人教版選修4 第4章第1節(jié) 原電池 作業(yè) (4).doc

第1節(jié)原電池(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括11小題,每小題5分,共55分)1.下列裝置可以組成原電池的是()【解析】選a。b項中乙醇不是電解質(zhì)溶液;c項裝置不構(gòu)成閉合回路;d項兩極材料活潑性相同。2.(2016大同高二檢測)有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是()a.cao+h2oca(oh)2,可以放出大量的熱,故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池,把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能b.某原電池反應(yīng)為cu+2agno3cu(no3)2+2ag,裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的kcl飽和溶液c.原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成d.從理論上講,任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池【解析】選d。cao+h2oca(oh)2不是氧化還原反應(yīng);kcl和agno3反應(yīng)生成agcl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生;作電極的不一定是金屬,如石墨棒也可作電極。3.(2016平頂山高二檢測)一個原電池反應(yīng)的離子方程式是zn+cu2+zn2+cu,該原電池的正確組成是()abcd正極zncucuzn負(fù)極cuznzncu電解質(zhì)溶液cucl2溶液h2so4溶液cuso4溶液cucl2溶液【解析】選c?；顫娊饘贋樨?fù)極,且能與電解質(zhì)溶液自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。4.如圖由鋅-銅-稀h2so4組成的原電池裝置中,當(dāng)導(dǎo)線中有0.2 mol電子通過時,理論上兩極的變化是()a.銅片增重6.4 gb.鋅片增重6.5 gc.銅片上析出0.1 mol o2d.鋅片溶解了6.5 g【解析】選d。鋅-銅-稀硫酸組成的原電池裝置中,鋅做原電池的負(fù)極,銅做正極,轉(zhuǎn)移0.2 mol電子,鋅片溶解6.5 g,銅片上析出氫氣為0.2 g,故答案選d。5.銅鋅原電池如圖工作時,下列敘述正確的是()a.正極反應(yīng):zn-2e-zn2+b.電池反應(yīng):zn+cu2+zn2+cuc.在外電路中,電子從正極移向負(fù)極d.鹽橋中k+移向znso4溶液【解析】選b。zn是負(fù)極,故a錯誤;電池總反應(yīng)和沒有形成原電池的氧化還原反應(yīng)相同,故b正確;根據(jù)閉合回路的電流方向,在外電路中,電子由負(fù)極流向正極,故c錯誤;在溶液中,陽離子往正極移動,k+移向cuso4溶液,故d錯誤?！狙a償訓(xùn)練】(2016溫州高二檢測)下圖中甲和乙均是雙液原電池裝置。判斷下列說法不正確的是()a.甲中電池總反應(yīng)的離子方程式為cd(s)+co2+(aq)co(s)+cd2+(aq)b.反應(yīng)2ag(s)+cd2+(aq)cd(s)+2ag+(aq)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.乙電池中有1 mol電子通過外電路時,正極有108 g ag析出【解析】選b。根據(jù)甲、乙裝置分析可知a項正確,且可推知cd的活潑性強于ag,故ag不能置換出cd,b項錯誤。6.(2016三亞高二檢測)某原電池總反應(yīng)離子方程式為2fe3+fe3fe2+,不能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()a.正極為cu,負(fù)極為fe,電解質(zhì)溶液為fecl3溶液b.正極為c,負(fù)極為fe,電解質(zhì)溶液為fe(no3)3溶液c.正極為ag,負(fù)極為fe,電解質(zhì)溶液為fe2(so4)3溶液d.正極為ag,負(fù)極為fe,電解質(zhì)溶液為cuso4溶液【解析】選d。由2fe3+fe3fe2+得出負(fù)極反應(yīng)式為fe-2e-fe2+,正極反應(yīng)式為2fe3+2e-2fe2+,可知負(fù)極材料為鐵,正極材料為比鐵不活潑的導(dǎo)體,電解質(zhì)溶液中必須有fe3+,故d選項不能滿足要求。7.(雙選)(2016海南高考)某電池以k2feo4和zn為電極材料,koh溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是()a.zn為電池的負(fù)極b.正極反應(yīng)式為2feo42-+10h+6e-fe2o3+5h2oc.該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變d.電池工作時oh-向負(fù)極遷移【解析】選a、d。zn在反應(yīng)中化合價升高為負(fù)極材料,a正確;k2feo4為正極材料,koh溶液為電解質(zhì)溶液,則正極電極反應(yīng)方程式為2feo42-+6e-+8h2o 2fe(oh)3+10oh-,b錯誤;該電池放電過程中正極生成oh-,電解質(zhì)溶液濃度增大,c錯誤;電池工作時陰離子oh-向負(fù)極遷移,d正確。