2019-2020年高中化學(xué)課時(shí)提升作業(yè)十五4.1原電池新人教版.doc

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2019-2020年高中化學(xué)課時(shí)提升作業(yè)十五4.1原電池新人教版 一、選擇題(本題包括7小題，每小題4分，共28分) 1.(xx洛陽(yáng)高二檢測(cè))下列裝置不可以組成原電池的是(　　) 【解析】選C。C中的裝置不能形成閉合回路。 2.(xx嘉興高二檢測(cè))①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①；①③相連時(shí)，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少，據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是(　　) A.①③②④　　　　　　 B.①③④② C.③④②① D.③①②④ 【解析】選B。由原電池原理判斷金屬活動(dòng)性，①②相連，外電路電流從②流向①，②為正極，金屬活動(dòng)性①>②；①③相連，③為正極，金屬活動(dòng)性①>③；②④相連，②上有氣泡(H2)逸出，②為正極，金屬活動(dòng)性④>②；③④相連，③的質(zhì)量減少，③為負(fù)極，則金屬活動(dòng)性③>④，即金屬活動(dòng)性順序?yàn)棰?③>④>②，B正確。 3.(xx桂林高二檢測(cè))理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)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】選B。任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)從理論上都可以設(shè)計(jì)成原電池。B項(xiàng)不是氧化還原反應(yīng)。 4.(雙選)如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，下列關(guān)于該裝置的說法正確的是(　　) A.外電路的電流方向?yàn)閄→外電路→Y B.若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為Fe C.X極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是還原反應(yīng) D.若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄>Y 【解析】選C、D。由圖示電子流向知X為負(fù)極，Y為正極，則電流方向?yàn)閅→外電路→X，故A錯(cuò)；若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為鐵，Y為碳棒，B錯(cuò)；負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負(fù)極，故有活動(dòng)性X>Y。 【互動(dòng)探究】(1)放電一段時(shí)間后，溶液的pH如何變化？ 提示：放電一段時(shí)間后，H+濃度降低，pH升高。 (2)若將電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液，電極X可選用什么材料？ 提示：可選用鋁片。 5.(xx承德高二檢測(cè))X、Y兩根金屬棒插入Z溶液中構(gòu)成如圖的裝置，實(shí)驗(yàn)中電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)X棒變粗，Y棒變細(xì)，則X、Y、Z可能是下列中的 (　　) 編號(hào) X Y Z A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Zn 稀硫酸 C Cu Ag 硫酸銅溶液 D Ag Zn 硝酸銀溶液 【解析】選D。由題意可知該裝置是原電池，X棒變粗，Y棒變細(xì)，說明X為正極，Y為負(fù)極，且電解質(zhì)溶液中要有離子在X極析出使X棒變粗，還要使Y極溶解。D項(xiàng)中Zn棒溶解，X極上析出Ag，符合題目要求。 【互動(dòng)探究】(1)若線路中共轉(zhuǎn)移2 mol電子，則兩極的質(zhì)量差變化多少？ 提示：D項(xiàng)中。轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)，溶解的Zn為1 mol，析出的Ag為2 mol，兩極的質(zhì)量差變化為2 mol108 gmol—1+1 mol65 gmol—1=281 g。 (2)若將“X棒變粗”改為“X棒有氣泡產(chǎn)生”應(yīng)該選哪個(gè)選項(xiàng)？ 提示：選B。由題意知X為正極，應(yīng)該為較不活潑的金屬，有氣泡產(chǎn)生則電解質(zhì)為酸，故選B。 6.(xx西安高二檢測(cè))下圖甲和乙是雙液原電池裝置。由圖可判斷下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.甲圖電池反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq) B.2Ag(s)+Cd2+(aq)Cd(s)+2Ag+(aq)反應(yīng)能夠發(fā)生 C.鹽橋的作用是形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性 D.乙圖當(dāng)有1 mol電子通過外電路時(shí)，正極有108 g Ag析出 【解析】選B。