高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.3 化学能转化为电能——电池（第1课时）原电池工作原理课时练 鲁科版选修4.doc

原电池工作原理1关于右图装置的叙述，正确的是()a铜是负极，铜片上有气泡产生b铜片质量逐渐减少c电流从锌片经导线流向铜片d氢离子在铜片表面被还原后生成h2【答案】d【解析】本题主要考查有关原电池的知识，由所给图示可知zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极(cu极)，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为h2，cu为原电池的正极，电流流向与电子流向相反。2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，下列关于该装置的说法正确的是()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极上发生的是还原反应，y极上发生的是氧化反应d若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为xy【答案】d【解析】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，故a错；若两电极分别为fe和碳棒，则x为铁，y为碳棒，b错；负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，c错；若两电极均为金属，活泼金属作负极，故有活动性xy。3如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，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mnpa锌铜稀硫酸溶液b铜锌稀盐酸c银锌硝酸银溶液d锌铁硝酸铁溶液【答案】c【解析】本题通过电极变化来确定电极，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 项，由m棒变粗，可知b项不正确。4按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示()agnoa棒的质量b棒的质量 溶液的质量a b c d【答案】d【解析】在这个原电池中，负极：fe2e=fe2，正极：age=ag，使b棒增重，溶液中no不变。5关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是()a原电池中失去电子的一极为负极b电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极c原电池中相对活泼的一极为正极d电解池中发生氧化反应的一极为阳极【答案】c【解析】根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。6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【答案】c【解析】原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。7在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是()a碳棒上有气体放出，溶液ph变大ba是正极，b是负极c导线中有电子流动，电子从a极流向b极da极上发生了氧化反应【答案】b【解析】本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。电极a、b与电解质溶液稀h2so4组成原电池。因活动性ab(碳棒)，所以a为原电池的负极，b为正极。电极反应式：a(负)极：ane=an(氧化反应),b(正)极：nhne=h2(还原反应)，由于正极放电消耗h，溶液中h减小，ph增大。在外电路中，电子由a极流出经检流计g流向b极。8如图所示，烧杯内盛有浓hno3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，fe、pb都有剩余。下列有关说法正确的是()afe比pb活泼，始终作负极bfe在浓hno3中钝化，始终不会溶解c电池停止工作时，烧杯中生成了fe(no3)3d利用浓hno3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想【答案】d【解析】开始时，电解质溶液是浓hno3，fe在浓hno3中钝化，所以开始时pb是负极：pb2e=pb2；随着反应的进行，浓hno3变成稀hno3，fe变为原电池的负极：fe2e=fe2。由于最终fe有剩余，所以不会生成fe(no3)3。根据pb与浓hno3反应：pb4hno3(浓)=pb(no3)22no22h2o，过量的fe与稀hno3发生反应：3fe8hno3(稀)=3fe(no3)22no4h2o，可知反应产生了有害气体no2、no，会污染环境，不符合“绿色化学”思想。故选d。9原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()a由al、cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为al3e=al3b由mg、al、naoh溶液组成原电池，其负极反应式为al3e4oh=al(oh)4c由fe、cu、fecl3溶液组成原电池，其负极反应式为cu2e=cu2d由al、cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为cu2e=cu2【答案】c【解析】原电池正、负极的判断不能完全依赖金属的活动性，因为可能会出现特殊情况：浓硝酸使铁、铝钝化；铝与naoh溶液反应，而镁不能与naoh溶液反应等。10锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()a正极反应为zn2e=zn2b电池反应为zncu2=zn2cuc在外电路中，电流从负极流向正极d盐桥中的k移向znso4溶液【答案】b【解析】在原电池中，相对活泼的金属材料作负极，相对不活泼的金属材料作正极，负极反应为zn2e=zn2，正极反应为cu22e=cu，因zn失电子生成zn2，为使znso4溶液保持电中性，盐桥中的cl移向znso4溶液。11锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为limno2=limno2，下列说法正确的是()ali是正极，电极反应为lie=libli是负极，电极反应为lie=licmno2是负极，电极反应为mno2e=mnodli是负极，电极反应为li2e=li2【答案】b【解析】由总反应o2=o2可知，li元素在反应后化合价升高(01)，mn元素在反应后化合价降低(43)。li被氧化，在电池中作负极，电极反应为lie=li，mno2在正极上反应，电极反应为mno2e=mno。12由锌片、铜片和200 ml稀h2so4组成的原电池如图所示。(1)原电池的负极反应是_，正极反应是_。(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_(设溶液体积不变)。【答案】(1)zn2e=zn22h2e=h2(2)由cu极流向zn极(3)4.8759.0310220.75 moll1【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 mol6.021023 mol19.031022，h2so40.75 moll1。13依据氧化还原反应：2ag(aq)cu(s)=cu2(aq)2ag(s)设计的原电池如下图所示。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_电极流向_电极。【答案】(1)cuagno3溶液(2)正age=ag(或2ag2e=2ag)cu2e=cu2(3)cu(负)ag(正)【解析】该原电池的电池总反应式为2ag(aq)cu(s)=cu2(aq)2ag(s)，由此可知x极是铜，作负极，银作正极，y应是agno3溶液。电子从原电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。14已知可逆反应：aso2i2hasoi2h2o。()如图所示，若向b中逐滴加入浓盐酸，发现检流计指针偏转。()若改用向b中滴加40%的naoh溶液，发现检流计指针与()中偏转方向相反。试回答问题：(1)两次操作中检流计指针为什么会发生偏转？_。(2)两次操作过程中检流计指针偏转方向为什么相反？_。(3)操作()中，c1棒上的反应为_。(4)操作()中，c2棒上的反应为_。【答案】(1)两次操作中均发生原电池反应，所以检流计指针均发生偏转(2)两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而检流计指针偏转方向相反(3)2i2e=i2(4)aso2oh2e=asoh2o【解析】操作()滴入浓盐酸，溶液中 h 增大，题给可逆反应平衡正向移动，i失去电子变为i2，c1棒上产生电子，并沿外电路流向c2棒，aso得电子变为aso。操作()滴加40%的naoh(aq)，将h中和，溶液中 h 减小，题给可逆反应平衡逆向移动，电子在c2棒上产生，并沿外电路流向c1棒，i2得电子变为i，aso变为aso。15现有如下两个反应：(a)naohhcl=naclh2o(b)cu2ag=2agcu2(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_。(2)如果不能，说明其原因_。(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：负极：_，_，_；正极：_，_，_；若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加_g，电解质溶液是_。【答案】(1)(a)不能，(b)可以(2)(a)为非氧化还原反应，没有电子转移(3)cucu2e=cu2氧化反应碳棒、ag、pt、au(任选一)2ag2e=2ag还原反应108agno3溶液【解析】(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(b)是氧化还原反应且能自发进行。(3)根据电池反应式cu2ag=2agcu2可知，cu失电子作负极，负极材料是cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属；ag得电子，所以此电解质溶液只能为agno3溶液。16某校化学研究性学习小组欲设计实验验证fe、cu金属活动性的相对强弱，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，以确定它们活动性的相对强弱。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