2021年高二化学选修四第四章-第一节-原电池习题

1、名师精编欢迎下载第四章电化学基础第一节原电池 目标要求 1.懂得原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式；2.明白半反应、盐桥、内电路、外电路等概念；3.会判定原电池的正、负极，能够利用氧化仍原反应设计简洁的原电池；一、原电池1. 原电池定义： 将化学能转变为电能的装置；2. 实质： 将氧化仍原反应的电子转移变成电子的定向移动；即将化学能转化成电能；3. 简洁原电池的构成条件：活泼性不同的两个电极，电解质溶液，形成闭合回路，能自发进行的氧化仍原反应；二、原电池的工作原理工作原理： 利用氧化仍原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流；以铜锌原电池为例：1. 在 znso

2、4溶液中， 锌片逐步溶解， 即 zn 被氧化， 锌原子失电子， 形成 zn 2 进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向铜片；cuso4溶液中， cu2 从铜片上得电子，仍原成为金属铜并沉积在铜片上；锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为zn 2e =zn铜为正极，发生仍原反应，电极反应式为cu 2 2e2 ；=cu；总反应式为 zn cu2 =zn2 cu ，反应是自发进行的；2. 闭合回路的构成：外电路：电子从负极到正极，电流从正极到负极，内电路：溶液中的阴离子移向znso4 溶液，阳离子移向cuso4 溶液；3. 盐桥44盐桥中通常装有含琼胶的kcl 饱和溶液；当其存在时，随着反应的进行

3、，zn 棒中的 zn 原子失去电子成为zn 2 进入溶液中，使znso溶液中 zn 2 过多，带正电荷；cu2获得电子沉积为 cu，溶液中 cu 2过少， so2 过多，溶液带负电荷；当溶液不能保持电中性时，将阻止放电作用的连续进行； 盐桥的存在就防止了这种情形的发生，其中 cl向 znso 4 溶液迁移，4k 向 cuso 溶液迁移，分别中和过剩的电荷，使溶液保持电中性，反应可以连续进行；学问点一原电池1. 以下装置中能构成原电池产生电流的是答案b解析 a 、d 项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池； b 项符合原电池的构成条件，两电极发生的反应分别是 zn 2e=zn 2 ，

4、2h 2e =h 2 ； c 项中酒精不是电解质，故不能构成原电池；2. 以下各装置能形成原电池的是 答案d解析 判定一个装置能否构成原电池， 要看是否符合原电池的构成条件： 电极材料 活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物 ； 电解质溶液； 构成闭合回路； 能自发进行的氧化仍原反应； a 装置：由于两个电极是同种金属，不能形成原电池； b 装置： 酒精不是电解质溶液，不能构成原电池； c 装置：没有形成闭合回路，不能形成原电池； d 装置：符合原电池构成的条件，能形成原电池；学问点二 原电池的原理3. 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下表达正确选项 a 两

5、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 产愤怒泡的速率甲比乙慢答案c解析因乙杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池， a 、b 皆错； 因甲烧杯中 zn、cu 用导线连接后构成原电池， 加快了 zn 的溶解， 故 d 错；又因两杯中的 zn 都能与稀 h 2so4 反应产生 h2 而消耗 h ，故 c 正确；4. 把 a、 b、c、d 四块金属泡在稀 h2so4 中，用导线两两相连可以组成各种原电池；a 、b 相连时， a 为负极； c、d 相连时， d 上有气泡逸出； a 、c 相连时， a 极减轻； b、d相连时， b 为正极；就四种金

6、属的活动性次序由大到小排列为a abcdb acbdc acdbd bdca答案c解析金属组成原电池，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极；负极被氧化， 质量减轻， 正极发生仍原反应， 有物质析出， 由题意得活动性 ab 、ac 、cd 、db ，故正确答案为 c；学问点三原电池的应用5. 一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入koh 溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，就有关此电池推断正确选项a 通入乙烷的电极为正极b 参与反应的乙烷与氧气的物质的量之比为7 2c放电一段时间后， koh 的物质的量浓度削减232d 负极反应式为 c2h6 6h o 14e =2co 18

