高中化學(xué)第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化1.3化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能__電池第1課時(shí)原電池工作原理課時(shí)練魯科版選修

1、原電池工作原理1關(guān)于右圖裝置的敘述，正確的是()A銅是負(fù)極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B銅片質(zhì)量逐漸減少C電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向銅片D氫離子在銅片表面被還原后生成H2【答案】D【解析】本題主要考查有關(guān)原電池的知識(shí)，由所給圖示可知Zn為原電池負(fù)極，失去電子被氧化，電子經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向正極(Cu極)，溶液中的氫離子在正極得到電子而被還原為H2，Cu為原電池的正極，電流流向與電子流向相反。2如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線(xiàn)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(shuō)法正確的是()A外電路的電流方向?yàn)閄外電路YB若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeCX極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是

2、氧化反應(yīng)D若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性順序?yàn)閄Y【答案】D【解析】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錯(cuò)；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負(fù)極，故有活動(dòng)性XY。3如圖所示裝置中，可觀察到檢流計(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()選項(xiàng)MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鋅稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液【答案】C【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)，N棒金屬較活潑，排除A、D 項(xiàng)，由

3、M棒變粗，可知B項(xiàng)不正確。4按下圖裝置實(shí)驗(yàn)，若x軸表示流出負(fù)極的電子的物質(zhì)的量，則y軸應(yīng)表示()AgNOa棒的質(zhì)量b棒的質(zhì)量 溶液的質(zhì)量A B C D【答案】D【解析】在這個(gè)原電池中，負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：Age=Ag，使b棒增重，溶液中NO不變。5關(guān)于原電池、電解池的電極名稱(chēng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A原電池中失去電子的一極為負(fù)極B電解池中與直流電源負(fù)極相連的一極為陰極C原電池中相對(duì)活潑的一極為正極D電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為陽(yáng)極【答案】C【解析】根據(jù)兩池的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)原理可確定，原電池中相對(duì)活潑的一極為負(fù)極。6對(duì)于原電池的電極名稱(chēng)，敘述錯(cuò)誤的是()A發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極B正極為電子

4、流入的一極C比較不活潑的金屬為負(fù)極D電流流出的一極為正極【答案】C【解析】原電池中相對(duì)活潑的金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；相對(duì)不活潑的金屬(或非金屬導(dǎo)體)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。7在如圖所示的裝置中，a的金屬活動(dòng)性比氫要強(qiáng)，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種敘述不正確的是()A碳棒上有氣體放出，溶液pH變大Ba是正極，b是負(fù)極C導(dǎo)線(xiàn)中有電子流動(dòng)，電子從a極流向b極Da極上發(fā)生了氧化反應(yīng)【答案】B【解析】本題考查原電池基本知識(shí)，難度不大，但概念容易混淆。電極a、b與電解質(zhì)溶液稀H2SO4組成原電池。因活動(dòng)性ab(碳棒)，所以a為原電池的負(fù)極，b為正極。電極反應(yīng)式：a(負(fù))極：ane=an(氧化反應(yīng)),b(正)

5、極：nHne=H2(還原反應(yīng))，由于正極放電消耗H，溶液中H減小，pH增大。在外電路中，電子由a極流出經(jīng)檢流計(jì)G流向b極。8如圖所示，燒杯內(nèi)盛有濃HNO3，在燒杯中放入用銅線(xiàn)相連的鐵、鉛兩個(gè)電極，已知原電池停止工作時(shí)，F(xiàn)e、Pb都有剩余。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()AFe比Pb活潑，始終作負(fù)極BFe在濃HNO3中鈍化，始終不會(huì)溶解C電池停止工作時(shí)，燒杯中生成了Fe(NO3)3D利用濃HNO3作電解質(zhì)溶液不符合“綠色化學(xué)”思想【答案】D【解析】開(kāi)始時(shí)，電解質(zhì)溶液是濃HNO3，F(xiàn)e在濃HNO3中鈍化，所以開(kāi)始時(shí)Pb是負(fù)極：Pb2e=Pb2；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃HNO3變成稀HNO3，F(xiàn)e變?yōu)樵姵氐呢?fù)極

6、：Fe2e=Fe2。由于最終Fe有剩余，所以不會(huì)生成Fe(NO3)3。根據(jù)Pb與濃HNO3反應(yīng)：Pb4HNO3(濃)=Pb(NO3)22NO22H2O，過(guò)量的Fe與稀HNO3發(fā)生反應(yīng)：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，可知反應(yīng)產(chǎn)生了有害氣體NO2、NO，會(huì)污染環(huán)境，不符合“綠色化學(xué)”思想。故選D。9原電池的電極名稱(chēng)不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說(shuō)法中不正確的是()A由Al、Cu、稀硫酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Al3e=Al3B由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Al3e4OH=Al(OH)4C由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，

