高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池优质习题课件ppt

第四章化学反应与电能

第一节　原电池

第1课时　原电池的工作原理

课后篇素养形成

夯实基础轻松达标

1.下列装置不可以组成原电池的是(　　)

解析C中的装置不能形成闭合回路。

答案C

2.如图所示装置,下列说法正确的是 (　　)

A.Cu为正极,Cu片上发生还原反应

B.Cu为正极,Cu片上发生氧化反应

C.Cu为负极,Cu片上发生还原反应

D.Cu为负极,Cu片上发生氧化反应

解析原电池中,活动性较弱的金属一般作正极,正极上发生还原反应。

答案A

3.下列反应不可用于设计成原电池的是(　　)

A.CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O

B.2CH3OH+3O22CO2+4H2O

C.Zn+2HClZnCl2+H2↑

D.4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3

解析自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。A项为非氧化还原反应,不能设计成原电池。

答案A

4.下列说法正确的是(　　)

A.原电池中,负极上发生的反应是还原反应

B.原电池中,电流的方向是负极—导线—正极

C.双液原电池中的盐桥也可以用金属导线代替

D.在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极

解析A项,原电池负极上发生氧化反应;B项,电流的方向应是正极—导线—负极;C项,盐桥不能用导线代替。

答案D

5.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑,则下列说法中正确的是(　　)

A.用稀硝酸作电解质溶液

B.用锌作原电池正极

C.用铁作负极,铁的质量不变

D.用铜作原电池正极

解析根据原电池反应可以确定原电池负极为Fe,电解质溶液可以为稀盐酸或稀硫酸等,但不能为稀硝酸,若为稀硝酸,则原电池反应为3Fe+8H++2N2NO↑+3Fe2++4H2O。

答案D

6.关于锌、铜和稀硫酸构成的原电池的下列说法中正确的是(　　)

A.锌是正极,铜是负极

B.电子从铜片经导线流向锌片

C.负极的反应式为2H++2e-H2↑

D.反应一段时间后,溶液的pH升高

解析锌比铜活泼,应为原电池的负极,铜为正极,则A项错误;电子从负极流向正极,即电子从锌片经导线流向铜片,故B项错误;锌为负极,发生氧化反应,负极的反应式为Zn-2e-Zn2+,故C项错误;正极上氢离子得电子发生还原反应,则氢离子浓度减小,所以反应一段时间后,溶液的pH升高,D项正确。

答案D

7.右图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是 (　　)

A.电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的负极

B.电极Ⅱ的电极反应为Cu2++2e-Cu

C.该原电池的总反应为2Fe3++CuCu2++2Fe2+

D.盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶,其作用是传递电子

解析A项,该原电池中,电极Ⅱ为负极,负极发生氧化反应,电极反应为Cu-2e-Cu2+,A、B两项均错误;C项,正极反应为2Fe3++2e-2Fe2+,电池总反应为2Fe3++CuCu2++2Fe2+,C项正确;D项,盐桥的作用是形成闭合回路,通过阴、阳离子的移动平衡两溶液中的电荷,故传递的是阴、阳离子,而不是电子,D项错误。

答案C

8.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.把镁条和铝条紧靠在一起浸入氢氧化钠溶液中,镁条表面出现气泡

C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁

D.把锌粒放入盛有稀盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率增大

解析选项A形成原电池,铜片作正极,表面出现氢气泡;选项B也形成原电池,但在强碱性溶液中,铝可以反应,镁不能,铝失去电子作负极,镁作正极,表面出现氢气泡;C选项铜片把三价铁离子还原为亚铁离子,不能置换出金属铁;D选项锌能置换出铜,锌、铜形成无数微小原电池,增大气泡放出速率。

答案C

9.用A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

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)四种金属的活动性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　　　。 

解析装置甲、乙、丙均为原电池。甲中A不断溶解,则A为负极、B为正极,活动性A>B;乙中C的质量增大,即C电极上析出Cu,则B为负极,活动性B>C;丙中A上有气泡产生,则A为正极,活动性D>A,随着溶液中H+的消耗,溶液的pH变大。

答案(1)A-2e-A2+　(2)Cu2++2e-Cu

(3)变大　(4)D>A>B>C

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1.(双选)(2020山东青岛高二检测)将纯锌片和纯铜片按下图所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.产生气泡的速率甲比乙大

解析图甲是一个原电池装置,负极(Zn):Zn-2e-Zn2+,正极(Cu):2H++2e-H2↑,形成原电池能增大产生氢气的速率;图乙中,Zn直接与稀硫酸反应生成H2:Zn+2H+Zn2++H2↑,甲、乙两烧杯中H2SO4均被消耗,溶液的pH均增大。

答案CD

2.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化;如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(　　)

A.D>C>A>B B.D>A>B>C

C.D>B>A>C D.B>A>D>C

解析A、B连接放入电解质溶液中,B不易腐蚀,说明活动性:A>B。A、D与等浓度盐酸反应,D比A反应剧烈,说明活动性:D>A。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,说明活动性:B>铜。铜浸入C的盐溶液里,C析出,说明活动性:铜>C。综合比较,活动性由强到弱的顺序是:D>A>B>C。

