2020-2021学年高二化学(人教版)选修4双基限时练15原电池.docx

双基限时练(十五)　原电池
1．在如图中的8个装置中，属于原电池的是(　　)

A．①②③⑤⑧ B．③④⑥⑦
C．④⑤⑥⑦ D．④⑥⑦
答案　D
解析　依据原电池形成的条件：①两个活泼性不同的电极；②插入电解质溶液；③形成闭合回路；④自发的氧化还原反应。推断④⑥⑦能形成原电池。
2．(双选)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　)

A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
答案　BC
解析　该原电池中Zn为负极，电极反应：Zn－2e－===Zn2＋；Cu为正极，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu；电池总反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。外电路中，电子由负极流向正极，在右边烧杯中，由于Cu2＋得到电子生成Cu，使烧杯中负电荷的离子增加，为维持溶液的电中性，K＋通过盐桥流向CuSO4所在的右烧杯中。
3．试验室预备较快地制取氢气，可接受的方法是(　　)
A．用纯锌与稀H2SO4溶液
B．用纯锌与浓醋酸溶液
C．用粗锌与硝酸溶液
D．用在CuSO4溶液中浸泡过的锌与稀H2SO4溶液反应
答案　D
解析　纯锌与H2SO4、CH3COOH反应速率较慢，Zn与HNO3反应不放出H2，在CuSO4溶液中浸泡过的锌表面有铜附着，加入稀H2SO4溶液中形成原电池加快反应速率。
4．依据下列事实：①A＋B2＋===A2＋＋B　②D＋2H2O===D(OH)2＋H2↑　③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋，由此可知A2＋、B2＋、D2＋、E2＋的氧化性强弱关系是(　　)
A．D2＋>A2＋>B2＋>E2＋
B．A2＋>B2＋>D2＋>E2＋
C．E2＋>B2＋>A2＋>D2＋
D．E2＋>A2＋>D2＋>B2＋
答案　C
解析　由题意可推断金属的活泼性挨次为D>A>B>E，而金属单质的还原性越弱，其阳离子的氧化性越强，C项正确。
5．有关电化学学问的描述正确的是(　　)
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼胶
C．由于铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池
答案　D
解析　CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A项错；B中会发生反应KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使盐桥的导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，应改为KNO3，B项错；由于铁遇浓HNO3会发生钝化，而铜可与之发生反应：Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，Cu作原电池的负极，C项错。
6．如图所示装置中，观看到电流计指针偏转；M棒变粗；N棒变细，由此推断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)

M
N
P
A
Zn
Cu
稀H2SO4溶液
B
Cu
Fe
稀HCl溶液
C
Ag
Zn
AgNO3溶液
D
Zn
Fe
Fe(NO3)3溶液
答案　C
解析　由题意，M变粗，N变细，则M为正极，N为负极，N金属比M金属更活泼，电解质溶液不能为酸，酸中正极产生气泡，符合条件的只有C项。
7．依据下图，下列推断中正确的是(　　)

A．烧杯a中的溶液pH降低
B．烧杯b中发生氧化反应
C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
答案　B
解析　Zn比Fe活泼，Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正极，氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，反应后a中溶液pH上升，故B项正确。
8．按下图装置试验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示(　　)

①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量
⑤溶液的质量
A．①③ B．③④
C．①②④ D．②
答案　D
解析　在这个原电池中Fe(a棒)作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，Ag(b棒)作正极，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。a棒的质量减小，b棒的质量增加，由于析出银，溶液中c(Ag＋)减小，溶液的质量减小，溶液中只有c(NO)不变。
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Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓HNO3组成原电池，其负极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
答案　C
解析　Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，较活泼的金属Al为负极，A项正确；由于Mg与NaOH溶液不反应，故Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池中，Al为负极，B项正确；由于Fe比Cu活泼，Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，Fe为负极：Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；由于Al在浓HNO3中钝化，故Al、Cu、浓HNO3组成的原电池中，Cu为负极，D项正确。
10．如图所示，用导电物质连接的两个电极(A为Zn，B为Cu)处于平衡状态，U形管内装有CuSO4(aq)，把电极渐渐插入CuSO4(aq)后，过一会儿再观看，两极是否还处于平衡状态(假设插入的瞬间还处于平衡)________(填“是”或“否”)，为什么？_____________。
假如在两个电极区分别加入几滴BaCl2溶液，将会有什么不同现象？__________________。为什么？___________________________。

