专题4-1-1-原电池的工作原理(备作业)(解析版)

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单选题1．下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是（）A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能C．食物因氧化而腐败时，化学能转化热能D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能【答案】A【详解】A．光能转化成电能，是太阳能转化为电能，与氧化还原反应无关，A符合题意；B．锂离子电池放电时，由化学能转化成电能，与电子的转移有关，发生氧化还原反应，B不符合题意；C．食物与氧气发生氧化还原反应而腐败，C不符合题意；D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，葡萄糖被氧化，发生氧化还原反应，D不符合题意；答案选A。2．（2020·德州市第一中学高二期中）有关电化学知识的描述正确的是()A．CaO＋H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D．从理论上讲，任何能自发进行的释放能量的氧化还原反应都可设计成原电池【答案】D【详解】A.CaO+H2O═Ca(OH)2不是氧化还原反应，没有电子的转移，所以不能设计为原电池，故A错误；B.电解质溶液为AgNO3，与氯离子反应生成沉淀，所以不能用装有含琼胶的KCl饱和溶液作盐桥，故B错误；C.原电池的两极可以是由活动性不同的两种金属组成，也可以是非金属，如氢氧燃料电池中石墨棒用作电极，故C错误；D.理论上，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池，故D正确；故选D。3．（2020·广东佛山一中高二期中）如图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入硫酸铜溶液中构成原电池。下列叙述正确的是A．正极反应：Zn－2e－=Zn2+B．负极反应：Cu－2e－=Cu2+C．一段时间后，铜片质量增加D．一段时间后，硫酸铜溶液浓度增大【答案】C【分析】该装置能自发的进行氧化还原反应，所以能构成原电池，锌易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应为：Zn-2e-═Zn2+，铜作正极，电极反应：Cu2++2e-═Cu，总反应为：Cu2++Zn═Cu+Zn2+，据此分析解答。【详解】A.铜作正极，电极反应：Cu2++2e−═Cu，故A错误；B.锌易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应为：Zn−2e−═Zn2+，故B错误；C.铜作正极，电极反应：Cu2++2e−═Cu，所以铜片质量增加，故C正确；D.该装置电池总反应为：Cu2++Zn═Cu+Zn2+，则一段时间后，硫酸铜溶液浓度减小，故D错误；故选：C。4．（2020·广东佛山一中高二期中）如图为番茄电池的示意图，下列说法不正确的是A．该过程中化学能转化为电能B．该过程发生氧化还原反应C．电子从铜片经导线流向锌片D．一段时间后，锌片质量会减少【答案】C【分析】将化学能转化为电能的装置为原电池，根据金属的活泼性知，锌作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极沿导线流向正极，据此回答。【详解】A.该装置构成原电池，是将化学能转化为电能的装置，故A正确；B.负极上锌失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，故该过程发生了氧化还原反应，故B正确；C.电子是从负极流向正极，而锌作负极，铜作正极，故电子从锌片经导线流向铜片，故C错误；D.锌作负极，锌失电子发生氧化反应形成锌离子，故锌片质量会减少，故D正确。故选：C。5．（2020·福建莆田一中高二期中）少量铁粉与100mL0.01mol•L-1的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（）①加水②升高温度（不考虑盐酸挥发）③滴入几滴浓盐酸④改用10mL0.1mol•L-1硝酸⑤滴加几滴硫酸铜溶液A．②③ B．①②③⑤ C．②③④ D．②③⑤【答案】A【分析】产生氢气的量不变，则保证铁完全与盐酸反应；加快反应速率，应增大盐酸的浓度或升高温度，据此分析。【详解】①加水，稀释了盐酸的浓度，故反应速率变慢，故不符合；②升高温度，反应速率加快，故符合；③加浓盐酸，盐酸的浓度增大，反应速率加快，故符合；④改用10mL0.1mol•L-1硝酸，硝酸与铁粉生成NO，不生成氢气，故不符合；⑤滴加几滴硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量，故不符合；综上分析：②③符合题意。