第一节第1课时原电池的工作原理

第四章化学反应与电能第一节原电池第1课时原电池的工作原理A级必备知识基础练1.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是()2.理论上不能设计为原电池的化学反应是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH<0B.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l)ΔH<0C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH<0D.2FeCl3(aq)+Fe(s)3FeCl2(aq)ΔH<03.有关电化学知识的描述正确的是()A.CaO+H2OCa(OH)2,该反应可以放出大量的热,故可设计成原电池,把其中的化学能转化为电能B.某原电池反应为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含KCl饱和溶液的琼胶C.原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成D.从理论上讲,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池4.如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入M的浓溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑两球的浮力变化)()A.当M为CuSO4溶液、杠杆为导体时,A端低,B端高B.当M为AgNO3溶液、杠杆为导体时,A端高,B端低C.当M为盐酸、杠杆为导体时,A端高,B端低D.当M为CuSO4溶液、杠杆为绝缘体时,A端低、B端高5.某原电池装置如图所示。下列有关叙述正确的是()盐桥中装有KCl饱和溶液的琼胶A.电池工作中,盐桥中的Cl向负极移动B.负极电极反应式:2H++2eH2↑C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变D.Fe为正极,发生氧化反应6.a、b两个烧杯中均盛有100mL等浓度的稀硫酸,将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中,同时向a中加入少量CuSO4溶液,下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是()7.将铜片和银片用导线连接插入硝酸银溶液中,当线路中有0.2mol的电子发生转移时,负极质量的变化是()A.增加6.4g B.增加2.16gC.减轻6.4g D.减轻2.16g8.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,设计了如图装置,按要求回答下列问题:(1)此装置工作时,可以观察到的现象是,电池总反应为。

(2)电池工作时,硫酸锌溶液中SO42-移向,硫酸铜溶液中SO(3)此盐桥内为饱和KCl溶液,盐桥是通过的定向移动来导电的。在工作时,K+移向。

B级关键能力提升练以下选择题中有一个或两个选项符合题目要求9.图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是()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,并使两边溶液保持电中性D.乙中有1molCo发生溶解时,正极有108gAg析出10.如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述正确的是()A.电极Ⅰ上发生还原反应,该电极为原电池的正极B.电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2eCuC.该原电池的总反应为2Fe3++CuCu2++2Fe2+D.盐桥中装有含琼脂的氯化钾饱和溶液,其作用是传递电子11.通过控制合适的反应条件,将反应2Fe3++2I2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是()A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流表读数为零后,向甲中加入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极12.原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法错误的是()A.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池,负极反应式为Cu2eCu2+B.由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池,负极反应式为Al3eAl3+C.由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池,负极反应式为Mg2eMg2+D.由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池,负极反应式为Cu2eCu2+C级学科素养拔高练13.已知反应AsO43-+2I+2H+AsO33-+I2+H2(Ⅰ)向右侧烧杯内逐滴加入浓盐酸,发现电流表指针偏转;(Ⅱ)若改向右侧烧杯中滴加40%NaOH溶液,发现电流表指针与(Ⅰ)实验的偏转方向相反。请回答下列问题:(1)两次操作中指针发生偏转的原因是。

(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反?试用化学平衡移动原理解释。

(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的电极反应式为。

(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的电极反应式为。

第1课时原电池的工作原理1.A装置B、C中无化学反应发生;D不能形成闭合回路;只有A能形成原电池,铜电极上有氢气产生。2.B原电池反应均是自发进行的放热的氧化还原反应,选项A、C、D均属氧化还原反应,理论上可以设计成原电池,而选项B是非氧化还原反应,不能设计成原电池。3.DCaO+H2OCa(OH)2不是氧化还原反应,A错误;KCl溶液和AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生,B错误;作电极的不一定是金属,如石墨棒也可作电极,C错误。4.A杠杆为导体时,该装置形成原电池,Fe为负极、Cu为正极,A、B、C项中Fe均会溶解,质量减轻,所以B端高。杠杆为绝缘体时,不形成原电池,D项中只在铁球上发生Fe+Cu2+Fe2++Cu的反应,铁球质量增加,B端低。5.A根据原电池工作原理,盐桥中阴离子向负极移动,所以Cl向负极移动,故A正确;铁为负极:Fe2eFe2+,正极电极反应式为2H++2eH2↑,故B错误;左烧杯中pH基本不变,右烧杯中消耗H+,c(H+)减小,pH增大,故C错误;总反应式为Fe+2H+Fe2++H2↑,铁为负极,发生氧化反应,故D错误。6.B硫酸的物质的量相等,锌粉过量,生成的H2的量由硫酸的物质的量决定。a中部分Zn与CuSO4溶液发生反应置换出Cu并形成“Zn|硫酸|Cu”原电池,反应速率加快,但两种情况产生的H2的体积相等。7.C构成的原电池中负极是单质铜,铜失去电子变成铜离子进入溶液,1molCu失去2mol电子,所以当线路中有0.2mol的电子发生转移时,负极有0.1molCu失去电子变成Cu2+进入溶液,质量减轻6.4g。8.答案(1)锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质析出,电流表指针发生偏转Zn+Cu2+Zn2++Cu(2)锌电极(或负极)盐桥(3)离子正极区(或CuSO4溶液)解析(1)该装置为锌铜原电池,总反应式为Zn+Cu2+Cu+Zn2+,电池工作时,观察到①锌片不断溶解,②铜片上有红色物质析出,③电流表指针发生偏转。(2)电池工作时,ZnSO4溶液中SO42-向锌电极(或负极)移动,CuSO4溶液中(3)盐桥中,K+向正极区(或CuSO4溶液)移动,Cl向负极区(或ZnSO4溶液)移动,这样依靠离子的定向移动形成闭合回路而导电。9.BD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;乙中有1molCo发生溶解时,电路中转移2mol电子,则正极析出2molAg,质量为216g,D说法错误。10.AC电极Ⅰ上Fe3+得到电子发生还原反应,该电极为原电池的正极,A项正确;电极Ⅱ为原电池的负极,发生氧化反应,即Cu2eCu2+,B项错误;该装置中发生的氧化还原反应为Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,C项正确;盐桥中的电解质电离出的离子发生定向移动进而形成电流,即盐桥中移动的是离子,D项错误。11.D由题图并结合原电池原理分析可知,Fe3+得到电子变为Fe2+,被还原,I失去电子变为I2,被氧化,A、B项正确;电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态,C项正确;向甲中加入FeCl2固体,平衡2Fe3++2I2Fe2++I2向逆反应方向移动,此时Fe2+被氧化,I2被还原,故甲中石墨电极为负极,乙中石墨电极为正极,D项错误。12.AC铁比铜活泼,铁为负极,负极反应式为Fe2eFe2+,故A错误;铝比铜活泼,铝为负极,负极反应式为Al3eAl3+,故B正确;虽然镁比铝活泼,但镁不与氢氧化钠溶液反应,因此铝为负极,负极反应式为Al+4OH3eAlO2-+2H2O,故C错误;Al与浓硝酸发生钝化反应,则铜为负极,负极反应式为Cu2eCu2+,故D正确。13.答案(1)两次操作中均能形成原电池,化学能转化成电能(2)(Ⅰ)加酸,c(H+)增大,平衡正向移动,AsO43-得电子,I失电子,所以C1极是负极,C2极是正极。(Ⅱ)加碱,c(OH)增大,平衡逆向移动,AsO33-失电子,I2得电子,此时,