答案　否　Cu在B极析出，Zn在A极溶解而使两极不再保持平衡　浑浊程度不同，A极明显　SO向A极移动使A极区SO的浓度增大
解析　由于形成了原电池且Cu在B极析出，Zn在A极溶解，所以反应一会儿后，其不再处于平衡状态，而是A上升B下降。当向两极区分别滴加BaCl2溶液时，A、B两个电极区四周都有白色沉淀生成而变浑浊，但A极区更明显，这是由于在反应的过程中SO向A极区移动，导致A极区SO的浓度比B极区的大，因而消灭更明显的现象。

11．在课外活动中，老师请同学们利用“Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑”这个反应，来设计一个原电池。甲同学设计了一个如图所示的装置。试回答下列问题。
(1)将导线连好后，可以观看到哪些现象？并写出其电极反应式。__________________________________________________，
__________________________________________________。
(2)甲同学设计的这个原电池，有何缺点？
___________________________________________________。
(3)为了克服这个缺点，请你再设计一个原电池，画出装置图(请注明所用的电极材料、电解质溶液)。

答案　(1)锌溶解，铜片上有大量气泡产生　电极反应式为：负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑
(2)由于锌片与稀硫酸直接接触，因此在锌片表面也会产生气泡
(3)
12．某校争辩性学习小组设计试验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入氯化铜浓溶液中，铝片表面消灭一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，产生的气体具有可燃性，溶液温度快速上升。若把同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。
(1)铝与氯化铜浓溶液能快速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的缘由可能是________(填选项)。
A．铝与Cl－反应，铝与SO不反应
B．氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
C．硫酸铜水解生成的硫酸使铝钝化
D．氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能
E．生成的氯化铝溶于水，而生成的硫酸铝不溶于水
(2)铝片表面消灭的暗红色物质是________。
(3)放出的气体是________，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等方面分析开头阶段产生气体的速率不断加快的缘由是_____________________________________________。
(4)某同学通过其他的试验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他实行措施可能是________(填选项)。
A．用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B．把铝片投入热的氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中
C．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片
D．向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体，再投入铝片
(5)用去除氧化铝的铝片与镁片作电极，在电解质溶液X中构成原电池。列表如下。
选项
铝电极
电解质
负极反应
正极反应
A
负极
NaOH
2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O
6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
B
负极
稀盐酸
2Al－6e－===2Al3＋
6H＋＋6e－===3H2↑
其中正确的是________(填序号)，由此推知金属作电极不仅与本身性质有关，而且还与________有关。
答案　(1)D
(2)Cu
(3)H2　①随着反应进行铝离子浓度增大，水解程度增大，产生H＋的浓度增大；②上升温度反应速率加快；③铜与铝构成原电池，加快铝溶解
(4)ABD
(5)A　电解质溶液(其他合理答案也可)
解析　由题意可知，同浓度的CuCl2溶液与CuSO4溶液，Cu2＋的浓度相同，不同的就是Cl－与SO，而Al与Cl－不反应，与SO也不反应，所以可知缘由为D项。暗红色物质就是铜单质，可燃性气体即为H2。随着反应进行Al3＋浓度增大，水解程度增大，产生H＋的浓度增大；溶液温度上升反应速率加快；铜与铝构成原电池，加快铝溶解。要想加快铝与CuSO4溶液的反应，就得破坏铝表面的氧化物，答案为A、B、D项。Mg、Al要组成原电池，虽然活动性Mg>Al，但是还要看电解质溶液，才能打算Mg还是Al作负极。