2024高中化学第四章电化学基础第一节原电池达标训练含解析新人教版选修4

PAGE6-第一节原电池1．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图的装置，试验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的()编号XYZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液解析：由题意可知该装置是原电池，X棒变粗，Y棒变细，说明X为正极，Y为负极，且电解质溶液中要有离子能够在X极析出，还要使Y极溶解。D项符合上述要求。答案：D2．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 B．石墨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，因此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：A3．某电池总反应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，不能实现该反应的原电池是()A．电极材料Fe、Cu，电解质溶液FeCl3溶液B．电极材料石墨、Cu，电解质溶液Fe2(SO4)3溶液C．电极材料Pt、Cu，电解质溶液FeCl3溶液D．电极材料Ag、Cu，电解质溶液Fe2(SO4)3溶液解析：依据总反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，电解液为含Fe3＋的盐溶液，负极为Cu，正极则需用更不活泼的金属或石墨，BCD均符合题意；A因Fe比Cu活泼，Fe作负极，电池反应为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。答案：A4．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑答案：B5．100mL浓度为2mol·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H2的总量，可采纳的方法是()A．加入适量6mol·L－1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NaCl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。答案：B6．已知某原电池的电极反应是Fe－2e－=Fe2＋、Cu2＋＋2e－=Cu，据此设计原电池，并回答下列问题。图1图2(1)若原电池装置为图1所示：①写出电极材料的名称：A________，B________。②A电极视察到的现象是____________________________________________________________________________________。(2)若原电池装置为图2所示：①电极材料X可以是________(填序号，下同)。a．铁b．铜c．石墨②电解质Y可以是________。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl2解析：(1)结合氧化还原反应的学问可知Fe－2e－=Fe2＋是负极反应，故Fe作负极，即为B；Cu2＋＋2e－=Cu是正极反应，故A可以是铜，现象是有红色物质析出。(2)不含盐桥的原电池中正极材料是比负极金属活泼性差的金属或导电的非金属，故此时正极是铜或石墨，但负极只能是铁，电解质溶液是含不活泼金属离子的盐溶液，可为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜。答案：(1)①铜(答案合理即可)铁②有红色物质析出(2)①bc②bc时间：40分钟[A级基础巩固]1．下列说法正确的是()A．构成原电池正极和负极的材料必需是金属B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原C．试验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应D．原电池可以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可以是非金属如碳棒，A错误；在原电池中电子流出的一极失电子被氧化，B错误；粗锌中含有杂质可形成Zn－Cu原电池，C正确；能量转化率不行能达到100%，所以D错误。答案：C2．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是()A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极B．盐桥中的阴离子向CuSO4溶液中迁移C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋e－=H2↑解析：该原电池中，Zn为负极，Cu为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子由Zn电极流向Cu电极，故A项正确，C项错误；因电子由Zn电极流向Cu电极，故铜电极反应是Cu2＋＋2e－=Cu，所以盐桥中的阳离子向CuSO4溶液中迁移，阴离子向ZnSO4溶液中迁移，故B、D项错误。答案：A3．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中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如下所示，正确的是()解析：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，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Zn上，又构成多数微小的CuZn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＋消耗了肯定量的Zn，生成H2的量要小于b。答案：A4．铁钉和碳棒用导线连接，浸入稀NaCl溶液中，正极发生的反应是()A．2H＋＋2e－=H2↑B．2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．Fe－2e－=Fe2＋D．4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：电解质为中性溶液，该反应是铁钉被氧化，铁钉为负极：2Fe－4e－=2Fe2＋；碳棒为正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。答案：B5．下列说法正确的是()A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－=Fe2＋B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大解析：＋，A错误；装置Ⅰ形成原电池，正极的溶液是氯化钠溶液，发生吸氧腐蚀，装置Ⅱ正极的溶液为酸性溶液，发生析氢腐蚀，B错误；装置Ⅰ中盐桥中的阳离子向左侧烧杯移动，装置Ⅱ中盐桥中的阳离子向右侧烧杯移动，C错误；放电过程中，装置Ⅰ中左侧烧杯中发生吸氧腐蚀，产生氢氧根离子，装置Ⅱ中右侧烧杯发生析氢腐蚀，氢离子浓度减小，二者的pH都增大，D正确。答案：D6．由锌片、铜片和200mL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)一段时间后，当在铜片上放出1.68L(标准状况)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g锌，有________个电子通过了导线。解析：由题意得产生0.075molH2，通过0.075mol×2＝0.15mol电子，消耗0.075molZn和0.075molH2SO4。所以m(Zn)＝0.075mol×65g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝0.15mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022。答案：(1)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)由Cu极流向Zn极(3)4.8759.03×1022[B级实力提升]7．限制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列推断不正确的是()A．反应起先时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应起先时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析：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；电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态，C项正确；向甲中加入FeCl2固体，对于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反应方向移动，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。答案：D8．依据如下装置，按要求完成以下填空：(1)此装置工作时，可以视察到的现象是_________________________________________________________________________，电池总反应式为__________________________。(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移动，硫酸铜溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移动。(4)此盐桥内装有含琼胶的饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。在工作时，K＋移向________。(5)该装置移走盐桥，将锌片干脆放入CuSO4溶液中，电流计指针________(填“会”或“不会”)偏转，运用盐桥的优点是_________________________________________________________________。解析：＋，电池工作时，视察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SOeq