7、h答案c解析乙烷燃烧的化学方程式为2c2h6 7o2 4co2 6h 2o，在该反应中氧气得电子， 乙烷失电子，因此通入氧气的电极为正极，而通入乙烷的电极为负极，故a 答案错误；反应中参与反应的乙烷与氧气的物质的量之比应为2 7，故 b 答案错误； 考虑到该电池是以koh 为电解质溶液的，生成的co 2 会和 koh 反应转化成k 2co 3，反应中消耗 koh ， koh 的物质的量浓度削减，故c 答案正确；由于该电池是以koh 溶液为电解液的，d 答案中负极生成的 h 明显在溶液中是不能存在的，故d 答案错误；考虑到电解质溶液的影响，此时该电池的总反应式应为2c2h6 8koh 7o 2

8、4k 2co3 10h 2o，正极反应式为14h 2o 7o228e=28oh 正极氧气得电子，理论上形成2 ，但该粒子在水中不稳固，必需以oh o3形式存在 ，负极反应式可用总反应式减去正极反应式得到：2c2h 636oh 28e=4co2 24h 2o；6. 已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：cucl 2 溶液、 fe2so43 溶液、硫酸；按要求回答以下问题：(1) 电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用；请说明缘由 ；(2) 如电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？ ；如能，请写出电极反应式，负极： ，正极： ； 如不能，后

9、两空不填 (3) 设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图 需标明电极材料及电池的正、负极 ；答案1二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀2 能 cu2e=cu2 2fe3 2e =2fe23解析1当 cu、al 导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀；(2) 由于 fecl3 能与 cu 发生反应： 2fecl3 cu=2fecl 2 cucl 2，因此依据给出的条件可以设计成原电池，其负极为cu，反应为 cu 2e =cu 2，正极为石墨，电极反应式为2fe3 2e =2fe2 ；(3) 由于总反应式为 feh 2so4=feso4 h2 ，所以

10、负极为 fe，正极可为 cu、ag 或石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图；练基础落实1. 以下关于试验现象的描述不正确选项a 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面显现气泡b 用锌片作负极，铜片作正极，在cuso4 溶液中，铜片质量增加c把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面显现一层铁d 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加快答案c解析铜片和铁片紧靠并浸入稀h2so4 中，铜片上的 h 获得由铁片传递过来的电子： 2h 2e =h 2 ，所以可观看到铜片表面显现气泡；锌片作负极，铜片作正极，发生反应zn cu 2=zn2 cu，生成的 cu 在铜片上析出访其质

11、量增加；铜片插入 fecl3 溶液中， 发生的反应是 cu 2fe3 =cu 2 2fe2 ，并没有单质铁的析出；向盛有锌粒和盐酸的试管中2fe滴入几滴 cucl 2 溶液， 发生反应 zn cu2=zn2 cu ，置换出的 cu 与剩余的 zn 接触， 置于盐酸中，构成了原电池，加速2h 2e =h2 反应，可观看到气泡放出的速率加快；2. 掌握适合的条件，将反应2fe3 2i 2 i2 设计成如下图所示的原电池；以下判定不正确选项 a 反应开头时，乙中石墨电极上发生氧化反应b 反应开头时，甲中石墨电极上的fe3 被仍原c电流计读数为零时，反应达到化学平稳状态d 电流计读数为零后，在甲中溶入

12、fecl2 固体，乙中的石墨电极为负极答案d解析由反应 2fe3 2i 2fe2 i 2 可知，反应开头时，甲中fe3发生仍原反应，乙中 i发生氧化反应； 当电流计读数为零时，就反应达到了平稳状态， 此时在甲中溶入 fecl2 固体，平稳向逆反应方向移动，乙中i 2 发生仍原反应，就乙中石墨电极为正极；应选d；3. 以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol 电子时，以下说法正确选项a 锌片溶解了1 mol ，铜片上析出1 mol h 2b 两极上溶解和析出的物质的质量相等c锌片溶解了 31 g，铜片上析出了 1 g h2d 锌片溶解了1 mol ，硫酸消耗了0

