2019学年高二化学选修4课堂演练：第1章第3节第1课时原电池的工作原理(鲁科版)

1、第 1 章 化学反应与能量转化第 3 节 化学能转化为电能一一电池第 1 课时原电池的工作原理- 课堂演练当堂达标课堂演练当堂达标-1.在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X 电极流向 Y电极。若 X 为铁，则 Y 可能是（）（）A .锌C .银D .铜解析：电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y 电极流向 X 电极，所以 Y 电极的金属活动性强于铁，故 Y 电极只能 为选项中的锌。答案：A2. 实验室用铁片、铜片和 AgNOs溶液组成原电池，则正极的电 极反应式为（）（）A.Fe 3e =Fe3+B.Fe 2e =Fe2+C.2H2O +O2+ 4e =40HD.Ag+ e

2、 =Ag解析：在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极。总反应为Fe+ 2AgNO3=2Ag + Fe（NO3）2，正极的电极反应为 Ag+ e=Ag,D 项准确。答案：D3. 下图为一原电池装置，下列叙述中准确的是（）（）盐桥（内號有琼脂的KC1 他和落港）瓯帥 4 溶液 CuSOq 溶液A .铜离子在铜片表面被还原B.盐桥中的 K+移向 ZnSO4溶液C .电流从锌片经导线流向铜片D .铜是正极，铜片上有气泡产生解析：该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较 不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向 铜电极（电流的方向与之相反），负极、正极的反应分别为负极：Z

3、n 2e =Zn2+，正极：Cu2+ + 2e =Cu;盐桥中的阳离子向正极区 CuSO4溶液中迁移，故 A 准确，B、C、D 错误。答案：A4. 100 mL 浓度为 2 mol L1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反 应速率，又不影响生成 H2的总量，可采用的方法是（）（）A .加入适量 6 mol L1的盐酸B.加入几滴 CuCl2溶液C .加入适量蒸馏水D .加入适量的 NaCI 溶液解析：Zn 置换出 CuCl2中的 Cu, Cu、Zn、稀盐酸构成原电池, 加快了反应速率，同时也不影响产生 H2的量。I电流表答案：B5.如图所示装置中，电流表 A 发生偏转，a 极逐渐变粗，同时 b极逐

4、渐变细，c 为电解质溶液，则 a、b、c 应是下列各组中的()()Lah.A. a 是 Zn、b 是 Cu、c 为稀 H2SO4B. a 是 Cu、b 是 Zn、c 为稀 H2SO4C. a 是 Fe、b 是 Ag、c 为 AgNO?溶液D. a 是 Ag、b 是 Fe、c 为 AgNO3溶液解析：原电池工作时，a 极逐渐变粗，同时 b 极逐渐变细，说明 b 极失去电子是负极，a 极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有 先于 H+放电的金属阳离子。答案：D6 .依据氧化还原反应：2Ag* (aq) + Cu(s)=Cu2+(aq) + 2Ag(s)设 计的原电池如图所示。请回答下列问题：(

5、1) 电极 X 的材料是_,电解质溶液 Y 是_。(2) 银电极为电池的 _，发生的电极反应为 _X 电极上发生的电极反应为 _。(3) 外电路中的电子是从 _电极流向_ 电极。解析：原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐 桥起到平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X 的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液 Y 是可溶性银盐，常用硝酸银。电极反应式 表示为：负极：Cu 2e=Cu2+，正极：2Ag* + 2d =2Ag,电子由 负极出发，经外电路流向正极。答案：（1）铜（或 Cu） AgNOs溶液（2）正 2Ag+ 2e =2Ag Cu 2e =Cu2+（3）负（Cu）正（Ag）课

6、后作业知能强化课后作业知能强化（时间：40 分钟分值：100 分）一、选择题（本题包括 6 个小题，每小题 8 分，共 48 分。每小题 只有一个选项符合题意）1. 下列说法准确的是（）（）A .构成原电池正极和负极的材料必须是金属B.在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C .实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应D .原电池能够把物质内部的能量全部转化为电能解析：构成原电池的电极材料能够是非金属如碳棒，所以 A 错。 在原电池中电子流出的一极失电子被氧化，所以 B 错。粗锌中含有杂 质可形成Zn Cu 原电池所以 C 对。能量转化率不可能达到 100% , 所以 D 错

7、。答案：C2. 下列各装置能形成原电池的是（）（）解析：判断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；能自发实行的氧化还原 反应。A 装置：因为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。答案：D3. 如图所示的装置中，在FeCli FeCb产生电流时，以下说法不准确的是（）（）A.Fe 是负极，C 是正极B.负极反应式为：Fe3e_=Fe3+C .内电

