2020学年高中化学 课堂10分钟达标 4.1 原电池 新人教版选修4

4.1 原电池1.(2020大同高二检测)下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是()【解析】选A。B、C选项均无化学反应;D选项Zn与稀硫酸反应,但装置不能形成闭合回路,只有A符合要求。2.(2020雅安高二检测)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.在原电池中负极发生还原反应C.阳离子向正极方向移动D.原电池中正极一定是不活泼金属【解析】选C。在外电路中,电子从负极流向正极;原电池中负极发生氧化反应;随着反应的进行,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;原电池中一般正极金属比负极活泼性差,但不一定是不活泼金属,也可能为碳。3.(2020三明高二检测)理论上不能设计为原电池的化学反应是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H0B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)H0C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H0D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq)Hb(碳棒),所以a为原电池的负极,b为正极。电极反应式:a(负)极:a-ne-an+(氧化反应)b(正)极:nH+ne-n2H2(还原反应)由于正极放电消耗H+,溶液中c(H+)减小,pH增大,在外电路中,电子由a极流出经电流表A流向b极。5.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.两烧杯中溶液的pH均增大B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C.两烧杯中铜片表面均无气泡产生D.产生气泡的速率甲比乙慢【解析】选A。甲是一个原电池装置,负极(Zn)反应为Zn-2e-Zn2+,正极(Cu)反应为2H+2e-H2;两烧杯中H2SO4均被消耗,溶液的pH均增大。6.(2020新乡高二检测)X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池。X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,外电路电流方向是WZ;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡;W、Y相连时,W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序是()A.XZWYB.ZXYWC.XYZWD.YWZX【解析】选A。在原电池中,活泼金属作原电池的负极,失去电子发生氧化反应;不活泼的金属或非金属导体作原电池的正极,阳离子或氧气等在正极得到电子发生还原反应。电子由负极经导线流向正极,与电流的方向相反。因此,X、Y相连时,X为负极,则活动性XY;Z、W相连时,电流方向是WZ,则活动性ZW;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,则活动性XZ;W、Y相连时,W极发生氧化反应,则活动性WY。综上所述,可以得出金属的活动性顺序:XZWY。7.(2020沈阳高二检测)由锌片、铜片和200mL稀硫酸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1.68L(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)。【解析】产生0.075 mol H2,通过0.075 mol2=0.15 mol电子,消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)=0.075 mol65 gmol-1=4.875 g,N(e-)=0.15 mol6.021023mol-1=9.031022,c(H2SO4)=0.075mol20.2 L=0.75 molL-1。答案:(1)Zn-2e-Zn2+2H+2e-H2(2)由Cu极流向Zn极(3)4.8759.0310220.75 molL-1【补偿训练】由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体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式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(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,活动性AB;乙中C极增重,即析出Cu,则B为负极,活动性BC;丙中A上有气体产生即有H2产生,则A为正极,活动性DA,随着H+的消耗,丙溶液pH变大。答案:(1)A-2e-A2+(2)Cu2+2e-Cu(3)变大(4)DABC8.【能力挑战题】某同学设计实验探究构成原电池的条件,装置如下:实验一:实验探究电极的构成(甲图)A、B两极均选用石墨作电极,发现电流计指针不偏转;A、B两极均选用铜片作电极,发现电流计指针不偏转;A极用锌片,B极用铜片,发现电流计指针向左偏转;A极用锌片,B极用石墨,发现电流计指针向左偏转。结论一:_实验二:探究溶液的构成(甲图,A极用锌片,B极用铜片)液体采用无水乙醇,发现电流计指针不偏转;改用硫酸溶液,发现电流计指针偏转,B极上有气体产生。结论二:_实验三:对比实验,探究乙图装置能否构成原电池将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中,发现锌片上有气泡产生,铜片上无明显现象,电流计指针不发生偏转。结论三:_思考:对该同学的实验,同学乙提出了如下疑问,请你帮助解决。(1)在甲图装置中,若A为镁片,B为铝片,电解质溶液为NaOH溶液,电流计的指针应向_偏转。(2)将盛有KCl溶液的U形管放在图乙的两个烧杯之中形成盐桥,电流计指针_(填“能”或“不能”)偏转。【解析】实验一说明两个电极用活泼性相同的材料不能构成原电池;实验二说明必须有电解质溶液才能构成原电池;实验三说明必须构成闭合电路;在甲图装置中,若A为镁片,B为铝片,电解质溶