答案B

3.(双选)获得“863计划和中科院一百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解质为AlI3溶液,已知电池总反应为:2Al+3I22AlI3。下列说法不正确的是(　　)

A.该电池负极的电极反应为:Al-3e-Al3+

B.电池工作时,溶液中的铝离子向负极移动

C.消耗相同质量的金属,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多

D.正极的电极材料是单质碘

解析该电池中Al作负极,失电子,生成的Al3+向正极移动,故A正确,B不正确;碘单质能溶于水,是正极发生反应的物质,而不能作为电极材料,所以D不正确。

答案BD

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

D.X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,电子的流动方向是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极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。

答案C

5.图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(　　)

A.甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq)

B.反应2Ag(s)+Cd2+(aq)Cd(s)+2Ag+(aq)能够发生

C.盐桥的作用是形成闭合回路,并使两边溶液保持电中性

D.乙中有1 mol电子通过外电路时,正极有108 g Ag析出

解析由甲可知,Cd的活动性强于Co,由乙可知,Co的活动性强于Ag,即Cd的活动性强于Ag,故Ag不能置换出Cd,B项错误。

答案B

6.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,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中央滴入浓硫酸铜溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,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,铜球质量增大而下降,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覆于铁球表面,质量增加,A端高,B端低。

答案D

7.(1)利用反应Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2设计成如下图所示的原电池,回答下列问题:

①     写出电极反应式:

正极:　                                                 ; 

负极:　                                                 。 

②图中X是　　　　　　,Y是　　　　　　。 

③原电池工作时,盐桥中的　　　　　　(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。 

(2)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。

请回答下列问题:

①反应开始时,乙中石墨电极上发生　　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为　　　　　　　　　　　　。甲中石墨电极上发生　　　　　　(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②电流表读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入FeCl2固体,则乙中的石墨作　　　　　　(填“正”或“负”)极,该电极的电极反应式为　　　　　　　　　。 

(3)利用反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析(1)该原电池中Cu作负极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+;石墨作正极,电极反应式为2Fe3++2e-2Fe2+。X溶液应为FeCl3溶液,Y溶液应为CuCl2溶液。原电池工作时,盐桥中的阳离子向正极移动。

(2)①根据反应2Fe3++2I-2Fe2++I2,原电池的电极反应:负极2I--2e-I2,发生氧化反应;正极2Fe3++2e-2Fe2+,发生还原反应。

②当电流表读数为0时反应达平衡,此时,在甲中加入FeCl2固体,2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡向左移动。因此,右侧石墨作正极,电极反应式为I2+2e-2I-;左侧石墨作负极,电极反应式为2Fe2+-2e-2Fe3+。

(3)Cu作负极,O2在正极上得电子:O2+4e-+4H+2H2O。

答案(1)①2Fe3++2e-2Fe2+　Cu-2e-Cu2+

②FeCl3　CuCl2　③阳

(2)①氧化　2I--2e-I2　还原　2Fe3++2e-2Fe2+　②正　I2+2e-2I-

(3)O2+4e-+4H+2H2O

8.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。

锌片上发生的电极反应:　　　　　　　　　　　　　　; 

银片上发生的电极反应:　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:

①产生氢气的体积(标准状况);

②通过导线的电量。(已知NA=6.02×1023 mol-1,1个电子所带的电量为1.60×10-19 C)

解析(1)锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌片作负极,失电子发生反应:Zn-2e-Zn2+;溶液中H+在正极上得电子生成氢气。

答案(1)Zn-2e-Zn2+　2H++2e-H2↑

(2)解:锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气在标准状况下的体积为x。

Zn+2H+Zn2++H2↑

 65 g 22.4 L

 60 g-47 g=13 g x

x=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L

反应消耗的锌的物质的量为:13 g÷65 g·mol-1=0.2 mol

通过导线的电量为:0.20 mol×2×6.02×1023 mol-1×1.60×10-19 C≈3.85×10 4 C

答:①产生氢气的体积是4.48 L;②通过导线的电量为3.85×104 C。

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某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按下图所示装置进行实验并得到下表实验结果:

分析上述实验,回答下列问题:

(1)实验2中电流由　　　　　　(填“A”或“B”,下同)极流向　　　　　　极。 

(2)实验6中电子由B极流向A极,表明负极是　　　　　　(填“镁”或“铝”)电极。 

(3)实验5表明　　　　　　。 

A.铜在潮湿空气中不会被腐蚀

B.铜的腐蚀是自发进行的

(4)分析上表有关信息,下列说法不正确的是　　　　　　。 

A.相对活泼的金属一定作负极

B.失去电子的电极是负极

C.烧杯中的液体必须是电解质溶液

D.原电池中,浸入同一电解质溶液中的两个电极,是活泼性不同的两种金属(或其中一种是导电的非金属)

解析(1)原电池中,电流由正极流向负极,实验2中,Cu为正极,Zn为负极;(2)电子由负极流向正极,实验6中电子由B极流向A极,表明负极是Al;(3)实验5说明铜的腐蚀是自发进行的;(4)判断原电池负极时,不能简单地比较金属的活动性,要看反应的具体情况,如Al在强碱溶液中比Mg更易失电子,形成原电池时,Al作负极,Mg作正极,故A错误。

答案(1)B　A　(2)铝　(3)B　(4)A