高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础 第4章第1节

第四章第一节基础巩固1．有a、b、c、d四个金属电极，有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极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是eq\x(导学号68732670)(C)A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c解析：由第一个装置可知a极溶解，故a极是负极，可知金属活动性a>b；第二个装置依据氧化性，还原性的规律可知金属活动性b>c；由第三个装置得金属活动性d>c；第四个装置电子从d→a；故金属活动性d>a。2．理论上不能设计为原电池的化学反应是eq\x(导学号68732671)(B)A．CH4(g)＋2O2(g)eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)ΔH<0C．2H2(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O(l)ΔH<0D．2FeCl3(l)＋Fe(s)=3FeCl2(l)ΔH<0解析：原电池反应均是氧化还原反应，A、C、D均属氧化还原反应，理论上可以设计成原电池，而B是非氧化还原反应，不能设计成原电池。3．100mL2mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是eq\x(导学号68732672)(B)A．加入适量的6mol/L的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液C．加入适量蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液解析：A项，加入6mol·L－1的盐酸，会使产生的H2总量增加；B项，加入CuCl2溶液后，Zn置换出Cu，Cu附着在Zn上，形成原电池，加快反应速率；C、D两项，蒸馏水和NaCl溶液都会稀释原盐酸溶液，使反应速率减慢。4．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，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eq\x(导学号68732673)(C)MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸溶液C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液解析：N棒变细，说明被腐蚀，N极活泼性大于M极，A、D均不合题意。M棒变粗，说明有金属单质析出，B不合题意。5．(双选)某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是eq\x(导学号68732674)(CD)A．装置Ⅰ，铜片上有O2逸出B．装置Ⅰ，锌片溶解，发生还原反应C．装置Ⅱ，电池反应为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuD．装置Ⅱ，外电路中，电子从锌电极流向铜电极解析：装置Ⅰ，铜片为正极，发生反应：2H＋＋2e－=H2↑，逸出H2，A项错误；装置Ⅰ，锌片为负极，发生氧化反应，B项错误；装置Ⅱ的电池反应实质为Zn和CuSO4的置换反应，C项正确；装置Ⅱ，Zn为负极，Cu为正极，电子从锌电极流出经导线流向铜电极，D项正确。6．如图所示的装置，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是eq\x(导学号68732675)(D)A．铁圈和银圈左右摇摆不定 B．保持平衡状况C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜解析：滴入CuSO4溶液后，形成原电池，Fe作负极，Ag作正极，在铁圈上：Fe－2e－=Fe2＋，使铁圈质量减少；在Ag圈上：Cu2＋＋2e－=Cu，生成的Cu附着在Ag上，使Ag圈质量增多，所以银圈向下倾斜。7．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计原电池如图所示，其中盐桥为琼脂—饱和KNO3盐桥。请回答下列问题：eq\x(导学号68732676)(1)电极X的材料是__Cu__；电解质溶液Y是__AgNO3溶液__。(2)银电极为电池的__正__极，写出两电极的电极反应式：银电极：__2Ag＋＋2e－=2Ag__；X电极：__Cu－2e－=Cu2＋__。(3)外电路中电子是从__Cu__电极流向__Ag__电极。(4)盐桥中向CuSO4溶液迁移的离子是__B__(填序号)。A．K＋ B．NOeq\o\al(－,3)C．Ag＋ D．SOeq\o\al(2－,4)解析：由方程式可知铜的价态升高发生氧化反应，应该是原电池的负极，所以X是铜，电极反应式为：Cu－2e－=Cu2＋；2Ag＋＋2e－=2Ag价态降低，发生还原反应，电极反应式为：2Ag＋2e－=2Ag；外电路的电子由铜片流向银片。盐桥中的K＋移向正极(Ag极)，NOeq\o\al(－,3)移向负极(Cu极)。8．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：eq\x(导学号68732677)方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为__Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑__。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：__2H＋＋2e－=H2↑__；负极反应式：__Fe－2e－=Fe2＋__。方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案I、Ⅱ不能雷同)：__把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质(合理即可)__，用离子方程式表示其反应原理：__Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋__。素能拓展1．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，关于该装置的下列说法正确的是eq\x(导学号68732678)(D)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Fe，Y为碳棒，B错；负极上失去电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，C错；若两电极均为金属，活泼金属作负极，故有活动性X>Y。