人教版高中化学选择性必修第一册第4章化学反应与电能第1节第1课时原电池的工作原理作业含解析

1、第1课时 原电池的工作原理A级基础达标练一、选择题1某化学兴趣小组利用反应Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(D)AZn为负极，发生还原反应Bb电极反应式为2Fe32e=2Fe2C电子流动方向是a电极FeCl3溶液b电极D电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜解析：Zn为负极，发生氧化反应，A项错；因Cl向负极移动，b是负极，a是正极，Fe3在a极上发生还原反应，2Fe32e=2Fe2，B项错误；电子由负极沿导线流向正极，电子不能通过电解质溶液，C项错误；正极材料本身不参与反应，可以选石墨、铂电极、也可选比锌活泼性差的铜，D项正确。2

2、有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)(C)A铜片上发生氧化反应B取出盐桥后，电流计依然发生偏转C反应中，盐桥中的K会移向CuSO4溶液D反应前后铜片质量不改变解析：Cu为正极，发生还原反应，A项错；取出盐桥后，原电池断路，电流计指针不偏转，B项错；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中K会向CuSO4溶液移动，C项正确；Cu极上的反应为Cu22e=Cu，正极上析出铜，使铜片质量增加，D项错误。3有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增加b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极

3、有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极由此可判断这两种金属的活动性顺序是(C)AdacbBbcdaCdabcDabdc解析：原电池中较活泼的金属是负极，失电子发生氧化反应，溶液中阳离子移向正极，得电子发生还原反应。a极质量减小，b极质量增加，a是负极，b是正极，金属性ab；b极有气体，c极无变化，说明金属性bc；d极溶解，c极有气体，说明d是负极，金属性dc；a、d构成的原电池中，电流从a极流向d极，说明a作正极，金属性da，所以金属活动性dabc，选C。4在探究柠檬电池的工作原理时，某课外小组同学发现：当按图所示连接一个柠檬时，二极管不发光；按图所示连接几个柠檬时，二极管发光。下列说

4、法不正确的是(A)A图中二极管不发光，说明该装置不构成原电池B图中铁环为负极、铜线为正极，负极的电极反应为Fe2e=Fe2C图中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小D图中所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和解析：A项，图所示，符合构成原电池的条件，连接一个柠檬，二极管不发光是因为单个柠檬电池提供的电压较小，错误；B项，图中活泼金属铁作负极，不活泼金属铜作正极，负极的电极反应为Fe2e=Fe2，正确；C项，图中构成原电池，二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小，正确；D项，图中四个柠檬电池为串联关系，所得的电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和，正确。二、非选择题5能源是现代社

5、会发展的三大支柱之一，化学在提高能源的利用率和开发新能源中起到了重要的作用。电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。(1)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是_C_(填字母)。(2)写出该装置正极反应的电极反应式_2H2e=H2_。(3)该装置中溶液里的阴离子移向_Zn_(填电极的化学式)极。(4)若装置中转移了0.2 mol电子，则理论上溶液增加的质量是_6.3_g_。解析：(1)原电池的构成条件：有两个活泼性不同的电极，将电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发地进行氧化还原反应，C装置符合构成原电池的条件，故C正确。(2)C装置中Ag作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，其电极反

6、应式为2H2e=H2。(3)阴离子移向负极锌。(4)装置中转移了0.2 mol电子，根据总反应：Zn2H=Zn2H2，则理论上溶液质量增重0.165 g0.12 g6.3 g。6(1)控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。请回答下列问题：反应开始时，乙中石墨电极上发生_氧化_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_2I2e=I2_。甲中石墨电极上发生_还原_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_2Fe32e=2Fe2_。电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作_正_(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_I

7、22e=2I_。(2)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_O24e4H=2H2O_。解析：(1)根据反应2Fe32I=2Fe2I2，原电池的电极反应：负极2I2e=I2，发生氧化反应；正极2Fe32e=2Fe2，发生还原反应。反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应；当电流表读数为0时反应已平衡，此时，在甲中加入FeCl2固体，反应2Fe32I2Fe2I2向左移动。因此，右侧石墨作正极，电极反应式为I22e=2I；左侧石墨作负极，电极反应式为2Fe22e=2Fe3。(2)Cu作负极，O2在正极上得电子：O24e4H=2