8.(2016宿遷高二檢測)用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時,下列不能使氫氣生成速率加快的是()a.加熱b.不用稀硫酸,改用98%濃硫酸c.加少量硫酸銅溶液d.不用鐵片,改用鐵粉【解析】選b。加熱升高溫度和增大固體反應(yīng)物的接觸面積都能加快化學(xué)反應(yīng)速率,a、d正確;鐵在濃硫酸中鈍化,不產(chǎn)生氫氣,b錯誤;加入少量硫酸銅溶液,由于cu2+fecu+fe2+,則構(gòu)成銅-鐵-稀硫酸原電池,加快了鐵片與稀硫酸反應(yīng)制氫氣的速率,c正確。9.(2016沈陽高二檢測)人工光合作用能夠借助太陽能用co2和水制備化學(xué)原料,如圖是通過人工光合作用制備hcooh的原理示意圖,下列說法中正確的是()a.催化劑a處通co2氣體,催化劑b處加水b.催化劑a處發(fā)生的反應(yīng)為2h2o+4e-o2+4h+c.該電池的電解質(zhì)溶液可采用hcooh溶液d.在合成hcooh的過程中,電池內(nèi)部的h+的物質(zhì)的量濃度不發(fā)生改變【解析】選c。根據(jù)電子流向,左邊為負(fù)極,右邊為正極,負(fù)極電極反應(yīng)式為2h2o-4e-4h+o2;正極:2co2+4e-+4h+2hcooh。a項,a處加入h2o,b處通co2,錯誤;d項,電池總反應(yīng)式為2co2+2h2o2hcooh+o2,hcooh電離出h+,所以h+濃度應(yīng)增大。10.(2016大連高二檢測)某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計原電池:2kmno4+10feso4+8h2so42mnso4+5fe2(so4)3+k2so4+8h2o。鹽橋中裝有飽和k2so4溶液,下列敘述中正確的是()a.乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)b.甲燒杯中溶液的ph逐漸減小c.電池工作時,鹽橋中的so42-移向甲燒杯d.外電路的電流方向是從a到b【解析】選d。乙燒杯中發(fā)生氧化反應(yīng):fe2+-e-fe3+,a項錯誤;甲燒杯中發(fā)生還原反應(yīng):mno4-+5e-+8h+mn2+4h2o,c(h+)減小,ph增大,b項錯誤;電池工作時,乙燒杯中正電荷增多,so42-移向乙燒杯,c項錯誤;外電路的電流方向是從正極(a)到負(fù)極(b),d項正確。11.(能力挑戰(zhàn)題)將反應(yīng)io3-+5i-+6h+3i2+3h2o設(shè)計成如下圖所示的原電池。開始時向甲燒杯中加入少量濃硫酸,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),一段時間后,電流計指針回到零,再向甲燒杯中滴入幾滴濃naoh溶液,電流計指針再次發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列判斷不正確的是()a.開始加入少量濃硫酸時,乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)b.開始加入少量濃硫酸時,同時在甲、乙燒杯中都加入淀粉溶液,只有乙燒杯中溶液變藍(lán)c.電流計讀數(shù)為零時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)d.兩次電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相反【解析】選b。加入少量濃硫酸時,電極反應(yīng)式:負(fù)極:10i-10e-5i2,正極:2io3-+10e-+12h+i2+6h2o。加入幾滴濃naoh溶液時,電極反應(yīng)式:負(fù)極:5i2+10e-10i-,正極:i2-10e-+12oh-2io3-+6h2o。b項,根據(jù)電極反應(yīng)可以看出,甲、乙燒杯中均有i2生成,所以甲、乙燒杯中溶液均變藍(lán)。二、非選擇題(本題包括3小題,共45分)12.(15分)設(shè)計兩種類型的原電池,探究其能量轉(zhuǎn)化率。限選材料:znso4(aq)、feso4(aq)、cuso4(aq);銅片、鐵片、鋅片和導(dǎo)線。(1)完成原電池甲的裝置示意圖(見右上圖)。并作相應(yīng)標(biāo)注。要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。(2)以銅片為電極之一,cuso4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個燒杯中組裝原電池乙,工作一段時間后,可觀察到負(fù)極_ _。(3)甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是_,其原因是_?！窘馕觥?1)因為電子的流向是從左到右,所以,設(shè)計原電池為:左側(cè)燒杯內(nèi)盛放zuso4溶液,電極用鋅片,右側(cè)燒杯內(nèi)盛放cuso4溶液,電極用銅片,即可實現(xiàn)zu+cuso4zuso4+cu。(2)由所給的電極材料可知,用銅片作電極時,銅片一定是正極,則負(fù)極是溶液金屬(失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)),反應(yīng)現(xiàn)象是電極逐漸溶解,表面有紅色物質(zhì)析出。