高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础第一节原电池 第一节原电池课时作业18

课时作业(十八)一、选择题1．2023年1月，28年来同期最冷天气使我国北方地区的“暖宝宝”成为紧俏商品。暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当()原材料名：铁粉、水、活性炭、蛭石、食盐A．负极B．正极C．阴极D．阳极解析：铁—活性炭—食盐构成的原电池中，铁作负极。答案：A2．关于下图装置的叙述，正确的是()A．铜是负极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少C．电流从锌片经导线流向铜片D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2答案：D3．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，下列关于该装置的说法正确的是()A．外电路的电流方向为X→外电路→YB．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为FeC．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y解析：由图示电子流向知X为负极，Y为正极，则电流方向为Y→外电路→X，故A错；若两电极分别为Fe和碳棒，则X为铁，Y为碳棒，B错；负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，C错；若两电极均为金属，活泼金属作负极，故有活动性X>Y。答案：D4．如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜锌稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析：本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D项，由M棒变粗，可知B项不正确。答案：C5．按下图装置实验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示()①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的质量A．①③B．③④C．①②④D．②解析：在这个原电池中，负极：Fe－2e－=Fe2＋，正极：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NOeq\o\al(－,3))不变。答案：D6．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是()A．原电池中失去电子的一极为负极B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C．原电池中相对活泼的一极为正极D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极答案：C7．对于原电池的电极名称，叙述错误的是()A．发生氧化反应的一极为负极B．正极为电子流入的一极C．比较不活泼的金属为负极D．电流流出的一极为正极答案：C8．在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是()A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极D．a极上发生了氧化反应解析：本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活动性a>b(碳棒)，所以a为原电池的负极，b为正极。电极反应式：a(负)极：a－ne－=an＋(氧化反应)b(正)极：nH＋＋ne－=eq\f(n,2)H2↑(还原反应)由于正极放电消耗H＋，溶液中c(H＋)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经检流计G流向b极。答案：B9．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是()A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－=Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋解析：原电池正、负极的判断不能完全依赖金属的活动性，因为可能会出现特殊情况：浓硝酸使铁、铝钝化；铝与NaOH溶液反应，而镁不能与NaOH溶液反应等。答案：C10．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A．正极反应为Zn－2e－=Zn2＋B．电池反应为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuC．在外电路中，电流从负极流向正极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液解析：在原电池中，相对活泼的金属材料作负极，相对不活泼的金属材料作正极，负极反应为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，因Zn失电子生成Zn2＋，为使ZnSO4溶液保持电中性，盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液。答案：B11．(2023·安徽亳州抽考)某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是()A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池D．银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池解析：铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中，锌片作负极，电池反应为Zn＋2Fe3＋=Zn2＋＋2Fe2＋。答案：C12．锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A．Li是正极，电极反应为Li－e－=Li＋B．Li是负极，电极反应为Li－e－=Li＋C．MnO2是负极，电极反应为MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)D．Li是负极，电极反应为Li－2e－=Li2＋解析：由总反应eq\o(Li,\s\up6(0))＋eq\o(Mn,\s\up6(＋4))O2=eq\o(Li,\s\up6(＋1))eq\o(Mn,\s\up6(＋3))O2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－=Li＋，MnO2在正极上反应，电极反应为MnO2＋e－=MnOeq\o\al(－,2)。答案：B二、非选择题13．(1)事实证明，原电池中发生的反应通常是放热反应。利用下列化学反应可以设计成原电池的是________________________。A．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH>0B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH<0C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH<0D．CaCO3(s)＋2HCl(aq)=CaCl2(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)ΔH<0E．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0(2)有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断A、B、C、D的活动性由强到弱的顺序是________。解析：(1)原电池是自发进行的氧化还原反应，由条件知反应通常是放热反应，A为吸热反应，B、D不是氧化还原反应，选C、E。(2)本题考查原电池原理的应用。根据原电池原理：活动性不同的金属组成原电池时，活泼金属作负极，失电子，发生氧化反应，较不活泼的金属作正极，据此可以判断金属活动性的强弱。活泼金属作负极，被腐蚀，所以活动性A>B；A、D与等浓度盐酸反应时D比A反应剧烈，说明活动性D>A；铜与B的盐溶液不反应，但铜可置换出C，说明活动性B>C。即活动性由强到弱的顺序为D>A>B>C。答案：(1)CE(2)D>A>B>C14．由锌片、铜片和200mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。(1)原电池的负极反应是________________________________________________________________________，正极反应是________________________________________________________________________。(2)电流的方向是________________________________________________________________________。(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g锌，有________个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。解析：产生molH2，通过mol×2＝mol电子，消耗molZn和molH2SO4。所以m(Zn)＝mol×65g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝mol××1023mol－1＝×1022，c(H2SO4)＝eq\fmol×2,L)＝mol·L－1。答案：(1)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)由Cu极流向Zn极(3)×1022mol·L－115．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是____________；电解质溶液Y是____________；(2)银电极为电池的________极，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：由氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)可知，可以选用Cu－Ag－AgNO3(aq)构成简易的原电池。因此题图中电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是AgNO3(aq)，正极为Ag，正极上发生的反应为Ag＋＋e－=Ag↓。负极为Cu，负极上发生的反应为Cu－2e－=Cu2＋。在外电路，电子由负极流向正极，即从X(Cu)电极流向Ag电极。答案：(1)CuAgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－=Ag(或2Ag＋＋2e－=2Ag)Cu－2e－=Cu2＋(3)Cu(负)Ag(正)16．现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池________。(2)如果不能，说明其原因________________________。(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：负极：________，________，________。正极：________，________，________。若导线上转移电子1mol，则正极质量增加________g，电解质溶液是________。解析：(1)只有自发