高中化學(xué)魯科版化學(xué)反應(yīng)原理第一章化學(xué)反應(yīng)原理與能量轉(zhuǎn)化單元測(cè)試學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)5

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(五)原電池的工作原理(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．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)eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃),\s\do15())CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)ΔH<0C．2H2(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃),\s\do15())2H2O(l)ΔH<0D．2FeCl3(l)＋Fe(s)=3FeCl2(l)ΔH<0【解析】原電池的化學(xué)反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng)，A、C、D均屬氧化還原反應(yīng)，可以設(shè)計(jì)成原電池，而B(niǎo)中反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池。【答案】B2．下列說(shuō)法正確的是()A．構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是金屬B．在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原C．實(shí)驗(yàn)室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4反應(yīng)D．原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能【解析】構(gòu)成原電池的材料可以是非金屬，如碳棒；電子流出的極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；粗鋅可與稀H2SO4構(gòu)成原電池加速反應(yīng)的進(jìn)行；原電池反應(yīng)后，電極產(chǎn)物仍會(huì)具有一定的能量，故原電池不能把物質(zhì)中的能量全部轉(zhuǎn)化為電能?！敬鸢浮緾3．用鋅片、銅片和硝酸銀組成的原電池，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：05310029】A．2H＋＋2e－=H2↑B．Zn=Zn2＋＋2e－C．2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．Ag＋＋e－=Ag【解析】題給原電池中，鋅片為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋；銅片為正極，電極反應(yīng)為：Ag＋＋e－=Ag?！敬鸢浮緿4．如圖所示裝置中，觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液【解析】本題通過(guò)電極變化來(lái)確定電極，N棒變細(xì)，即N極上發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)為負(fù)極，N棒金屬較活潑，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；由M棒變粗，可知B項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾5．在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線(xiàn)連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()A．正極附近的SOeq\o\al(2－,4)濃度逐漸增大B．電子通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)由銅片流向鋅片C．正極有O2逸出D．銅片上有H2逸出【解析】A項(xiàng)正極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，SOeq\o\al(2－,4)向負(fù)極移動(dòng)，正極附近SOeq\o\al(2－,4)的濃度并不增大；B項(xiàng)電子應(yīng)從鋅片(負(fù)極)經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向銅片(正極)；C項(xiàng)正極上有H2逸出?！敬鸢浮緿6．(2023·棗莊高二檢測(cè))M、N、P、E四種金屬，①M(fèi)＋N2＋=N＋M2＋②M、P用導(dǎo)線(xiàn)連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡③N、E用導(dǎo)線(xiàn)連接放入E的硫酸溶液中，電極反應(yīng)式為E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱順序是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：05310030】A．PMNE B．ENMPC．PNME D．EPMN【解析】由①知，活潑性M>N，M、P導(dǎo)線(xiàn)連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面產(chǎn)生氣泡，構(gòu)成原電池正極，活潑性P>M；N、E構(gòu)成的原電池N作負(fù)極，活潑性N>E?！敬鸢浮緼7．用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線(xiàn)和鹽橋(裝有瓊脂—KNO3的U型管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應(yīng)式為：Ag＋＋e－＝Ag③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A．①② B．②③C．②④ D．③④【解析】該原電池中Cu作負(fù)極，Ag作正極，負(fù)極反應(yīng)式：Cu－2e－=Cu2＋，正極反應(yīng)式：2Ag＋＋2e－=2Ag。在外電路中，電子由Cu電極流向Ag電極，而電流方向與電子流向相反，①錯(cuò)誤。沒(méi)有鹽橋，原電池不能繼續(xù)工作，③錯(cuò)誤?；瘜W(xué)反應(yīng)相同，均為Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag，④正確?！敬鸢浮緾8．若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式是Cu＋2H＋=Cu2＋＋H2↑，則下列關(guān)于該裝置的說(shuō)法正確的是()A．該裝置可能是原電池，也可能是電解池B．該裝置只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為HNO3溶液C．該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽(yáng)極D．該裝置只能是原電池，電解質(zhì)溶液不可以是鹽酸【解析】從反應(yīng)方程式可知該反應(yīng)不是可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，所以可確定該裝置不可能是原電池?！敬鸢浮緾9．將Fe片和石墨用導(dǎo)線(xiàn)相連，一組插入稀H2SO4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(xiě)出插入稀H2SO4中形成原電池的正極反應(yīng)式(用離子方程式表示)_______________________________________________________________。