2．某同学根据离子反应方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是eq\x(导学号68732679)(B)A．电极材料为Fe和Zn，电解质溶液为FeCl3溶液B．电极材料为Fe和石墨，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C．电极材料为Fe和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液D．电极材料为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液解析：据反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋知，负极发生氧化反应的是Fe－2e－=Fe2＋，因此Fe作负极，正极应是活泼性比Fe弱的金属或碳棒，电解质溶液应是可溶性铁盐，B合适。3．下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：eq\x(\a\al(卡片：时间：实验后的记录：,①Zn为正极，Cu为负极,②H＋向负极移动,③电子流动方向为Zn→Cu,④Cu极有H2产生,⑤若有1mol电子流过导线，则产生的H2为mol,⑥正极反应式：Zn－2e－=Zn2＋))卡片上的描述合理的是eq\x(导学号68732680)(B)A．①②③ B．③④⑤C．①⑤⑥ D．②③④解析：构成原电池的正极是Cu，负极是Zn，故①错误；电子从负极Zn流出，流向正极Cu，H＋向正极移动，在Cu上得电子：2H＋＋2e－=H2↑，故②错误，③、④正确；此原电池负极上发生的反应是Zn－2e－=Zn2＋，⑥错误；总反应方程式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，当有1mol电子通过时，产生H2为mol。故⑤正确。4．按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则y轴应表示eq\x(导学号68732681)(D)①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的质量A．①③ B．③④C．①②④ D．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。5．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是eq\x(导学号68732682)(C)A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：题中所述锌铜原电池中，Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋；Cu为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e=Cu，发生还原反应。Zn2＋通过阳离子交换膜向正极移动；乙池溶液中消耗的Cu2＋与由甲池迁移过来的Zn2＋的物质的量相同，则乙池溶液质量增加。溶液中的阴离子无法通过阳离子交换膜。故选C。6．某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。下列叙述不正确的是eq\x(导学号68732683)(D)A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b用导线连接时，SOeq\o\al(2－,4)向铜电极移动解析：a和b不连接时，不能构成原电池。铁与铜发生置换反应，生成的铜附着在铁片上，A项正确；a和b用导线连接，构成原电池，溶液中的Cu2＋得到电子生成铜在铜片上析出，B项正确；无论a和b是否连接，都是铁片不断溶解生成Fe2＋，溶液中的Cu2＋不断得到电子生成Cu，溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a和b连接时，构成原电池，阴离子向负极移动，D项错误。7．Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是eq\x(导学号68732684)(C)A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应C．石墨电极附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正极移动解析：在原电池中活泼金属做负极，A错；H2O2具有强氧化性，在反应过程中发生还原反应，B错；石墨电极为电解池的正极，电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O，电极附近溶液pH增大，C正确；原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，D错。8．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1稀H2SO4中，乙同学将电极放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。eq\x(导学号68732685)(1)写出甲池中发生的有关电极反应式：负极__Mg－2e－=Mg2＋，正极__2H＋＋2e－=H2↑。(2)乙池中负极为__Al__。正极发生__还原__反应，总反应离子方程式为__2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑__。(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出__Mg__活动性更强，而乙会判断出__Al__活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验，可得到如下哪些结论？__A、D__。A．利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值D．该实验说明化学研究对象复杂，反应条件多变，应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正负极”，这种做法__不可靠__(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正负极可行的实验方案__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，从而判断电子的流动方向，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=MgSO4＋H2↑；Mg作负极，电极反应式为