2022年高二化学选修四第四章-第一节-原电池习题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 欢迎下载第四章 电化学基础第一节 原电池 目标要求 1.懂得原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式；2.明白半反应、盐桥、内电路、外电路等概念；应设计简洁的原电池；一、原电池3.会判定原电池的正、负极,能够利用氧化仍原反1原电池定义： 将化学能转变为电能的装置；2实质： 将氧化仍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简洁原电池的构成条件：活泼性不同的两个电极,电解质溶液,形成闭合回路,能自发进行的氧化仍原反应；二、原电池的工作原理工作原理： 利用氧化仍原反应在不同区域内进行,以适当方式连接起来,获得

2、电流；以铜锌原电池为例：1在 ZnSO 4溶液中, 锌片逐步溶解, 即 Zn 被氧化, 锌原子失电子, 形成 Zn 从锌片上释放的电子,经过导线流向铜片；CuSO4溶液中, Cu 2从铜片上得电子,仍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 Zn 2e =Zn 2；铜为正极,发生仍原反应,电极反应式为 Cu 22e =Cu；总反应式为 Zn Cu 2=Zn 2Cu,反应是自发进行的；2进入溶液,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ZnSO4 溶液,阳离子移向CuSO4 溶液；3盐桥盐桥中通常装有含琼胶的 KCl 饱和溶

3、液；当其存在时,随着反应的进行,Zn 棒中的 Zn原子失去电子成为 Zn 2进入溶液中,使 ZnSO 4 溶液中 Zn 2过多,带正电荷；Cu 2获得电子沉积为 Cu,溶液中 Cu 2过少, SO 24过多,溶液带负电荷；当溶液不能保持电中性时,将阻止放电作用的连续进行；盐桥的存在就防止了这种情形的发生,其中 Cl向 ZnSO 4 溶液迁移,K向 CuSO4 溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶液保持电中性,反应可以连续进行；名师归纳总结 学问点一原电池 第 1 页,共 6 页1以下装置中能构成原电池产生电流的是- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 答案B

4、名师精编欢迎下载解析 A、D 项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池；B 项符合原电池的构成条件,两电极发生的反应分别是 Zn 2e=Zn 2,2H 2e=H 2 ；C 项中酒精不是电解质,故不能构成原电池；2以下各装置能形成原电池的是 答案D 解析 判定一个装置能否构成原电池,要看是否符合原电池的构成条件：电极材料 活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物 ；电解质溶液； 构成闭合回路；能自发进行的氧化仍原反应；A 装置：由于两个电极是同种金属,不能形成原电池；B 装置：酒精不是电解质溶液,不能构成原电池；C 装置：没有形成闭合回路,不能形成原电池；D装置：符合原电池构成

5、的条件,能形成原电池；学问点二原电池的原理3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,以下表达正确选项 A 两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的 pH 均增大D产愤怒泡的速率甲比乙慢答案 C 解析 因乙杯中锌片和铜片没有接触,故不能构成原电池,A 、B 皆错； 因甲烧杯中 Zn、Cu 用导线连接后构成原电池,加快了 Zn 的溶解, 故 D 错；又因两杯中的 Zn 都能与稀 H 2SO4反应产生 H2 而消耗 H,故 C 正确；4把 A、 B、C、D 四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池；名师归纳总结 A、B 相连时,

6、 A 为负极； C、D 相连时, D 上有气泡逸出；A、C 相连时, A 极减轻； B、D第 2 页,共 6 页相连时, B 为正极；就四种金属的活动性次序由大到小排列为A ABCD BACBD CACDB DBDCA 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, 正极发生仍原反应, 有物质析出, 由题意得活动性AB 、AC 、CD、DB ,故正确答案为C；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点三原电池的应用名师精编欢迎下载5一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入 烷和氧气,就有关此电池

7、推断正确选项 A 通入乙烷的电极为正极KOH 溶液中,然后分别向两极通入乙B参与反应的乙烷与氧气的物质的量之比为 72 C放电一段时间后,KOH 的物质的量浓度削减D负极反应式为 C2H66H2O14e=2CO 2318H答案 C 解析 乙烷燃烧的化学方程式为 2C2H67O2 4CO26H 2O,在该反应中氧气得电子,乙烷失电子,因此通入氧气的电极为正极,而通入乙烷的电极为负极,故 A 答案错误；反应中参与反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为 27,故 B 答案错误；考虑到该电池是以 KOH为电解质溶液的,生成的 CO 2 会和 KOH 反应转化成 K 2CO 3,反应中消耗 KOH ,KOH

