化学能 转化成 电能 。 3简 单原电池的构成条件： 活泼性不同的两个电极， 电解质溶液， 形成闭合回路， 能自发进 行的氧化还原反应。 二、原电池的工作原理 工作原理：利用 氧化还原 反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。 以铜锌原电池为例： 1在 片逐渐 溶解 ，即 氧化 ，锌原子 失 电子，形成 进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向 铜片 ； 从铜片上得电子，还原成为 金属铜 并沉积在铜片上。 锌为 负极 ，发生 氧化 反应，电极反应式为 2e =； 铜为 正极 ，发生 还原 反应，电极反应式为 2e = 总反应式为 = 应是自发进行的。 2闭 合回路的构成： 外电路：电子从 负极 到 正极 ，电流从 正极 到 负极 ， 内电路：溶液中的 阴 离子移向 阳 离子移向 3盐 桥 盐桥中通常装有 含琼胶的 和溶液 。当其存在时，随着反应的进行， 中的 进入溶液中，使 过多，带正电荷。 获得电子沉积为 液中 过少， 过多，溶液带负电荷。当溶液不能保持电中性 时，将阻止放电作用的继续进行。盐桥的存在就避免了这种情况的发生，其中 向 液迁移， K 向别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以继续进行。 知识点一 原电池 1下 列装置中能构成原电池产生电流的是 ( ) 2 答案 B 解析 A、 D 项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池； 电极发生的反应分别是 2e =， 2H 2e =； C 项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。 2下 列各装置能形成原电池的是 ( ) 答案 D 解析 判断一个装置能否构成原电池，要看是否符合原电池的构成条件： 电极材料 (活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物 )； 电解质溶液； 构成闭合回路； 能自发进行的氧化还原反应。 于两个电极是同种金属，不能形成原电池； 精不是电解质溶液，不能构成原电池； C 装置：没有形成闭合回路，不能形成原电池； 合原电 池构成的条件，能形成原电池。 知识点二 原电池的原理 3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 D产 生气泡的速率甲比乙慢 答案 C 解析 因乙杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池， A、 甲烧杯中 u 用导线连接后构成原电池，加快了 溶解，故 D 错；又因两杯中的 能与稀 2而消耗 H ，故 4把 A、 B、 C、 2导线两两相连可以组成各种原电池。 A、 C、 A、 B、 四种金属的活动性顺序由大到小排列为 ( ) A ABCD B ACBD C ACDB D BDCA 答案 C 解析 金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极。负极被氧化，质量减 轻，正极发生还原反应，有物质析出，由题意得活动性 AB、 AC、 CD、DB，故正确答案为 C。 知识点三 原电池的应用 5一 种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入 液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，则有关此电池推断正确的是 ( ) A通 入乙烷的电极为正极 B参 加反应的乙烷与氧气的物质的量之比为 72 3 C放 电一段时间后， D负 极反应式为 614e =2 18H 答案 C 解析 乙烷燃烧的化学方程式为 274 6该反应中氧气得电子，乙烷失电子，因此通入氧气的电极为正极，而通入乙烷的电极为负极，故 应中参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为 27 ，故 虑到该电池是以 成的 2应中消耗 于该电池是以 显然在溶液中是不能存在的，故 虑到电解质溶液的影响，此时该电池的总反应式应为 2874K 210极反应式为 14728e =28(正极氧气得电子，理论上形成 ，但该粒子在水中不稳定，必须以 形式存在 )，负极反应式可用总反应式减去正极反应式得到： 236 28e =4 24 6已 知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液： 溶 液、硫酸。按要求回答下列问题： (1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因 _。 (2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？_。若能，请写出电极反应式，负极： _，正极： _。 (若不能，后两空不填 ) (3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图 (需标明电极材料及电池的正、负极 )。 答案 (1)二者连接在一起时，接 头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀 (2)能 2e = 2 2e =2 (3) 解析 (1)当 触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。 (2)因为 u 发生反应： 2=2此根据给出的条件可以设计成原电池，其负极为 应为 2e =，正极为石墨，电极反应式为 2 2e =2。 (3)因为总反应式为 =，所以负极为 极可为 石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。 