2024-2025学年课时作业人教版化学选择性必修1课时作业172

课时作业17原电池的工作原理1．将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入相同浓度的稀硫酸中，一段时间后，下列叙述正确的是()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.甲中产生气泡的反应速率比乙中的慢2．某原电池的总反应的离子方程式是Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag，该原电池的组成正确的是()ABCD正极FePtAgAg负极AgCuFeFe电解质溶液AgNO3H2SO4AgNO3FeCl23.将等质量的两份锌粉装入A、B两试管中，分别加入过量的稀硫酸，并向A试管中加入少量CuSO4溶液。下列图像表示产生H2的体积V(相同状况下)与时间t的关系，其中正确的是()4．[2022·安徽芜湖高二期末]研究人员研制出一种新型储备电源——锂水电池(结构如图，高硅铸铁为惰性辅助电极)，使用时加入水即可放电。下列关于该电池工作时的说法正确的是()A．OH－向高硅铸铁电极移动B．高硅铸铁电极上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑C．负极的电极反应式为Li－e－=Li＋D．电流方向：锂电极→导线→高硅铸铁电极5．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④6．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，下列有关叙述中正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池中的c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(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7．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－⇌2Fe2＋＋I2设计成下图所示的原电池，已知KI溶液过量。下列判断正确的是()A.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋发生氧化反应B．反应开始时，乙中石墨电极的反应式：I2＋2e－=2I－C.电流计读数为零时，在甲中加入KSCN溶液，出现血红色D．电流计读数为零时，反应处于停止状态8．某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。盐桥中装有含K2SO4饱和溶液的琼胶，装置如图所示。下列叙述正确的是()A．乙烧杯中发生氧化反应B．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小C．电池工作时，盐桥中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))移向甲烧杯D．外电路的电流方向是从b到a9．[2022·湖北重点中学高二联考]银锌纽扣电池，其电池的电池反应式为Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag，下列说法不正确的是()A．负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2B．正极发生还原反应C.电池工作时，电流从Ag2O流向ZnD．电池工作时，溶液中的OH－向正极移动10．有关下图装置的说法中正确的是()A．氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应B．乙池中电极反应式为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2OC．当铜棒质量减少6.4g时，甲池溶液质量增加6.4gD．当铜棒质量减少6.4g时，向乙池密封管中通入标准状况下2.24LO2，将使气体全部溶于水11．某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：(1)反应过程中，________棒质量减少。(2)负极的电极反应式为________________________________________________________________________。(3)反应过程中，当其中一个电极质量增加2g时，另一电极减轻的质量________(填“大于”“小于”或“等于”)2g。(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))和Cl－，使两烧杯溶液中保持电荷守恒。①反应过程中NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))将进入________烧杯(填“甲”或“乙”)。②当外电路中转移0.2mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子是________。12．(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表。锌片上发生的电极反应为________________________________________________________________________；银片上发生的电极反应为________________________________________________________________________。(2)若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净经干燥后称重，总质量为47g，试计算：①产生氢气的体积(标准状况下)为________；②通过导线的总电量为________________________________________________________________________。(已知NA＝6.02×1023mol－1，1个电子所带的电荷量为1.60×10－19C，结果保留三位有效数字)13．将反应IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋5I－＋6H＋⇌3I2＋3H2O设计成如图所示的原电池。(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针向右偏转，此时甲池中发生的电极反应式为________________________，工作过程中关于电流计的读数，下列说法正确的是________(填字母)。a．电流计读数逐渐减小b．电流计读数有可能变为0c．电流计读数一直不变d．电流计的读数逐渐增大(2)如果在加浓硫酸前，甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，则溶液变蓝的烧杯是________(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。(3)工作一段时间后，如果再向甲烧杯中滴入浓NaOH溶液，此时乙池中发生的电极反应式为______________________________，电流计指针向________(填“左”或“右”)偏转。14．甲、乙两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质。甲、乙同学设计的原电池如下图所示，请回答下列问题：(1)a池中正极上的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)b池中总反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________。(3)该实验证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池正负极”，这种做法________(填“可靠”或“不可靠”)，若不可靠，请提出另一种判断原电池正负极的可行方案________________________________________________________________________________________________________________________________________________(若你认为可靠，此空可不作答)。