8、 的物质的量浓度削减,故 C 答案正确；由于该电池是以 KOH 溶液为电解液的,D 答案中负极生成的 H明显在溶液中是不能存在的,故D 答案错误；考虑到电解质溶液的影响,此时该电池的总反应式应为 2C2H68KOH 7O 24K 2CO310H2O,正极反应式为 14H 2O7O228e=28OH正极氧气得电子,理论上形成 O 2,但该粒子在水中不稳固,必需以 OH形式存在 ,负极反应式可用总反应式减去正极反应式得到：2C2H 636OH28e=4CO 2324H2O；6已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：液、硫酸；按要求回答以下问题：CuCl 2溶液、 Fe2SO43溶1 电

9、工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用；请说明缘由 _ ；2 如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？_；如能,请写出电极反应式,负极：_,正极：_ ；如不能,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 Cu2e=Cu 22Fe 32e=2Fe 23解析 1当 Cu、Al 导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀；2 由于 FeCl3 能与 Cu 发生反应： 2FeCl3Cu=2FeCl 2 CuCl 2,因此

10、依据给出的条件可以设计成原电池,其负极为 Cu,反应为 Cu2e=Cu 2,正极为石墨,电极反应式为 2Fe 32e=2Fe 2；3 由于总反应式为 FeH 2SO4=FeSO4H2 ,所以负极为 Fe,正极可为 Cu、Ag 或石墨,电解质为稀硫酸,即可画出装置图；练基础落实名师归纳总结 1以下关于试验现象的描述不正确选项 第 3 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 欢迎下载A 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面显现气泡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,在铜片表面显

11、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 铜片和铁片紧靠并浸入稀 H2SO4 中,铜片上的 H获得由铁片传递过来的电子：2H2e=H 2 ,所以可观看到铜片表面显现气泡；锌片作负极,铜片作正极,发生反应ZnCu 2=Zn 2Cu,生成的 Cu 在铜片上析出访其质量增加；铜片插入 FeCl3 溶液中, 发生的反应是 Cu 2Fe 3=Cu 22Fe 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 CuCl 2 溶液, 发生反应 ZnCu 2=Zn 2Cu,置换出的 Cu 与剩余的 Zn 接触,置于盐酸中,构成了原电池,加速2H2e=H2

12、 反应,可观看到气泡放出的速率加快；2掌握适合的条件,将反应 2Fe 32I2Fe 2 I2 设计成如下图所示的原电池；以下判定不正确选项 A 反应开头时,乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开头时,甲中石墨电极上的 Fe 3被仍原C电流计读数为零时,反应达到化学平稳状态D电流计读数为零后,在甲中溶入 FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极答案 D 解析 由反应 2Fe 3 2I2Fe 2I 2 可知,反应开头时,甲中 Fe 3发生仍原反应,乙中I 发生氧化反应； 当电流计读数为零时,就反应达到了平稳状态,此时在甲中溶入FeCl2 固体,D；2 mol 电子平稳向逆反应方向移动,乙中I 2 发生仍原

13、反应,就乙中石墨电极为正极；应选3.以锌片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过时,以下说法正确选项 A 锌片溶解了1 mol ,铜片上析出1 mol H 2B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了 31 g,铜片上析出了 1 g H2D锌片溶解了 1 mol ,硫酸消耗了 0.5 mol 答案 A 解析 在涉及原电池的有关运算中,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,我们从电极反应式看：负极：Zn2e=Zn 2；正极： 2H 2e=H2 ；当溶解 1 mol 锌时失去 2 mol 电子, 铜片上析出 1 mol 氢气得到 2 mol 电子, 得失电

14、子守恒, 这样即可推出 A 正确；练方法技巧4以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下列图；关于该电池的表达正确选项 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编欢迎下载CO 2气体 22.4 6L A 该电池能够在高温下工作B电池的负极反应式为 C6H 12O66H2O24e=6CO2 24HC放电过程中,H从正极区向负极区迁移D在电池反应中,每消耗1 mol 氧气,理论上能生成标准状况下答案B 解析 由葡萄糖微生物燃料电池结构示意图可知,此燃料电池是以葡萄糖为燃料,以氧气为氧化剂, 以质子交换膜为隔膜,以惰性材