练基础落实 1下 列关于实验现象的描述不正确的是 ( ) A把 铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B用 锌片作负极，铜片作正极，在 片质量增加 C把 铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D 把 锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加快 答案 C 解析 铜片和铁片紧靠并浸入稀 片上的 H 获得由铁片传递过来的电子： 2H 2e =，所以可观察到铜片表面出现气泡；锌片作负极，铜片作正极，发生反应 = 成的 铜片上析出使其质量增加；铜片插入 生的反应是 2= 2，并没有单质铁的析出；向盛有锌粒和盐酸的试管中滴入几滴生反应 = 换出的 剩余的 触，置于盐酸中，构成了原电池，加速 2H 2e =反应，可观察到气泡放出的速率加快。 4 2控 制适合的条件，将反应 2 2I 2 列判断不正确的是 ( ) A反 应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B反 应开始时，甲中石墨电极上的 被还原 C电 流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D电 流计读数为零后，在甲 中溶入 中的石墨电极为负极 答案 D 解析 由反应 2 2I 2 应开始时，甲中 发生还原反应，乙中I 发生氧化反应；当电流计读数为零时，则反应达到了平衡状态，此时在甲中溶入 衡向逆反应方向移动，乙中 乙中石墨电极为正极；故选 D。 稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过 2 列说法正确的是 ( ) A锌 片溶解了 1 铜片上析出 1 2 B两 极上溶解和析出的物质的质量相等 C锌 片溶解了 31 g，铜片上析出了 1 g 锌 片溶解了 1 酸消耗了 0.5 案 A 解析 在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。利用这一特点，我们从电极反应式看：负极： 2e =；正极： 2H 2e =。当溶解 1 片上析出 1 2 失电子守恒，这样即可推出 练方法技巧 4以 葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( ) A该 电池能够在高温下工作 B电 池的负极反应式为 624e =6 24H C放 电过程中， H 从正极区向负极区迁移 D在 电池反应中，每消耗 1 论上能生成标准状况下 L 答案 B 解析 由葡萄糖微生物燃料电池结构示意图可知，此燃料电池是以葡萄糖为燃料，以氧气为氧化剂，以质子交换膜为隔膜，以惰性材料为电极的一种燃料电池。由于是微生物电池， 5 而微生物的生存温度有一定的范围，所以高温下微生物不一定能够生存， A 错误；放电时，负极： 微生物分解成 H 和电子，电极反应式： 624e =624H ， B 正确；负极产生的 H 透过质子交换膜进入正极室， C 错误；负极产生的电子沿外电路从负极流向正极，在正极室与 H 和氧气发生反应生成 水。总反应方程式为 =66总反应方程式可知：每消耗 1 气，理论上可以生成标准状况下 ， 5据 报道，我国拥有的完全自主产权的氢氧燃料电池车已在北京奥运会期间为运动员提供了服务。某种氢氧燃料电池的电解液为 列有关该电池的叙述不正确的是 ( ) A正 极反应式为 24e =4 B工 作一段时间后，电解液中 C该 燃料电池的总反应方程式为 2=2用 该电池电解 生 准状况 )时，有 0.1 答案 D 解析 本题考查燃料电池的工作原理。氧气在正极发生还原反应， A 正确；该燃料电池中氢气与氧气反应生成水， 有消耗，也没有生成，故 物质的量不变，但其溶液浓度变小， B 正确； 2反应生成水是该电池发生的反应， =电解 ，2 2e =， n( 1 0.1 n(e ) 0.2 误。 练综合拓展 6某 探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入 6 L 1的稀 同学将电极放入 6 L 1的 图所示。 (1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式： 负极 _， 正极 _。 (2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式： 负极 _， 正极 _。 总反应离子方程式为 _。 (3)如果甲与乙两位同学均认为 “ 构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼 ” ，则甲会判断出 _活动性更强，而乙会判断出_活动性更强 (填写元素符号 )。 (4)由此实验，可得到如下哪些结论？ _。 A利 用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质 B镁 的金属 性不一定比铝的金属性强 C该 实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值 D该 实验说明化学研究对象复杂、反应条件多变，应具体问题具体分析 (5)上述实验也反过来证明了 “ 利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正、负极 ” 的做法 _(填 “ 可靠 ” 或 “ 不可靠 ” )。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案 _。 答案 (1)2e = 2H 2e = (2)28 6e =2 46e =6 3 22 2=2 3 (3)l (4)6 (5)不可靠 将两种金属电极连上电流表而构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而判断电子的流动方向，再来确定原电池的正、负极 解析 (1)甲池中电池总反应方程式为 =， 极反应式为 2e =，
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