7、其負(fù)極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2D由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2【答案】C【解析】原電池正、負(fù)極的判斷不能完全依賴(lài)金屬的活動(dòng)性，因?yàn)榭赡軙?huì)出現(xiàn)特殊情況：濃硝酸使鐵、鋁鈍化；鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而鎂不能與NaOH溶液反應(yīng)等。10鋅銅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是()A正極反應(yīng)為Zn2e=Zn2B電池反應(yīng)為ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電流從負(fù)極流向正極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液【答案】B【解析】在原電池中，相對(duì)活潑的金屬材料作負(fù)極，相對(duì)不活潑的金屬材料作正極，負(fù)極反應(yīng)為Zn2e=Zn2，正極反應(yīng)為Cu22e=Cu，因Zn失電子生成Zn2，為使Zn

8、SO4溶液保持電中性，鹽橋中的Cl移向ZnSO4溶液。11鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)方程式為L(zhǎng)iMnO2=LiMnO2，下列說(shuō)法正確的是()ALi是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ie=LiBLi是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ie=LiCMnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2e=MnODLi是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i2e=Li2【答案】B【解析】由總反應(yīng)O2=O2可知，Li元素在反應(yīng)后化合價(jià)升高(01)，Mn元素在反應(yīng)后化合價(jià)降低(43)。Li被氧化，在電池中作負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)ie=Li，MnO2在正極上反應(yīng)，電極反應(yīng)為MnO2e=MnO。12

9、由鋅片、銅片和200 mL稀H2SO4組成的原電池如圖所示。(1)原電池的負(fù)極反應(yīng)是_，正極反應(yīng)是_。(2)電流的方向是_。(3)一段時(shí)間后，當(dāng)在銅片上放出1.68 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時(shí)，共消耗_ g 鋅，有_個(gè)電子通過(guò)了導(dǎo)線(xiàn)，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是_(設(shè)溶液體積不變)?！敬鸢浮?1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)由Cu極流向Zn極(3)4.8759.0310220.75 molL1【解析】產(chǎn)生0.075 mol H2，通過(guò)0.075 mol20.15 mol電子，消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)

10、0.075 mol65 gmol14.875 g，N(e)0.15 mol6.021023 mol19.031022，H2SO40.75 molL1。13依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_；(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)；(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極?！敬鸢浮?1)CuAgNO3溶液(2)正Age=Ag(或2Ag2e=2Ag)Cu2e=Cu2(3)Cu(負(fù))Ag(正)【解析】該原電池的電池總反應(yīng)式為2Ag(aq)Cu(s)=C

11、u2(aq)2Ag(s)，由此可知X極是銅，作負(fù)極，銀作正極，Y應(yīng)是AgNO3溶液。電子從原電池的負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向正極，即從銅電極流向銀電極。14已知可逆反應(yīng)：AsO2I2HAsOI2H2O。()如圖所示，若向B中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。()若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針與()中偏轉(zhuǎn)方向相反。試回答問(wèn)題：(1)兩次操作中檢流計(jì)指針為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？_。(2)兩次操作過(guò)程中檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?？_。(3)操作()中，C1棒上的反應(yīng)為_(kāi)。(4)操作()中，C2棒上的反應(yīng)為_(kāi)?！敬鸢浮?1)兩次操作中均發(fā)生原電池反應(yīng)，所以檢流計(jì)指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)(2)兩次操作中，

12、電極相反，電子流向相反，因而檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向相反(3)2I2e=I2(4)AsO2OH2e=AsOH2O【解析】操作()滴入濃鹽酸，溶液中 H 增大，題給可逆反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，I失去電子變?yōu)镮2，C1棒上產(chǎn)生電子，并沿外電路流向C2棒，AsO得電子變?yōu)锳sO。操作()滴加40%的NaOH(aq)，將H中和，溶液中 H 減小，題給可逆反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，電子在C2棒上產(chǎn)生，并沿外電路流向C1棒，I2得電子變?yōu)镮，AsO變?yōu)锳sO。15現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：(A)NaOHHCl=NaClH2O(B)Cu2Ag=2AgCu2(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計(jì)成原電池_。(2)如果不能，說(shuō)明其原因_。(3

13、)如果可以，則寫(xiě)出正、負(fù)極材料及其電極反應(yīng)式和反應(yīng)類(lèi)型(“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)：負(fù)極：_，_，_；正極：_，_，_；若導(dǎo)線(xiàn)上轉(zhuǎn)移電子1 mol，則正極質(zhì)量增加_g，電解質(zhì)溶液是_?！敬鸢浮?1)(A)不能，(B)可以(2)(A)為非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移(3)CuCu2e=Cu2氧化反應(yīng)碳棒、Ag、Pt、Au(任選一)2Ag2e=2Ag還原反應(yīng)108AgNO3溶液【解析】(1)只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，(B)是氧化還原反應(yīng)且能自發(fā)進(jìn)行。(3)根據(jù)電池反應(yīng)式Cu2Ag=2AgCu2可知，Cu失電子作負(fù)極，負(fù)極材料是Cu，正極材料應(yīng)是比銅還不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?；Ag得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液。16某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱，他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：方案：有人提出將大小相等的鐵片和銅片分別同時(shí)放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動(dòng)性。該原理的離子方程式為_(kāi)。方案：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱。試在下面的方框內(nèi)畫(huà)出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。方案：結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu活