2021-2022学年高二人教版化学选修四练习：4.1原电池-Word版含答案.docx

第四章　电化学基础
第一节　原电池
A组
1.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.原电池中正极肯定是不活泼金属
解析: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金属活泼性差,但不肯定是不活泼金属。
答案:C
2.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)　ΔH<0
B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)　ΔH<0
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH<0
D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq)　ΔH<0
解析:原电池反应均是自发进行的放热的氧化还原反应,选项A、C、D均属氧化还原反应,理论上可以设计成原电池,而选项B是非氧化还原反应,不能设计成原电池。
答案:B
3.某同学制作一个原电池,电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+Zn2++Cu,它的组成是(　　)
A.Cu为正极,Zn为负极,CuCl2为电解质溶液
B.Cu为正极,Zn为负极,ZnCl2为电解质溶液
C.Zn为正极,Cu为负极,CuCl2为电解质溶液
D.Zn为正极,Cu为负极,CuSO4为电解质溶液
解析:依据原电池中正负极的推断方法,可以分析在将反应Zn+Cu2+Zn2++Cu设计为原电池时,由于锌发生了氧化反应,因而负极材料应选择锌;正极材料选择比锌不活泼的金属或者非金属;而电解质溶液中要含有Cu2+。
答案:A
4.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是(　　)

A.外电路的电流方向为:X→外电路→Y
B.若两电极分别为Zn和石墨棒,则X为石墨棒,Y为Zn
C.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>Y
DX极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
解析:由图可知,电子的流淌方向是X→外电路→Y,则电流的方向就为Y→外电路→X;X为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y的强;X极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。
答案:C
5.在盛有稀硫酸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.正极四周的S浓度渐渐增大
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
解析:题干所述装置属于原电池装置,负极反应式:Zn-2e-Zn2+,正极反应式:2H++2e-H2↑,电子由负极流出经过外电路流向正极。为形成闭合回路,溶液中的阴离子向负极迁移,阳离子向正极移动。因此可知选项D正确。
答案:D
6.在铜—锌—硫酸构成的原电池中,当导线中有1 mol电子通过时,理论上的两极变化是 (　　)
①锌片溶解32.5 g　②锌片增重32.5 g　③铜片上析出1 g H2　④铜片上析出1 mol H2
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
解析:负极:Zn　-　2e-Zn2+。
0.5 mol 1 mol
正极:2H++2e-H2↑
1 mol 0.5 mol
所以Zn溶解32.5 g,铜片上放出1 g H2,①③正确。
答案:A

7.如图所示装置,电流计G发生偏转,同时A极渐渐变粗、B极渐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的(　　)
A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸
B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸
C.A是Fe,B是Ag,C为AgNO3溶液
D.A是Ag,B是Fe,C为AgNO3溶液
解析:B极渐渐变细,说明B极是负极;A极渐渐变粗,说明A极是正极,电解质溶液必需含有金属阳离子。
答案:D
8.如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法正确的是(　　)

A.Fe是阴极,石墨是阳极
B.负极反应式为Fe-3e-Fe3+
C.盐桥中阴离子移向FeCl3溶液
D.导线中的电流由石墨电极流向Fe电极
解析:由于Fe+2FeCl33FeCl2,所以Fe为负极,石墨为正极。负极:Fe-2e-Fe2+,正极:2Fe3++2e-2Fe2+。盐桥中的阴离子移向负极区域。
答案:D
9.依据下图,可推断出下列离子方程式中错误的是(　　)

A.2Ag(s)+Cd2+(aq)2Ag+(aq)+Cd(s)
B.Co2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)2Ag(s)+Cd2+(aq)
D.2Ag+(aq)+Co(s)2Ag(s)+Co2+(aq)
解析:依据原电池学问,金属活动性:负极>正极,可得三种金属的活动性挨次应为:Cd>Co>Ag,则选项中符合此关系的置换反应成立。
答案:A
10.某化学爱好小组同学设计如图装置:

回答下列问题:
(1)正极的电极反应式为　。 
(2)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中供应Cl-和N,使两烧杯中的溶液保持电荷守恒,反应过程中Cl-进入　　　　(填“甲”或“乙”)烧杯。 
(3)该电池反应离子方程式为　。 
解析:该装置是带盐桥的原电池装置,Zn+Cu2+Zn2++Cu,正极反应为Cu2++2e-Cu,由于甲中锌离子过剩,所以氯离子进入甲中保持电中性。
答案:(1)Cu2++2e-Cu
(2)甲
(3)Zn+Cu2+Zn2++Cu
B组
1.把握适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列推断不正确的是(　　)

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Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
解析:由总反应方程式知,I-失去电子(氧化反应),Fe3+得电子(被还原),故A、B项正确。当电流计读数为零时,即说明没有电子发生转移,可证明反应达平衡,C项正确。加入Fe2+,导致平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,甲中石墨作负极,D项错误。
答案:D
2.如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调整杠杆并使其在水中保持平衡,然后当心地向水槽中心滴入浓硫酸铜溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向推断正确的是(试验过程中,不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)(　　)

A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低
B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高
C.当杠杆为绝缘体时,A端低,B端高;为导体时,A端高,B端低
D.当杠杆为绝缘体时,A端高,B端低;为导体时,A端低,B端高
解析:若杠杆为导体则构成原电池,铁作负极失电子而溶解:Fe-2e-Fe2+,溶液中Cu2+在正极(铜极)得电子生成铜,质量增大而下降,A端低,B端高;若杠杆为绝缘体,则铁球和CuSO4溶液发生置换反应生成Cu覆于表面,质量增加,下降,A端高,B端低。
答案:D
3.某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性挨次,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·L-1稀硫酸中,乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。

(1)写出甲池中发生的有关电极反应式:
负极　, 
正极　。 
(2)乙池中负极为　　　　。正极发生　　　　反应,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若是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会推断出　　　　活动性更强,而乙会推断出　　　　活动性更强(填写元素符号)。 
(4)由此试验,可得到如下哪些结论?　　　　。 
A.利用原电池反应推断金属活动性挨次应留意选择合适的介质
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挨次表已过时,已没有有用价值
D.该试验说明化学争辩对象简单、反应条件多变,应具体问题具体分析
(5)上述试验也反过来证明白“利用金属活动性挨次直接推断原电池中正负极”,这种做法　　　　(填“牢靠”或“不行靠”)。如不行靠,则请你提出另一个推断原电池正负极可行的试验方案　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
解析:(1)甲池中电池总反应方程式为Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,Mg作负极,电极反应式为:Mg-2e-Mg2+,Al作正极,电极反应式为:2H++2e-H2↑。
(2)乙池中电池总反应方程式为:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,所以负极为Al,正极为Mg,正极上发生还原反应。
(3)甲池中Mg为负极,Al为正极;乙池中Al为负极,Mg为正极,若依据负极材料金属比正极活泼,则甲推断Mg活动性强,乙推断Al活动性强。
(4)Mg的金属活动性肯定比Al强,金属活动性挨次是正确的,应用广泛。
(5)推断正负极可依据回路中电流方向或电子流向等进行推断,直接利用金属活动性挨次推断原电池的正负极是不行靠的。
答案:(1)Mg-2e-Mg2+　2H++2e-H2↑
(2)Al　还原　2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
(3)Mg　Al
(4)AD
(5)不行靠　依据电路中电流的方向或电子转移的方向