答案选A。6．（2020·石嘴山市第三中学高二期中）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接浸入电解质溶液，B不易腐蚀，将A与D用导线连接浸入电解质溶液电流从A流向D，无明显变化，若将B浸入C的盐溶液中，有金属C析出，这四种金属的活动性顺序为A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C【答案】B【详解】两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀，较不活泼的金属作正极，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，所以A的活动性大于B；两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，原电池中电流由正极流向负极，将A与D用导线连接浸入电解质溶液电流从A流向D，所以D的活动性大于A；金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属，若将B浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明B的活动性大于C，所以金属的活动性顺序为：D＞A＞B＞C；答案选B。7．（2020·湖南知源学校高二月考改编）一定量的锌粉和6mol·L-1的过量盐酸反应,当向其中加入少量的下列物质时,能够加快反应速率，又不影响产生H2总量的是()A．CuSO4 B．铜粉 C．铁粉 D．浓硝酸【答案】B【详解】A．加入硫酸铜后，铜离子与锌单质反应生成铜单质，与Zn形成原电池，加快反应速率，但由于锌粉少量，所以铜离子与锌粉反应后会影响氢气的总量，故A不符合题意；B．直接加入铜粉与Zn形成原电池加快反应速率，同时不消耗锌粉，所以生成的氢气的总量也不变，故B符合题意；C．铁粉也会与盐酸反应，产生H2，使H2的量增加，故C不符合题意；D．浓硝酸与锌粉反应生成二氧化氮，直到硝酸根离子消耗完毕，才开始产生氢气，所以氢气量减少，故D不符合题意；总所述答案为B。8．（2020·福建省南平市高级中学高二期中）关于如图装置的说法中正确的是（）A．该装置将化学能转变为电能，属于电解池B．负极反应式为：Cu2++2e-=CuC．相比于单池单液原电池，该装置电流更持续和稳定D．因为右侧是正极区，盐桥中Cl-向右侧烧杯移动【答案】C【分析】该装置为原电池，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子，正极上铜离子得电子发生还原反应生成铜。【详解】A.该装置将锌置换铜反应中的化学能转变为电能，属于原电池，故A错误；B.负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故B错误；C.相比于单池单液原电池，盐桥能隔绝锌与硫酸铜溶液的接触，维持溶液的电性守恒，构成闭合回路，形成持续和平稳的电流，故C正确；D.原电池中，阴离子向负极移动，锌作负极，盐桥中Cl-向左侧烧杯移动，故D错误；故选C。9．（2020·郑州中学高二期中）如图是某校化学兴趣小组设计的一套原电池装置，下列有关描述正确的是()A．此装置能将电能转变为化学能B．石墨电极的反应式：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－C．电子由石墨电极经导线流向Cu电极D．电池的总反应式：2Cu＋O2＋4HCl＝2CuCl2＋2H2O【答案】D【详解】A．该装置为原电池装置，原电池装置能将化学能转变为电能，A项错误；B．装置中铜失电子被氧化，所以铜做负极，石墨做正极，酸性条件下不能生成氢氧根，电极反应为O2+4H++4e－＝2H2O，B项错误；C．由图可知，Cu电极为负极，石墨电极为正极，电子从负极沿导线流向正极，即由Cu电极经导线流向石墨电极，C项错误；D．自发进行的氧化还原反应是铜在酸溶液中被氧气氧化生成氯化铜溶液，反应的化学方程式为：2Cu＋O2＋4HCl＝2CuCl2＋2H2O，D项正确；答案选D。10．垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。下列说法正确的是()A．电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极B．放电过程中，正极附近的pH变大C．若有标况下11.2LO2参与电极反应，则有2molH+透过质子交换膜进入左室D．负极电极反应为H2PCA+2e-=PCA+2H+【答案】B【详解】A．原电池中电子由负极沿导线流向正极，所以电子由左侧电极经过负载后流向右侧电极，电流则由右侧电极经过负载后流向左侧电极，A错误；B．酸性条件下，O2得电子生成H2O，则正极的电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O，正极消耗H+，c(H+)增大，因此正极附近pH变大，B正确；C．