(3)以鋅片和銅片作電極時,如果不用鹽橋,則除了發(fā)生原電池反應(yīng)外還發(fā)生鋅與cu2+的置換反應(yīng),會使部分化學(xué)能以熱能的方式轉(zhuǎn)化掉,而鹽橋的使用可避免鋅和cu2+的直接接觸,從而避免了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,提高電池效率。答案:(1)(2)電極逐漸變細(xì)(3)甲zn和cu2+不直接接觸,避免兩種物質(zhì)直接發(fā)生反應(yīng),從而避免能量損失,提高了電池效率,提供穩(wěn)定電流13.(15分)(2016哈爾濱高二檢測)已知某原電池的電極反應(yīng)是fe-2e-fe2+,cu2+2e-cu,據(jù)此設(shè)計該原電池,并回答問題。(1)若原電池裝置為上圖左圖,電極材料a是_,b是_(寫名稱)。a電極觀察到的現(xiàn)象是_。(2)若原電池裝置為上圖右圖,電極材料x可以是_(填序號,下同)。a.鐵b.銅c.石墨電解質(zhì)y是_。a.feso4b.cuso4c.cucl2【解析】結(jié)合氧化還原反應(yīng)的知識可知fe-2e-fe2+是負(fù)極反應(yīng),故fe作負(fù)極,即b是fe;cu2+2e-cu是正極反應(yīng),故a應(yīng)是銅,現(xiàn)象是看到有紅色物質(zhì)析出。不含鹽橋的原電池中正極材料是比負(fù)極金屬活潑性差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘偌纯?故此時正極是銅或石墨,但負(fù)極只能是鐵,電解質(zhì)溶液是含不活潑金屬離子的鹽溶液,可為硫酸銅、氯化銅或硝酸銅溶液。答案:(1)銅(或碳棒)鐵有紅色物質(zhì)析出(2)b、cb、c【補償訓(xùn)練】已知電極材料:鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁;電解質(zhì)溶液:cucl2溶液、fe2(so4)3溶液、硫酸。按要求回答下列問題:(1)電工操作上規(guī)定:不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請說明原因_。(2)若電極材料選銅和石墨,電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液,外加導(dǎo)線,能否構(gòu)成原電池?_。若能,請寫出電極反應(yīng)式,負(fù)極:_,正極:_。(若不能,后兩空不填)(3)設(shè)計一種以鐵和稀硫酸的反應(yīng)為原理的原電池,要求畫出裝置圖(需標(biāo)明電極材料及電池的正、負(fù)極)。【解析】(1)當(dāng)cu、al導(dǎo)線連接時,接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而鋁被腐蝕。(2)因為fe2(so4)3能與cu發(fā)生反應(yīng):fe2(so4)3+cu2feso4+cuso4,因此根據(jù)給出條件可以設(shè)計成原電池,其負(fù)極為cu,電極反應(yīng)為cu-2e-cu2+,正極為石墨,電極反應(yīng)為2fe3+2e-2fe2+。(3)因為反應(yīng)為fe+h2so4feso4+h2,所以負(fù)極為fe,正極可為cu、ag或石墨,電解質(zhì)為稀硫酸,即可畫出裝置圖。答案:(1)二者連接在一起時,接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而鋁作負(fù)極被腐蝕(2)能cu-2e-cu2+2fe3+2e-2fe2+(3)如圖14.(15分)已知可逆反應(yīng):aso43-+2i-+2h+aso33-+i2+h2o。()如下圖所示,若向b中逐滴加入濃鹽酸,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)。()若改用向b中滴加40%的naoh溶液,發(fā)現(xiàn)電流表指針與()中偏轉(zhuǎn)方向相反。試回答問題:(1)兩次操作中電流表指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)?_。(2)兩次操作過程中電流表指針偏轉(zhuǎn)方向為什么相反?_。(3)操作()中,c1棒上的反應(yīng)為_。(4)操作()中,c2棒上的反應(yīng)為_?！窘馕觥?)滴入濃鹽酸,溶液中c(h+)增大,題給可逆反應(yīng)平衡正向移動,i-失去電子變?yōu)閕2,c1棒上產(chǎn)生電子,并沿外電路流向c2棒,aso43-得電子變?yōu)閍so33-。()滴加40%的naoh溶液將h+中和,溶液中c(h+)減小,題給可逆反應(yīng)平衡逆向移動,電子在c2棒上產(chǎn)生,并沿外電路流向c1棒,i2得電子變?yōu)閕-,aso33-變?yōu)閍so43-。答案:(1)兩次操作中均發(fā)生原電池反應(yīng),所以電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)(2)兩次操作中,電極相反,電子流向相反,因而電流表指針偏轉(zhuǎn)方向相反(3)2i-2e-i2(4)aso33-+2oh-2e-aso43-+h2o【補償訓(xùn)練】某興趣小組為了提高電池的效率,設(shè)計了如下圖所示的原電池。請回答下列問題:(1)若x是alcl3溶液,y是稀硫酸,請你寫出電極名稱及電極反應(yīng):al片()_,cu片()_。(2)若x是濃硝酸,y是nacl溶液,請你寫出電極名稱及電極反