2019高中化学第四章课下能力提升（十八）原电池（含解析）新人教版选修4.docx

原电池一、选择题1对于原电池的电极名称，叙述错误的是()A发生氧化反应的一极为负极B正极为电子流入的一极C比较不活泼的金属为负极D电流流出的一极为正极解析：选C原电池中较活泼的金属作负极，流出电子，发生氧化反应，较不活泼金属或导电非金属作正极，流入电子，发生还原反应。2某同学根据离子方程式2Fe3Fe=3Fe2设计原电池。下列设计方案中可行的是()A电极材料为铁和锌，电解质溶液为FeCl3溶液B电极材料为铁和铜，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C电极材料为铁和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液D电极材料均为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液解析：选B根据题给离子方程式和化合价变化可判断，Fe失去电子发生氧化反应，即负极材料为Fe，排除D项；Fe3在正极发生还原反应，即电解质溶液中含有Fe3，排除 C项；由于活动性：ZnFe，排除A项；活动性：FeCu，且Fe(NO3)3为电解质溶液，B项可行。3在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁，则Y可能是()A锌 B石墨C银 D铜解析：选A电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。4原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是()A由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu2e=Cu2B由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al3e=Al3C由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al4OH3e=AlO2H2OD由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu2e=Cu2解析：选A铁比铜活泼，铁作负极，负极反应式为Fe2e=Fe2，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al3e=Al3，故B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，负极反应式为Al4OH3e=AlO2H2O，故C正确；Al与浓硝酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu2e=Cu2，故D正确。5298 K时，在FeCl3溶液中加少量锌粒后，Fe3被还原成Fe2，据此某学习小组设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是()A正极反应为Zn2e=Zn2B左边烧杯中溶液的红色变浅CPt电极上有气泡出现D该电池的总反应为3Zn2Fe3=3Zn22Fe解析：选B在负极Zn失去电子，发生氧化反应，故A错误；Fe3在正极得电子被还原为Fe2，溶液红色变浅，故B正确；铂电极上Fe3被还原为Fe2，没有气体生成，故C错误；该电池总反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2，没有铁单质生成，故D错误。6可以将反应ZnBr2=ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：Br22e=2Br 2Br2e=Br2Zn2e=Zn2 Zn22e=Zn其中分别表示放电时负极和正极反应的是()A和 B和C和 D和解析：选C放电时负极为Zn，失电子被氧化，正极为Br2，得电子被还原。7如图是某校实验小组设计的一套原电池装置，下列有关描述不正确的是()A此装置能将化学能转变为电能B石墨电极的反应式：O22H2O4e=4OHC电子由Cu电极经导线流向石墨电极D电池的总反应式：2CuO24HCl=2CuCl22H2O解析：选B该装置是原电池装置，可以把化学能转化为电能，A正确；石墨电极通入的是氧气，氧气发生还原反应，电解质溶液为盐酸，所以电极反应式是O24e4H=2H2O，B错误；因为石墨电极发生还原反应，所以石墨作正极，则Cu作负极，电子由负极(Cu电极)经导线流向正极(石墨电极)，C正确；该电池的负极反应是Cu失去电子生成Cu2，所以电池的总反应式为2CuO24HCl=2CuCl22H2O，D正确。8双选如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向为X外电路YB若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为FeCX极上发生的是氧化反应，Y极上发生的是还原反应D若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY解析：选CD由图示电子流向知X为负极，Y为正极，则电流方向为Y外电路X，A错误；若两电极分别为Fe和碳棒，则X为Fe，Y为碳棒，B错误；负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，C正确；若两电极均为金属，活泼金属作负极，故有活动性顺序XY，D正确。9向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量的CuSO4溶液，产生H2的体积 V(L)与时间t(min)的关系如图所示，正确的是()解析：选AZnH2SO4=ZnSO4H2，反应速率较快，若向a中加入少量的CuSO4溶液，则有：ZnCuSO4=CuZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又构成无数微小的CuZn原电池，加快了Zn的反应速率，所以Zn与稀硫酸反应时，加入CuSO4则反应速率加快，应先反应完，但因Cu2消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。10.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()选项MNPAZnCu稀硫酸BCuFe稀盐酸CAgZn硝酸银溶液DZnFe硝酸铁溶液解析：选C从题设条件，M棒变粗，N棒变细分析：M棒为原电池正极，N棒为原电池负极；N棒金属材料的活泼性要大于M棒材料的活泼性；电解质溶液中所含阳离子必须能在M棒上析出。只有C项符合，负极材料Zn溶解，N棒变细；Ag被还原，Ag单质在正极材料Ag表面析出，M棒变粗。11把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极。c、d相连时，电流由d到c。a、c相连时，c极上产生大量气泡。b、d相连时，b极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()Aabcd BacdbCcabd Dbdca解析：选B根据原电池原理，作为负极的金属的活动性比正极金属的活动性强。电子流动方向是由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，溶液中的H在正极上得电子生成H2，因此可依次作出如下判断：活动性ab，cd，ac，db，综合得到结论：金属活动性顺序为acdb，所以B项正确。12如图所示，甲和乙均是双液原电池装置。判断下列说法不正确的是()A甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)Co2(aq)=Co(s)Cd2(aq)B反应2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)能够发生C盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性D乙电池中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出解析：选B根据甲、乙装置分析可知A项正确，且可推知Cd的活泼性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。二、非选择题13为了避免锌片与Cu2直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如图所示装置，按要求完成以下填空：(1)此装置工作时，可以观察到的现象是_，电池总反应式为_。(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成_，铜和铜盐溶液组成_，中间通过盐桥连接起来。(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO向_移动，硫酸铜溶液中SO向_移动。(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过_移动来导电的。在工作时，K移向_。解析：该装置为锌铜原电池，总反应式为ZnCu2=CuZn2，电池工作时，观察到电流计指针发生偏转，锌片不断溶解，铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO向盐桥移动，而盐桥中，K向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路而导电。答案：(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出ZnCu2=Zn2Cu(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极盐桥(4)离子正极区(CuSO4溶液)14A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气泡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是_。(2)装置乙中正极的电极反应是_。(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，活泼性：AB；乙中C极质量增加，即析出Cu，则B为负极，活泼性：BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性：DA，随着H的消耗，溶液pH逐渐变大。答案：(1)A2e=A2(2)Cu22e=Cu (3)变大(4)DABC15依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，设计一个最简单的原电池。(1)在下边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_。 (2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如图所示：请回答下列问题：电极X的材料是_，Y的材料是_，电解质溶液Z是_。盐桥的作用是_。外电路中的电子是从_电极流向_电极。解析：(1)根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路：首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Cu2e=Cu2，2Ag2e=2Ag；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Ag得到负极失去的电子，电解质溶液只能用含Ag的电解质溶液，如AgNO3溶液。而正极材料的活泼性比Cu弱。(2)在考虑带盐桥的原电池中的半电池的组成时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu2/Cu或Ag/Ag。答案：(1)实验装置图如图：Pt(合理即可)2Ag2e=2Ag CuCu2e=Cu2(2)CuAgAgNO3将两个隔离的电解质溶液连接起来，形成闭合回路CuAg能力提升16由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。(1)原电池的负极反应式是_，正极反应式是_。(2)电流的方向是_。(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗_g锌，有_个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是_。解析：产生 0.075 mol H2，通过0.075 mol20.15 mol电子，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 mol6.021023mol19.031022，c(H2SO4)0.75 molL1。答案：(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)由Cu极流向Zn极(3)4.8759.0310220.75 molL117银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为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，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为_；正极发生的反应为_；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为_。解析：“