【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1-3课时作业（打包27套）苏教版选修4
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【步步高】2014-2015学年高中化学 专题1-3课时作业（打包27套）苏教版选修4,步步高,学年,高中化学,专题,课时,作业,功课,打包,27,苏教版,选修
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1 第二单元 化学能与电能的转化 第 1 课时 原电池的工作原理 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 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、 能构成原电池； 电极发生的反应分别是 2e =， 2H 2e =； 不能构成原电池。 2在图中的 8个装置中，属于原电池的是 ( ) A B C D 答案 D 知识点二 原电池的原理 3用铜片、银片、 溶液、 液、导线和盐桥 (装有琼脂 U 型 管 )构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ( ) 在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为 e = 实验过程中取出盐桥，原电池仍能继续工作 将铜片浸入 A B C D 答案 C 解析 该原电池中 负极， 正极，负极反应式为 2e =，正极反应式为 e =此 对；在外电路中，电子由 极流向 极 ，而电流方向与电子流向相反，所以 错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以 错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以 对。 4下图是 成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是 ( ) 验后的记录： 正极， 负极。 H 向负极移动。 电子流动方向 3 2产生。 若有 1 产生 .5 正极的电子反应式为： 2e 。 A B C D 答案 B 解析 本题考查了锌、铜和稀 泼， 极反应为： 2e =， 正极，电极反应为 2H 2e =，每转移1 生 .5 子由 导线流向铜片，溶液中 H 向正极移动， 向负极移动，故选 B。 5把 A、 B、 C、 D 四块金属泡在稀 导线两两相连可以组成各种原电池。 A、C、 A、 B、 为正极。则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 6已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液： 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 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 解质为稀硫酸，即可画出装置图。 7利用反应 = 设计一个带盐桥的原电池，并在下面方框内画出实验装置图，并指出正极为 _，电极反应式为 _。 负极为 _，电极反应式为 _。 此装置中盐桥的作用为 _。 答案 2e =2 n 2e = 使两个半电池连成一个通路；使两溶液保持电中性 4 解析 根据反应 2= 2知该反应中的氧化反应为 2e =，故应采用 原反应为 2 2e =2，故应 选择比 活泼的金属或非金属石墨等作正极，根据应选择与电极材料相同的阳离子的电解质溶液作电解液，故负极区应选含 的盐溶液如 极区选含 的溶液作电解液如 溶液等。 练基础落实 1在理论上不能用于设计原电池的化学反应是 ( ) A =2 s) H0 B 2l) 3O2(g) 2(g) 4l) H0 C 4H)2(s) 2l) O2(g)=4H)3(s) H0 D 3Cu(s) 8=3( 2NO(g) 4l) H0 答案 A 2有关原电池的下列说法中正确的是 ( ) 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 答案 C 解析 在原电池中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，而 阴离子向负极移动。答案为 C。 3锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的电池反应是 =2n(，则负极上发生反应的物质是 ( ) A B H)2 C D 案 D 解析 判断原电池的正、负极，要根据总反应式确定失电子物质和得电子物质，然后根据在原电池中失去电子的物质作负极作出判断。由题给总方程式得 2 2e=H)2，故 2 = 2计如图所示原电池，下列说法错误的是 ( ) A B C电子从铜电极经外电路流向 D g e =案 B 解析 根据题意，铜应为负极， 金属， 解质溶液应含 ， 原电池中，电子从负极经外电路流向正极，在正极 X 上得电子， e = C、 5 5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。 研究人员推测，这种电池具有容量大、放电电流大、稳定性好等优点，将有广泛的应用前景。高铁电池放电时，锌、 液为电解液，电池总反应为 328=3H)2 2H)3 4列说法中错误的是 ( ) A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为 2 86e =2H)3 10 C电池工作时，电子由正极通过外 电路流向负极 D外电路中每通过 0 23个电子，锌的质量理论上减少 6.5 g 答案 C 练方法技巧 7以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过 2 子时，下列说法正确的是 ( ) A锌片溶解了 1 片上析出 1 2 B两极上溶解和析出的物质质量相等 C锌片溶解 31 g，铜片上析出 1 g 锌片溶解了 1 酸消耗 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 8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 6 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 于盐酸中，构成了原电池，加速 2H 2e =的反应，可观察到气泡放出速率加快。 9银器皿日久表面会逐渐变成黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池进行 “ 抛光 ” ，其处理方法是：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银恢复光泽，且不会损失，试回答： (1)食盐的作用是 _。 (2)在此原电池反应中，负极发生的电极反应为 _， 正极发生的电极反应为 _。 (3)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为 _， 原电池总反应方程式为 _。 (4)实际操作中，配制食盐水 时，通常还加入一定量的小苏打，其主要作用是 _， 这一反应的化学方程式是 _。 答案 (1)作电解质起导电作用 (2)26e =2 36e =63 (3)2 3 6=2H)3 3 236=2H)3 3 64)除去生成的 止污染空气 = 解析 (1)形成原电池需要电解质导电，因此 (2)根据题给信息 “ 黑色褪去而银不会损失 ” ，必然发生 化。 铝比银活泼，为负极，失电子变成 ，反应为： 3e =。 为 ，得电子，是原电池的正极，反应为： 2e =2。 (3)溶液中 2 3 6=2H)3 3 因此，总反应为： 236=62H)3 3 (4)硫化氢有毒，需除去，因此， 2S，防止污染空气，反应为： =。 练综合拓展 10依据氧化还原反应： 2( Cu(s)=( 2Ag(s)设计的原电池如下图所示。 请回答下列问题： (1)电极 _；电解质 溶液 _； (2)银电极为电池的 _极，发生的电极反应为 _； 7 X 电极上发生的电极反应为 _； (3)外电路中的电子是从 _电极流向 _电极。 答案 (1)铜 (2)正 e =u 2e = (3)g 解析 根据所给氧化还原反应的化学方程式，结合原电池反应原理以 及所给原电池装置， 作负极， 而推知： (1) (2)银为原电池的正极，发生的电极反应式为 e =X 电极上发生的电极反应式为 2e =。 (3)外电路中的电子从铜 (负 )电极流向银 (正 )电极。 11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 1的稀 同学将电极放入 6 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)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，
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