甲圖中Co為正極，Cd為負(fù)極，所以離子反應(yīng)方程式為Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq)，正確；從乙圖分析，銀作正極，Co為負(fù)極，所以Co能置換出銀，錯(cuò)誤；鹽橋可以將兩個(gè)燒杯中的溶液連接形成閉合回路，保證離子移動(dòng)，使溶液保持電中性，正確，乙圖中當(dāng)有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)有1 mol銀析出，即108克銀，正確。 7.(xx東營(yíng)高二檢測(cè))Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl+MgMg2++2Ag+2Cl-。有關(guān)該電池的說法正確的是 (　　) A.Mg為電池的正極 B.負(fù)極反應(yīng)為AgCl+e-Ag+Cl- C.Cl-向含有AgCl的電極移動(dòng) D.可用于海上應(yīng)急照明供電 【解析】選D。根據(jù)題意知Mg為還原劑，是負(fù)極、失電子，所以A、B都錯(cuò)誤，原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C錯(cuò)誤。 【方法規(guī)律】解答陌生原電池題的基本方法 (1)分析給出的氧化還原反應(yīng)中的化合價(jià)變化，確定還原劑和氧化劑。 (2)還原劑在負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，且若還原劑是金屬單質(zhì)，則金屬必作負(fù)極。 (3)電子和離子的移動(dòng)方向按一般的原電池原理進(jìn)行分析，電子在外電路由負(fù)極流向正極，溶液中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。 二、非選擇題(本題包括2小題，共22分) 8.(10分)(xx武漢高二檢測(cè))將Fe片和石墨用導(dǎo)線相連，一組插入稀硫酸中，一組插入FeCl3溶液中，分別形成了原電池。 (1)這兩個(gè)原電池中，正極分別是________。 A.石墨、石墨　　　　　 B.石墨、Fe片 C.Fe片、Fe片 D.Fe片、石墨 (2)寫出插入稀硫酸中形成原電池的正極反應(yīng)式(用離子方程式表示)_________ _________________________。 (3)寫出插入FeCl3溶液中形成原電池的電池總反應(yīng)式(用離子方程式表示)____ __________________________。 【解析】當(dāng)電解質(zhì)溶液為H2SO4時(shí)，總反應(yīng)為Fe+H2SO4FeSO4+H2↑，則負(fù)極為Fe，正極為石墨，正極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑；當(dāng)電解質(zhì)溶液為FeCl3時(shí)，總反應(yīng)為Fe+2FeCl33FeCl2，離子方程式為Fe+2Fe3+3Fe2+，負(fù)極為Fe，正極為石墨。 答案：(1)A　(2)2H++2e-H2↑ (3)2Fe3++Fe3Fe2+ 9.(12分)(xx宜昌高二檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)，某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+Fe2++Cu，設(shè)計(jì)的原電池裝置如圖所示： 請(qǐng)回答下列問題： (1)鐵電極是原電池的________極，電極反應(yīng)式為________________________， (2)石墨電極是原電極的____________極，電極反應(yīng)式為__________________。 (3)反應(yīng)前，兩電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差18 g，則導(dǎo)線中通過________mol電子。 【解析】(1)Fe作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+。 (2)石墨作原電池的正極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu。 (3)若線路中有2 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，開始兩電極的質(zhì)量相等，負(fù)極質(zhì)量減小56 g，則正極質(zhì)量增加64 g，兩極的質(zhì)量差為56 g+64 g=120 g，所以當(dāng)兩電極質(zhì)量相差18 g時(shí)，有mol=0.15 mol，F(xiàn)e失去電子，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 0.3 mol。 答案：(1)負(fù)　Fe-2e-Fe2+ (2)正　Cu2++2e-Cu　(3)0.3 (30分鐘50分) 一、選擇題(本題包括6小題，每小題5分，共30分) 1.(xx無(wú)錫高二檢測(cè))將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸中，并經(jīng)過一段時(shí)間后，下列敘述中正確的是(　　) A.負(fù)極有Cl2逸出，正極有H2逸出 B.負(fù)極附近Cl-的濃度減小 C.正極附近Cl-的濃度逐漸增大 D.溶液中Cl-的濃度基本不變 【解析】選D。在該原電池中，F(xiàn)e為負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+，正極為Ag，電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑，整個(gè)溶液中Cl-的濃度基本保持不變，故D正確。 