8、路中阴离子移向 FeCb 溶液D .电流由石墨电极流向 Fe 电极解析：Fe 与 C 作为原电池的电极，则 Fe 为负极，C 是正极。Fe 在负极发生氧化反应生成 Fe2+,所以 B 项错误，且左边烧杯中正电荷 增加，必然使盐桥中的阴离子移向 FeCl2溶液，电子由 Fe 电极流向石 墨电极，则电流由石墨电极流向 Fe 电极。答案：B4. 有 a、b、c、d 四个金属电极，相关的实验装置及部分实验现 象如下：实验装置部分实验现象1七：:址：地a 极质量减小；b 极质量增加业刮业刮1b 极有气体产生；c 极无变化1A 1巧巧T 11- i S bcdB. bcdaC. dabcD. abdc解析

9、：由第一个装置 a 极溶解，可知 a 极是负极，金属活动性 ab, 第二个装置依据氧化性、还原性的规律金属活动性 bc，故第三个装 置的金属活动性 dc,由第四个装置电流从 d,则电子从 dia,故 金属活动性 da。答案：C5. 向等质量的两份锌粉 a、b 中分别加入过量的稀硫酸，同时向 a 中加少量的 CuS04溶液，产生 出的体积 V（L）与时间 t（min）的关系如 下所示，准确的是（）（）解析：Zn + H2SO4=ZnSO4+ H2f，反应速率较快，若向 a 中 加入少量的 CuSO4溶液，则有：Zn + CuSO4=Cu + ZnSO4,消耗一 部分 Zn，生成的 Cu 附于 Z

10、n 上，又构成无数微小的 Cu Zn 原电池， 加快了 Zn的反应速率，所以 Zn 与稀硫酸反应时，加入 CuSO4则反 应速率加快，应先反应完，但因 Cu2+消耗了一定量的 Zn，生成 H2的 量要小于 b。答案：A6. 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，下列说法准确的是（）（）A .锌片溶解了 1 mol，铜片上析出 1 mol H2B.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 0.5 mol解析：在涉及原电池的相关计算中，关键是要把握住一点即两极 得

11、、失电子数相等。 利用这个特点， 我们从电极反应式看： 负极： Zn 2e =Zn2+;正极：2才才+ 2e =出出 f。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 准确。答案：A二、非选择题(本题包括 3 个小题，共 52 分) )7. (18 分)由锌片、铜片和 200 mL 稀 H2SO4组成的原电池如下图 所示。(1) 原电池的负极反应是 _，正极反应是_。(2) 电流的方向是_。(3) 段时间后，当在铜片上放出 1.68 L(标准状况) )气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消

12、耗 _ g 锌，有_ 电子通过了导线。解析： 由题意得产生 0 075 mol H2,通过 0 075 molx2= 0.15 mol 电子，消耗 0.075 mol Zn 和 0.075 mol H2SO4。所以 m(Zn) = 0.075 molX65 g mol=4.875 g,N(e )=0.15 molx6.02X1023mol=9.03X1022。答案：( (1)Zn 2e =Zn2+2H + 2e =H2f由 Cu 极流向 Zn 极( (3)4.875 9 03X10228. (16 分)A、B、C、D 四种金属按下表中的装置图实行实验装置irn-丨jRC1Cu!B乙11A现象二

13、价金属 A 持续溶解C 的质量增加A 上有气泡产生根据实验现象回答下列问题:装置甲中负极的电极反应是 _。(2) 装置乙中正极的电极反应是 _。(3) 装置丙中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”) )。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是 _ 。解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A 持续溶解，则 A 为负极、B 为正极，活动性 AB;乙中 C 极质量增加， 即析出 Cu，则 B 为负极，活动性 BC;丙中 A 上有气体即 H2产生， 则 A 为正极，活动性 DA，随着 H+的消耗，溶液 pH 逐渐变大。答案：(1)A 2e-=A2+(2)Cu2十+ 2e-=Cu(3)

14、变大(4) DABC9. (18 分)为了避免锌片与 Cu2+直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空:电流计I(1)此装置工作时，能够观察到的现象是反应式为(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成 _，铜和铜盐溶液组成ZnL1盐厂三桥三三_ ，中间通过盐桥连接起来。(3) 电池工作时，硫酸锌溶液中 so4向_ 动，硫酸铜溶液中 SO42向向_ 移动。(4) 此盐桥内为饱和 KCl 溶液，盐桥是通过 _移动来导电的。在工作时， K移向 _ 。解析：该装置为锌铜原电池， 总反应式为： ZnCu2=Cu Zn2，电池工作时，观察到 电流计指针发生偏转， 锌片持续溶解， 铜片上有红色物质析出，其中 Zn 与 ZnSO4溶液组成锌