15、料为电极的一种燃料电池；由于是微生物电池,而微生物的生存温度有肯定的范畴,所以高温下微生物不肯定能够生存,A 错误；放电时,负极： C6H12O6 被微生物分解成 CO 2、 H和电子,电极反应式：C6H 12O66H 2O 24e=6CO2 24H, B 正确；负极产生的 H透过质子交换膜进入正极室,C 错误；负极产生的电子沿外电路从负极流向正极,在正极室与H和氧气发生反应生成水；总反应方程式为 C6H12O6 6O2=6CO26H 2O,由总反应方程式可知：每消耗 1 mol 氧气,理论上可以生成标准状况下 CO 2 气体 22.4 L ,D 错误；5据报道, 我国拥有的完全自主产权的氢氧

16、燃料电池车已在北京奥运会期间为运动员提供了服务；某种氢氧燃料电池的电解液为 KOH 溶液,以下有关该电池的表达不正确选项 A 正极反应式为 O22H2O4e =4OHB工作一段时间后,电解液中 KOH 的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为 2H 2O2=2H 2O D用该电池电解 CuCl 2溶液,产生 2.24 L Cl 2标准状况 时,有 0.1 mol 电子转移答案 D 解析 此题考查燃料电池的工作原理；氧气在正极发生仍原反应,A 正确；该燃料电池中氢气与氧气反应生成水,KOH 没有消耗,也没有生成,故 KOH 的物质的量不变,但其溶液浓度变小, B 正确； H2 和 O2 反应生

17、成水是该电池发生的反应,电解 C 正确； CuCl 2= CuCl 2 ,2Cl2e=Cl 2 ,nCl22.24 L/22.4 L mol 10.1 mol ,ne0.2 mol,D 错误；练综合拓展6某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性次序,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 mol L1 的稀 H 2SO4 中,乙同学将电极放入 6 mol L1 的 NaOH 溶液中,如下列图；1 写出甲池中发生的有关电极反应的反应式：负极 _ ,正极 _ ；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - -

18、 - 名师精编 欢迎下载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 假如甲与乙两位同学均认为“ 构成原电池的电极材料如是金属,就构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼” ,就甲会判定出 _活动性更强 填写元素符号 ；_活动性更强,而乙会判定出4 由此试验,可得到如下哪些结论？_；A 利用原电池反应判定金属活动性次序应留意挑选合适的介质B镁的金属性不肯定比铝的金属性强C该试验说明金属活动性次序表已过时,已没有有用价值D该试验说明化学讨论对象复杂、反应条件多变,应详细问题详细分析5 上述试验也反过来证明白“ 利用金属活动性次序表直接判定原电

19、池中正、负极” 的做法_填“ 牢靠” 或“ 不行靠”；如不行靠,就请你提出另一个判定原电池正、负极可行的试验方案 _ ；答案 1Mg 2e=Mg 22H2e=H222Al 8OH 6e =2AlO 24H2O 6H 2O6e =6OH 3H22Al 2OH2H 2O=2AlO 23H23Mg Al 4AD 5 不行靠 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,从而判定电子的流淌方向,再来确定原电池的正、负极解析 1甲池中电池总反应方程式为 Mg H2SO4=MgSO 4H 2 ,Mg 作负极,电极反应式为 Mg 2e=Mg 2,Al 作正极,电极反应式为 2H2e=H2

20、；2 乙池中电池总反应方程式为 2Al 2NaOH 2H 2O=2NaAlO 23H 2 ,负极上为 Al被氧化生成 Al 3后与 OH反应生成 AlO2,电极反应式为 2Al 6e 8OH=2AlO24H2O；正极产物为 H 2,电极反应式为 6H 2O6e=6OH3H2 ；3 甲池中 Mg 为负极, Al 为正极；乙池中Al 为负极, Mg 为正极, 如依据负极材料金属比正极活泼,就甲判定Mg 活动性强,乙判定Al 活动性强；4 选 AD ；Mg 的金属活动性肯定比Al 强,金属活动性次序表是正确的,应用广泛；5 判定正、负极可依据回路中电流方向或电子流向等进行判定,直接利用金属活动性顺 序表判定原电池的正、负极是不行靠的；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页