(4)一段时间后，乙学生将b池两极取出，然后取少许b池溶液于烧杯中，向其中逐滴滴加6mol·L－1H2SO4溶液直至过量，可能观察到的现象是_________________________________________________________________________，各阶段对应的离子方程式分别是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。课时作业17原电池的工作原理1．解析：甲中形成了原电池，氢气在铜极放出，而乙不能形成闭合回路，不能产生电流，铜片不是负极，A、B项错误；甲中产生气泡的反应速率比乙中的快，因为甲中锌失去的电子流向铜，铜周围生成氢气，乙中只是锌参加反应，反应过程中会使锌片周围产生大量的ZnSO4，H＋浓度下降，从而使反应速率减小，D项错误。答案：C2．解析：对该反应进行分析知负极为Fe，则正极的活泼性比Fe差，溶液中阳离子为Ag＋，对照各选项只有选项C符合。答案：C3．解析：试管中加入少量CuSO4溶液。发生反应Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4，则Cu、Zn、稀硫酸构成原电池，加快产生H2的速率，但由于A试管中有少量Zn与CuSO4发生反应生成Cu，故A试管中参加反应生成H2的Zn比B试管中少，则A试管中产生H2的体积比B试管中小。答案：D4．解析：A错，锂电极是负极，高硅铸铁电极是正极，电解质溶液中阴离子向负极移动，则OH－向锂电极移动。B错，电解质溶液是LiOH溶液，溶液呈碱性，则高硅铸铁电极上发生的反应为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑。C对，Li电极是负极，Li失电子被氧化，电极反应式为Li－e－=Li＋。D错，电流由正极流出，经导线流入负极，故电流方向：高硅铸铁电极→导线→锂电极。答案：C5．解析：①②相连时，外电路电流从正极流向负极，则活动性：①大于②；①③相连时，③为正极，则活动性：①大于③；②④相连时，②上生成H2为正极，则活动性：④大于②；③④相连时，③的质量减少为负极，则活动性：③大于④。据上述分析，活动性①>②，①>③，④>②，③>④，故活动性由大到小顺序是①>③>④>②。答案：B6．解析：活泼金属锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；电池工作一段时间后，甲池中的c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))不变，故B错误；铜电极上发生电极反应Cu2＋＋2e－=Cu，同时Zn2＋通过阳离子交换膜从甲池移向乙池，由电荷守恒可知，乙池中每析出1molCu，则有1molZn2＋从甲池移向乙池，因为M(Zn)＞M(Cu)，所以乙池溶液总质量增加，故C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过阳离子交换膜，故D错误。答案：C7．解析：根据所给原电池的反应可知，Fe3＋在正极发生还原反应，甲池中存在Fe3＋，故A错误；乙池中的电极为负极，失电子的物质是I－，B错误；此反应是可逆反应，电流计的读数为零时说明反应处于平衡状态，但c(Fe3＋)≠0，故C正确，D错误。答案：C8．解析：由2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O可知，Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子，则乙中石墨为负极，甲中石墨为正极。乙烧杯中Fe2＋失电子发生氧化反应，故A项正确；甲烧杯中MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))得电子发生还原反应，电极反应式为MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，因消耗H＋而使溶液pH增大，故B项错误；在原电池内电路中，阴离子向负极移动，则盐桥中的SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))移向乙烧杯，故C项错误；在外电路中，电流由正极流向负极，即从a流向b，故D项错误。答案：A9．解析：银锌纽扣电池中Zn作负极，失去电子生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2，A正确；Ag2O电极作正极，得电子发生还原反应生成Ag，B正确；原电池工作时电子由负极流向正极，电流由正极Ag2O流向负极Zn，C正确；原电池工作时电解质溶液中阴离子移向负极，即溶液中的OH－向负极Zn移动，D错误。答案：D10．解析：A项，该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))得到电子，电极反应式为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O，B项正确；C项，当铜棒质量减少6.4g(即0.1mol)时，甲池溶液中Cu2＋增加0.1mol，但由于盐桥中Cl－向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4g，C项错误；D项，当铜棒质量减少6.4g(即0.1mol)时，转移电子的物质的量是0.2mol，所以根据电极反应式NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2mol，则根据反应式4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05mol，其在标准状况下的体积是1.12L，D项错误。答案：B11．解析：(3)转移0.2mol电子时，铜棒质量增加6.4g，锌棒质量减少6.5g，故反应过程中，当铜电极质量增加2g时，另一电极减少的质量大于2g。(4)反应过程中，为了保持溶液的电中性，Cl－将进入甲烧杯，NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))进入乙烧杯。当外电路中转移0.2mol电子时，乙烧杯中有0.1molCu2＋消耗，还剩余0.1molCu2＋，有0.2molNHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))。答案：(1)锌(2)Zn－2e－=Zn2＋(3)大于(4)①乙②NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))12．解析：(1)该原电池中锌片作负极，电极反应为Zn－2e－=Zn2＋；银片作正极，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑。(2)由电极反应不难看出该电池中溶解Zn和产生H2的物质的量之比为1∶1。①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，m(Zn)＝60g－47g＝13g，设产生的氢气在标准状况下的体积为x。Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑65g22.4L13gx解得x＝4.48L。②通过导线的总电量＝eq\f(13g,65g·mol－1)×2×6.02×1023mol－1×1.60×10－19C≈3.85×104C。答案：(1)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)①4.48L②3.85×104C13．解析：(1)根据题中信息，I－失电子被氧化，说明乙池中石墨做负极，其电极反应式为2I－－2e－=I2，则甲池中石墨做正极，其电极反应式为2IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋12H＋＋10e－=I2＋6H2O，随反应的进行，碘离子和碘酸根离子的量减小，通过的电量减小，电流计读数不断减小，当反应达到平衡后，电流计的读数为0，故a、b说法正确。(2)根据(1)的分析，两烧杯中都有I2的存在，加入淀粉后，都变蓝。(3)甲烧杯中滴入NaOH溶液，消耗H＋，促使反应向逆反应方向进行，乙池