已知正极的电极反应式为：4H++O2+4e-=2H2O，可知：1molO2参与电极反应，消耗4molH+，即有4molH+穿过质子交换膜进入右室，标况下11.2LO2的物质的量0.5mol，则会有2molH+穿过质子交换膜进入右室，C错误；D．负极失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：H2PCA-2e-=PCA+2H+，D错误；故合理选项是B。二、填空题11．原电池的工作原理（以Cu—Zn—H2SO4原电池为例）①负极片：电极反应式___，发生___反应，现象：___。②正极片：电极反应式___，发生___反应，现象：___。总反应化学方程式：___。【答案】Zn-2e-=Zn2+氧化锌片溶解2H++2e-=H2还原有气泡产生Zn+2H+=Zn2++H2【分析】Cu—Zn—H2SO4原电池中总反应式为：Zn+2H+=Zn2++H2，Zn极失电子作负极，Cu极H+得电子作正极，以此解答。【详解】①Zn极失电子作负极，电极方程式为：Zn-2e-=Zn2+，发生氧化反应，现象是：锌片溶解；②Cu极H+得电子，Cu作正极，电极方程式为：2H++2e-=H2，发生还原反应，现象是：有气泡产生；总反应化学方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2。12．（2020·山东高二期中）某研究性学习小组为证明2Fe3++2I-2Fe2++I2为可逆反应(即反应存在一定的限度)，设计如下两种实验方案。实验用品：0.1mol·L-1KI溶液，0.1mol·L-1FeCl3溶液，CCl4，KSCN溶液，1mol·L-1FeCl2溶液，试管，胶头滴管，导线，石墨棒，灵敏电流计等，按要求回答下列问题。(1)方案甲：取5mL0.1mol·L-1KI溶液，滴加2ml0.1mol·L-1的FeCl3溶液，再继续加入2mLCCl4，充分振荡，静置、分层，再取上层清液，滴加KSCN溶液。该方案中能证明该反应为可逆反应的现象是_____。(2)方案乙：①利用Fe3+和I-发生的氧化还原反应设计原电池装置，画出装置示意图____(部分已画出，按要求补充完整，标出电解质溶液)②设计好装置后，接通灵敏电流计，指针偏转(注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极)，随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零，当指针读数变零后，在乙烧杯中加入1mol·L-1FeCl2溶液，若观察到灵敏电流计的指针向____方向偏转(填“左”、“右”或“不移动”)，即可判断该反应为可逆反应，此时装置中左池石墨电极上的电极反应式为____。【答案】下层(CCl4层)溶液呈紫红色，上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色左I2+2e-==2I-【分析】本题需证明反应为可逆反应，可利用反应中反应物和生成物同时存在证明，也可利用反应是动态平衡。【详解】(1)方案甲的实验目的就是证明Fe3+和I-同时存在，证明反应为可逆反应，故实验现象为下层(CCl4层)溶液呈紫红色，上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色，故答案为：下层(CCl4层)溶液呈紫红色，上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色；(2)①根据双液双池原电池的组成，该装置的示意图为：，故答案为：；②若溶液中存在平衡，当指针读数变零后，反应即达到平衡，在乙烧杯中加入1mol·L-1FeCl2溶液后，指针应该偏左，同时左池石墨电极上的电极反应式为I2+2e-==2I-，故答案为：左，I2+2e-==2I-。13．资料显示：在酸性溶液中能氧化I-，反应为+5I-+6H+=3I2+3H2O。为探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反应，甲同学向过量的KIO3酸性溶液中加入Na2SO3溶液，并加入两滴淀粉溶液：开始时无明显现象，t秒后溶液突然变为蓝色。(1)甲同学对这一现象做出如下假设：t秒前生成了I2，但由于存在Na2SO3，I2被消耗，该反应的离子方程式为________，的还原性________I-(填“＞”“=”或“＜”)。(2)为验证他的猜想，甲同学向反应后的蓝色溶液中加入________，蓝色迅速消失，随后再次变蓝。(3)甲同学设计了如下实验，进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程。①甲同学在b电极附近的溶液中检测出了②刚开始放电时，a电极附近溶液未变蓝；取出a电极附近溶液于试管中，溶液变蓝。在a极放电的产物是________。③放电一段时间后，a电极附近溶液短暂出现蓝色，随即消失，重复多次后，蓝色不再褪去。电流表显示电路中时而出现电流，时而归零，最终电流消失。电流表短暂归零的