高中化学 1.3.1原电池的工作原理分层训练（含解析）鲁科版选修4.doc

第3节化学能转化为电能电池第1课时原电池的工作原理经典基础题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cuso4溶液中，铜片质量增加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a项：形成原电池，铜为正极，电极反应为 2h2e=h2，铜片表面出现气泡；b项：锌片作负极，铜片作正极，发生反应zncu2=zn2cu，在铜片上析出铜使其质量增加；c项：发生的反应是cu2fe3=cu22fe2，没析出单质铁；d项：发生反应zncu2=zn2cu，置换出的cu与剩余的zn接触，置于盐酸中，构成了原电池，放出h2的速率加快。2在盛有稀h2so4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是()a正极附近的so离子浓度逐渐增大 b电子通过导线由铜片流向锌片c正极有o2逸出d铜片上有h2逸出答案d解析铜锌原电池中，锌为负极，铜为正极，原电池工作时，zn失电子被氧化而溶解，h在铜片上得电子逸出氢气，电解质溶液中so向负极移动，电子沿导线由锌流向铜。3原电池正、负电极的极性不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列由不同材料组成的原电池，电极反应正确的是()a由fe、cu与稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为fe3e=fe3b由al、mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为mg2e2oh=mg(oh)2c由pb、cu与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应式为cu2e=cu2d由al、cu与浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为cu2e=cu2答案d解析由fe、cu与稀硫酸组成的原电池，fe作负极，电极反应式为：fe2e=fe2，a错；由al、mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，电池总反应为2al6h2o2naoh=2naal(oh)43h2，al作负极，电极反应式为al3e4oh=al(oh)4，b错；由pb、cu与氯化铁溶液组成的原电池，正极为pb，电极反应式为fe3e=fe2，c错；由al、cu与浓硝酸组成的原电池，al遇浓硝酸钝化，cu作负极，电极反应式为cu2e=cu2，d对。4用铜片、银片、cu(no3)2溶液、agno3溶液、导线和盐桥(装有琼脂kno3的u形管)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：age=ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池的反应相同a b c d答案c解析铜片、银片、cu(no3)2溶液、agno3溶液、盐桥构成原电池，cu作负极，ag作正极，两极电极反应分别为：负极：cu2e=cu2，正极：2ag2e=2ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的方向和电子的流向相反，因此c正确。5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 mol电子时，下列说法正确的是()a锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol h2b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 gh2d锌片溶解了1 mol，硫酸消耗0.5 mol答案a解析根据两电极得失电子数相等计算。负极：zn2e=zn2；正极：2h2e=h2。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气也得到2 mol电子，所以a正确。6下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是()答案b解析装置a和c中无外接电源，且构成原电池，稀h2so4作电解质溶液，铜做正极，放出h2。装置b是电解池，铜做阳极，电极反应为cu2e=cu2，无气体生成。装置d是电解池，铜做阴极，电极反应为2h2e=h2。7一个原电池的反应的离子方程式是zncu2=zn2cu，该反应的原电池的正确组成是() abcd正极zncuznfe负极cuznagzn电解质溶液cucl2h2so4cuso4cucl2答案d解析从zncu2=zn2cu看，该电池负极反应为zn2e=zn2，故负极一定为zn，正极反应为cu22e=cu，电解质溶液应含cu2，正极活泼性比zn弱即可。8下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是()a构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属b由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极c电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气d铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4 mol电子通过答案d解析活泼金属与非金属导体，如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池；在原电池中，活泼金属是负极，电子不能通过电解质溶液，应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子；铜锌原电池工作时，锌做负极失电子，电极反应为zn2e=zn2，1 mol zn失去2 mol电子，所以0.2 mol锌(质量为13 g)被溶解，电路中有0.4 mol电子通过。9根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()a2ag(s)cd2(aq)=2ag(aq)cd(s)bco2(aq)cd(s)=co(s)cd2(aq)c2ag(aq)cd(s)=2ag(s)cd2(aq)d2ag(aq)co(s)=2ag(s)co2(aq)答案a解析活泼金属作原电池负极，由图可知金属活泼性顺序为cdcoag，所以a中ag不能置换cd，故 b、c、d正确，a错。10某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：cu22e=cuc无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，cu2向铜电极移动答案d解析a、b不连接，未形成原电池，cu2与fe在接触面上直接反应，a项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，cu2在该电极上得电子，b项正确；a、b连接与否，溶液中的cu2均得电子发生还原反应生成cu，fe均失电子发生氧化反应生成fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，c项正确；a与电源正极相连时，cu片作阳极，cu2向fe电极移动，d项错误。能力提升题11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作电极设计成单池原电池，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：_。答案方案：fe2h=fe2h2方案2h2e=h2fe2e=fe2方案：将铁片置于cuso4溶液中，一段时间后观察fe表面是否有金属铜析出fecu2=fe2cu解析方案：铁与酸反应而铜与酸不反应。fe2h=fe2h2方案：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液应能与电极反应，实验现象应比较明显。方案：设计简单实验时注意原理与方案及方案的原理不同，且现象明显，操作简单。12能量之间可以相互转化：电解食盐水制备cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：znso4(aq)，feso4(aq)，cuso4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。(1)完成原电池的甲装置如右图所示，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。(2)以铜片为电极之一，cuso4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。(3)甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。答案(1)(装置图如右)(2)电极逐渐溶解变细(3)甲可以避免活泼金属zn和cuso4的接触，从而避免能量损失，并提供稳定电流解析由题给试剂，结合原电池的形成条件可知，组合的原电池可以是：锌与铜、锌与铁、铁与铜原电池。由图示所给电子移动方向可知，左边为负极(活泼金属)、右边为正极(不活泼金属)，则组装的原电池可以如下：当铜片做电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应)，反应的现象是电极逐渐溶解。以zn和cu做电极为例，如果不用盐桥则zn与cuso4反应，置换出的cu附着在zn表面，阻碍了zn与cuso4的接触，不能提供稳定电流。13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 moll1的稀h2so4中，乙同学将电极放入6 moll1的naoh溶液中，如图所示。(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_。答案(1)mg2e=mg22h2e=h2(2)2al8oh6e=2al(oh)46h2o6e=6oh3h2 2al2oh6h2o=2al(oh)4