2.可以將反應(yīng)Zn+Br2ZnBr2設(shè)計(jì)成原電池，下列4個(gè)電極反應(yīng)： ①Br2+2e-2Br-，②2Br--2e-Br2， ③Zn-2e-Zn2+，④Zn2++2e-Zn， 其中表示該電池工作時(shí)負(fù)極和正極反應(yīng)的分別是(　　) A.②和③　　　　　　　 B.②和① C.③和① D.④和① 【解析】選C。該電池工作時(shí)負(fù)極反應(yīng)物為Zn，失電子被氧化，正極反應(yīng)物為Br2，得電子被還原。 3.下列敘述正確的是(　　) A.反應(yīng)AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O，可以設(shè)計(jì)成原電池 B.Zn和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，加入少量CuSO4溶液能加快產(chǎn)生H2的速率 C.把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用導(dǎo)線把二者相連，觀察到Cu片上產(chǎn)生大量氣泡，說明Cu與H2SO4能發(fā)生反應(yīng)而Fe被鈍化 D.在原電池中，活潑金屬一定作負(fù)極 【解析】選B。A項(xiàng)，反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Zn和CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu，構(gòu)成Zn-Cu-H2SO4原電池，加快產(chǎn)生H2的速率，正確；C項(xiàng)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e片作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu片作正極，H+發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，在Al-Mg-NaOH原電池中，Al作負(fù)極，錯(cuò)誤。 【易錯(cuò)提醒】判斷電極時(shí)，不能簡(jiǎn)單依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要注意以下特例： (1)在Al、Mg、強(qiáng)堿溶液構(gòu)成的原電池中，Al作負(fù)極，Mg作正極。 (2)在Fe(或Al)、Cu、濃硝酸構(gòu)成的原電池中，由于Fe、Al被鈍化作正極，Cu作負(fù)極。 4.下列事實(shí)不能說明Al的金屬活動(dòng)性比Cu強(qiáng)的是(　　) A.常溫下將鋁投入CuSO4溶液中 B.常溫下將鋁和銅用導(dǎo)線連接一起放入稀鹽酸中 C.常溫下將鋁和銅不用導(dǎo)線連接一起放入稀鹽酸中 D.常溫下將鋁和銅用導(dǎo)線連接一起放入氫氧化鈉溶液中 【解析】選D。A項(xiàng)，鋁表面析出紅色物質(zhì)，說明鋁把銅置換出來，即鋁比銅活潑；B項(xiàng)，構(gòu)成原電池，鋁作負(fù)極，銅作正極，說明鋁比銅活潑；C項(xiàng)，鋁與鹽酸劇烈反應(yīng)，銅不反應(yīng)，說明鋁比銅活潑；D項(xiàng)，在氫氧化鈉溶液中能反應(yīng)生成氣體的金屬，其活動(dòng)性不一定強(qiáng)，如Mg和Al。 5.(xx日照高二檢測(cè))如圖所示的裝置中，在產(chǎn)生電流時(shí)，以下說法正確的是(　　) A.Fe是正極，C是負(fù)極 B.負(fù)極反應(yīng)式為Fe-3e-Fe3+ C.鹽橋中陰離子移向FeCl3溶液 D.導(dǎo)線中的電流由石墨電極流向Fe電極 【解析】選D。由于Fe+2FeCl33FeCl2，所以Fe為負(fù)極，C為正極。負(fù)極：Fe-2e-Fe2+，正極：2Fe3++2e-2Fe2+。鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)域。 【互動(dòng)探究】(1)若線路中轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，溶解鐵的質(zhì)量是多少？ 提示：28 g (2)將上題中的鐵棒換成銅棒，是否有電流產(chǎn)生？ 提示：是。發(fā)生的原電池反應(yīng)為Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2，為氧化還原反應(yīng)，可構(gòu)成原電池。 6.(xx常德高二檢測(cè))如圖所示的原電池可測(cè)量空氣中Cl2的含量(原電池的電解質(zhì)是含有自由移動(dòng)Ag+的固體物質(zhì))。下列分析不正確的是(　　) A.電子由Ag電極經(jīng)外電路流向Pt電極 B.空氣中c(Cl2)越大，Ag極消耗速率越快 C.正極反應(yīng)：Cl2+2e-+2Ag+2AgCl D.原電池工作時(shí)電解質(zhì)中Ag+數(shù)目減少 【解析】選D。正極為Pt電極，負(fù)極為Ag電極，總反應(yīng)式為Cl2+2Ag2AgCl，負(fù)極反應(yīng)為2Ag-2e-2Ag+，正極反應(yīng)為Cl2+2e-+2Ag+2AgCl，電子從負(fù)極流向正極，電流從正極流向負(fù)極?？諝庵衏(Cl2)越大，反應(yīng)速率越快，Ag極消耗速率越快。負(fù)極為Ag電極，溶液中的Ag+數(shù)目不變。 二、非選擇題(本題包括2小題，共20分) 7.