13、.5 mol答案a解析 在涉及原电池的有关运算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等；利用这一特点，我们从电极反应式看：负极： zn 2e =zn2 ；正极： 2h 2e =h2 ；当溶解 1 mol 锌时失去 2 mol 电子， 铜片上析出 1 mol 氢气得到 2 mol 电子， 得失电子守恒， 这样即可推出 a 正确；练方法技巧4. 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下列图；关于该电池的表达正确选项 a 该电池能够在高温下工作b 电池的负极反应式为c6h 12o6 6h2o 24e =6co2 24hc放电过程中， h从正极区向负极区迁移d 在电池反应中，每消耗1 mol

14、氧气，理论上能生成标准状况下co 2答案b气体 22.4l6解析由葡萄糖微生物燃料电池结构示意图可知，此燃料电池是以葡萄糖为燃料，以氧气为氧化剂， 以质子交换膜为隔膜， 以惰性材料为电极的一种燃料电池；由于是微生物电池， 而微生物的生存温度有肯定的范畴，所以高温下微生物不肯定能够生存，a 错误；放电时， 负极： c6h12o6 被微生物分解成co 2、 h 和电子，电极反应式：c6h 12o6 6h 2o 24e=6co2 24h ， b 正确；负极产生的h 透过质子交换膜进入正极室，c 错误；负极产生的电子沿外电路从负极流向正极，在正极室与h和氧气发生反应生成水；总反应方程式 为 c6h12

15、o6 6o2=6co2 6h 2o，由总反应方程式可知：每消耗1 mol 氧气，理论上可以生成标准状况下co 2 气体 22.4 l ，d 错误；5. 据报道， 我国拥有的完全自主产权的氢氧燃料电池车已在北京奥运会期间为运动员提供了服务；某种氢氧燃料电池的电解液为koh溶液，以下有关该电池的表达不正确选项a 正极反应式为 o2 2h2o 4e =4ohb 工作一段时间后，电解液中koh 的物质的量不变c该燃料电池的总反应方程式为2h 2 o2=2h 2od 用该电池电解 cucl 2 溶液，产生 2.24 l cl 2标准状况 时，有 0.1 mol 电子转移答案d解析此题考查燃料电池的工作原

16、理；氧气在正极发生仍原反应，a 正确；该燃料电池中氢气与氧气反应生成水，koh 没有消耗，也没有生成，故koh 的物质的量不变，但其溶电解液浓度变小， b 正确； h2 和 o2 反应生成水是该电池发生的反应，c 正确； cucl 2=cucl 2 ， 2cl 2e=cl 2 ， ncl 2 2.24 l/22.4 l误；mol 1 0.1 mol ， ne 0.2 mol ，d 错练综合拓展6. 某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性次序，有甲、乙两位同学均使用 1镁片与铝片作电极， 但甲同学将电极放入6 mol l的稀 h 2so4 中，乙同学将电极放入6 mol l 1 的 na

17、oh 溶液中，如下列图；(1) 写出甲池中发生的有关电极反应的反应式：负极， 正极；(2) 写出乙池中发生的有关电极反应的反应式：负极， 正极；总反应离子方程式为；(3) 假如甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料如是金属，就构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，就甲会判定出 活动性更强，而乙会判定出 活动性更强 填写元素符号 ；(4) 由此试验，可得到如下哪些结论？ ；a 利用原电池反应判定金属活动性次序应留意挑选合适的介质b 镁的金属性不肯定比铝的金属性强c该试验说明金属活动性次序表已过时，已没有有用价值d 该试验说明化学讨论对象复杂、反应条件多变，应详细问题详细分析(5)

18、上述试验也反过来证明白“利用金属活动性次序表直接判定原电池中正、负极”的做法 填“牢靠”或“不行靠”；如不行靠，就请你提出另一个判定原电池正、负极2可行的试验方案；答案1mg 2e =mg 22h 2e =h 22al 8oh 6e =2alo 2 4h 2o6h 2o 6e =6oh 3h22al 2oh 2h 2o=2alo 2 3h23mgal4ad5 不行靠将两种金属电极连上电流表而构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而判定电子的流淌方向，再来确定原电池的正、负极解析1甲池中电池总反应方程式为mg h2so4=mgso 4h 2 ， mg 作负极，电极反应式为 mg 2e =mg 2 ， al 作正极，电极反应式为2h 2e =h2 ；(2) 乙池中电池总反应方程式为2al 2naoh 2h 2o=2naalo