(3)寫(xiě)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)_______________________________________________________________?！窘馕觥慨?dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)，總反應(yīng)為Fe＋H2SO4=FeSO4＋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溶液時(shí)，總反應(yīng)為：Fe＋2FeCl3=3FeCl2，離子方程式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，負(fù)極為Fe，正極為石墨?！敬鸢浮?1)A(2)2H＋＋2e－=H2↑(3)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋10．為了避免鋅片與Cu2＋直接接觸發(fā)生反應(yīng)而影響原電池的放電效率，有人設(shè)計(jì)了如下裝置，按要求完成以下填空：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：05310031】(1)此裝置工作時(shí)，可以觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________________________________________，電池反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)電池工作時(shí)，硫酸鋅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移動(dòng)，硫酸銅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移動(dòng)。(3)此鹽橋內(nèi)為飽和KCl溶液，鹽橋是通過(guò)________移動(dòng)來(lái)導(dǎo)電的。在工作時(shí)，K＋移向________?！窘馕觥吭撗b置為鋅銅原電池，總反應(yīng)式為：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋，電池工作時(shí)，觀察到①電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，②鋅片不斷溶解，③銅片上有紅色物質(zhì)析出。電池工作時(shí)，ZnSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向負(fù)極(鋅電極)移動(dòng)，CuSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向鹽橋移動(dòng)，而鹽橋中，K＋向正極區(qū)(CuSO4溶液)移動(dòng)，Cl－向負(fù)極區(qū)(ZnSO4溶液)移動(dòng)，這樣靠離子的移動(dòng)形成閉合回路而導(dǎo)電?！敬鸢浮?1)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu(2)鋅電極鹽橋(3)離子正極區(qū)(CuSO4溶液)11．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置現(xiàn)象二價(jià)金屬A不斷溶解C極質(zhì)量增加A上有氣泡產(chǎn)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)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c(H＋)________(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是____________________________?！窘馕觥考?、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，活動(dòng)性A>B；乙中C極增重，即析出Cu，則B為負(fù)極，活動(dòng)性B>C；丙中A上有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活動(dòng)性D>A，隨著H＋的消耗，c(H＋)減小?！敬鸢浮?1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)變小(4)D>A>B>C[能力提升]12．分析如圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg作為負(fù)極，③④中Fe作為負(fù)極B．②中Mg作為正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Fe作為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D．④中Cu作為正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑【解析】Mg比Al活潑，在①中Mg作負(fù)極，但在NaOH溶液中，Mg不反應(yīng)，而Al可以反應(yīng)，故②中Al是負(fù)極。在濃硝酸中鐵會(huì)鈍化，故Cu為負(fù)極、Fe為正極。在④中由于不斷向Cu極附近通入空氣，而O2比溶液中的H＋得電子能力強(qiáng)，故Fe失去的電子，在Cu極O2到得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－。【答案】B13．某小組利用如圖裝置進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)期現(xiàn)象正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：05310032】A．X和Y與電流表連接，電子由Cu極流向Zn極B．X和Y與電流表連接，將Zn換成Fe測(cè)得電流更大C．X和Y分別與電源“－”、“＋”極相連，Cu極質(zhì)量減輕D．X和Y分別與電源“－”、“＋”極相連，Zn極質(zhì)量減輕【解析】A項(xiàng)，在原電池中較活潑的一極做負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極；B項(xiàng)，兩極活潑性差距越大，反應(yīng)速率越快，而Zn比Fe更活潑，故Zn產(chǎn)生的電流更大；C項(xiàng)，X和Y分別與電源“－”、“＋”極相連，Cu做電解池的陽(yáng)極，Cu失電子變成Cu2＋，故質(zhì)量減輕?！敬鸢浮緾14．如圖所示，甲池中電池反應(yīng)式為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，已知B電極質(zhì)量不變，C、D為石墨電極，乙池中為200mL飽和NaCl溶液?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)A極為_(kāi)_______極(填“正”或“負(fù)”)，電極材料為_(kāi)_______，發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。(2)寫(xiě)出乙池的電極反應(yīng)式：陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________________________；陰極反應(yīng)式為_(kāi)__________________________________________________。(3)A電極質(zhì)量減少0.64g時(shí)，此時(shí)乙池中電解液中c(OH－)＝________mol·L－