(10分)由A、B、C、D四種金屬按表中裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 裝置 現(xiàn)象 二價(jià)金屬A不斷地溶解 C的質(zhì)量增加 A上有氣體產(chǎn)生 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題： (1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是_______________________________。 (2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_______________________________。 (3)裝置丙中溶液的pH______(填“變大”“變小”或“不變”)。 (4)四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱的順序是____________________________。 【解析】甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為正極，活潑性A>B；乙中C的質(zhì)量增加，即析出Cu，則B為負(fù)極，活潑性B>C；丙中A上有氣體即有H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D>A，隨著H+的消耗，pH變大。 答案：(1)A-2e-A2+　(2)Cu2++2e-Cu (3)變大　(4)D>A>B>C 【互動(dòng)探究】(1)請(qǐng)寫出丙裝置的正極反應(yīng)式。 提示：2H++2e-H2↑。 (2)若用A、B為電極與硫酸銅溶液組成原電池，則哪個(gè)是負(fù)極？正極反應(yīng)式是什么？ 提示：由原題解析知金屬活潑性A大于B，故A、B組成的原電池，A是負(fù)極，B是正極。正極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu。 8.(10分)(xx常州高二檢測(cè))Ⅰ.某化學(xué)活動(dòng)小組利用如下甲裝置對(duì)原電池進(jìn)行研究，請(qǐng)回答下列問題：(其中鹽橋?yàn)楹酗柡蚄Cl溶液的瓊脂) (1)在圖甲裝置中，當(dāng)電流計(jì)中指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鹽橋中的離子移動(dòng)方向?yàn)镵+移向________(填“A”或“B”)燒杯。 (2)鋅電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________； 銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________________； Ⅱ.該小組同學(xué)提出設(shè)想：如果將實(shí)驗(yàn)中的鹽橋換為導(dǎo)線(銅制)，電流計(jì)指針是否也發(fā)生偏轉(zhuǎn)呢？帶著疑問，該小組利用圖乙裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針同樣發(fā)生偏轉(zhuǎn)?；卮鹣铝袉栴}： (3)對(duì)于實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生電流的原因，該小組進(jìn)了深入探討，后經(jīng)老師提醒注意到使用的是銅導(dǎo)線，燒杯A實(shí)際為原電池，燒杯B成了用電器。對(duì)于圖乙燒杯A實(shí)際是原電池的問題上，該小組成員發(fā)生了很大分歧： ①一部分同學(xué)認(rèn)為是由于ZnSO4溶液水解顯酸性，此時(shí)原電池實(shí)際是由Zn、Cu作電極，H2SO4溶液作為電解質(zhì)溶液而構(gòu)成的原電池。如果這個(gè)觀點(diǎn)正確，那么原電池的正極反應(yīng)式為____________________________________________。 ②另一部分同學(xué)認(rèn)為是溶液酸性較弱，由于溶解在溶液中的氧氣的作用，使得Zn、Cu之間形成原電池。如果這個(gè)觀點(diǎn)正確，那么原電池的正極反應(yīng)式為___ ___________________________________________。 (4)若第(3)問中②觀點(diǎn)正確，則可以利用此原理設(shè)計(jì)電池為在偏遠(yuǎn)海島工作的燈塔供電。其具體裝置為以金屬鋁和石墨為電極，以海水為電解質(zhì)溶液，最終鋁變成氫氧化鋁。請(qǐng)寫出該電池工作時(shí)總反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。 【解析】Ⅰ.電極反應(yīng)式為 負(fù)極：Zn-2e-Zn2+　　正極：Cu2++2e-Cu 所以K+應(yīng)移向正極區(qū)域即移向B燒杯。 Ⅱ.(3)①若是酸性引起的，電極反應(yīng)式為 負(fù)極：Zn-2e-Zn2+　　正極：2H++2e-H2↑ ②若是O2作用引起的，電極反應(yīng)式為 負(fù)極：2Zn-4e-2Zn2+ 正極：O2+4e-+2H2O4OH- (4)Al作負(fù)極，石墨為正極，海水作為電解質(zhì)溶液，電極反應(yīng)式為 負(fù)極：4Al-12e-4Al3+ 正極：3O2+12e-+6H2O12OH- 總反應(yīng)式為 4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。 答案：(1)B　(2)負(fù)　Zn-2e-Zn2+ Cu2++2e-Cu (3)①2H++2e-H2↑ ②O2+2H2O+4e-4OH- (4)4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3