8、H2O。7食物在空气中因为与氧气反应而腐败变质，尤其是坚果类的食品，由于其含有大量的不饱和脂肪酸，在空气中更容易与氧气反应，并且变质的同时还会产生致癌物质。同时，坚果还能够吸收空气中的水蒸气而受潮变软影响口感。食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、活性炭和氯化钠等按照一定比例组成的混合物，可同时吸收氧气和水，延长食品保质期。产品属性/PRODUCP ATTRIBUTE名称：食品用脱氧剂型号：50型300粒成分：还原铁粉、生石灰、水、食盐、活性炭类别：自立型标准吸氧量：50 mL保质期：两年(1)“双吸剂”中起到吸水作用的物质是_生石灰_。(2)“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应。

9、写出正极材料、负极材料及电极反应。(3)“双吸剂”过一段时间由灰黑色变成红色，红色物质的主要成分是什么？解析：(1)生石灰。(2)正极为活性炭，电极反应为：O24e2H2O=4OH；负极为铁粉，电极反应为：Fe2e=Fe2。(3)Fe2O3。B级能力提升练一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1下列装置不可以组成原电池的是(C)解析：C中的装置没有形成闭合回路。2下列关于实验现象的描述不正确的是(CD)A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B把镁条和铝条紧靠在一起浸入氢氧化钠溶液中，镁条表面出现气泡C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D把锌粒放入盛有稀盐

10、酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率减少解析：选项A形成原电池，铜片作正极，表面出现氢气泡；选项B也形成原电池，但在强碱性溶液中，铝可以反应，镁不能，铝失去电子作负极，镁作正极，表面出现氢气泡；C选项铜片把三价铁离子还原为亚铁离子，不能置换出金属铁；D选项锌能置换出铜，锌、铜形成无数微小原电池，增大气泡放出速率。3将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(CD)A两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产生气泡的速率甲比乙大解析：图甲是一个原电池装置，负极(Zn)：Zn2e=Zn2，正极(Cu)：2H2

11、e=H2，形成原电池能增大产生氢气的速率；图乙中，Zn直接与稀硫酸反应生成H2：Zn2H=Zn2H2，甲、乙两烧杯中H2SO4均被消耗，溶液的pH均增大。4图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(BC)A甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)Co2(aq)=Co(s)Cd2(aq)B反应2Ag(s)Cd2(aq)=Cd(s)2Ag(aq)能够发生C盐桥的作用是形成闭合回路，并传导电子D乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出解析：由甲可知，Cd的活动性强于Co，由乙可知，Co的活动性强于Ag，即Cd的活动性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误；盐桥中电子不能通

12、过，C项错误。5如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(C)A外电路的电流方向为：X外电路YB若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC若两电极都是金属，则它们的活动性为XYDX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应解析：由图可知，电子的流动方向是X外电路Y，则电流的方向就为Y外电路X；X为原电池的负极，Y为正极；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。二、非选择题6(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：_Zn2e=Zn2_；银片上发生的电极反应：_2H2

13、e=H2_。(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：产生氢气的体积(标准状况)；通过导线的电量。(已知NA6.021023 mol1,1个电子所带的电量为1.601019C)答：产生氢气的体积是4.48 L；通过导线的电量为3.85104C。解析：(1)锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，锌片作负极，失电子发生反应：Zn2e=Zn2；溶液中H在正极上得电子。(2)锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气在标准状况下的体积为x。Zn2H=Zn2H265 g22.4 L60 g47 g13 gxx13 g

14、22.4 L65 g4.48 L反应消耗的锌的物质的量为：13 g65 gmol10.2 mol通过导线的电量为：0.20 mol26.021023 mol11.601019C3.85104C7某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按下图所示装置进行实验并得到下表实验结果：实验序号AB烧杯中的液体灵敏电流计指针有无偏转1ZnZn乙醇无2ZnCu稀硫酸有3ZnZn稀硫酸无4ZnCu苯无5CuC氯化钠溶液有6MgAl氢氧化钠溶液有分析上述实验，回答下列问题：(1)实验2中电流由_B_(填“A”或“B”，下同)极流向_A_极。(2)实验6中电子由B极流向A极，表明负极是_铝_(填“镁”或“铝”)电极。(3)实验5表明_B_。A铜在潮湿空气中不会被腐蚀B铜的腐蚀是自发进行的(4)分析上表有关信息，下列说法不正确的是_A_。A相对活泼的金属一定作负极B失去电子的电极是负极C烧杯中的液体