2024-2025学年高中化学第四章电化学基础1原电池练习含解析新人教版选修4

PAGE6-原电池一、选择题1.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：选A。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A选项中的锌符合题意。2．(2024·韶关高二测试)试验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池，则正极的电极反应式为()A．Fe－3e－=Fe3＋ B．Fe－2e－=Fe2＋C．2H2O＋O2＋4e－=4OH－ D．Ag＋＋e－=Ag解析：选D。在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极，总反应式为Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，正极的电极反应式为Ag＋＋e－=Ag，D项正确。3．下列说法正确的是()A．构成原电池正极和负极的材料必需都是金属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：选C。构成原电池的电极材料可以是导电的非金属，如碳棒，所以A错。在原电池中，电子流出的一极是负极，失电子被氧化，所以B错。粗锌中含有杂质可形成原电池，所以C对。原电池中的能量除转化为电能外，还有部分转化为热能等，所以D错。4．(2024·十堰高二检测)关于如图所示的原电池，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＋＋2e－=H2↑解析：选A。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，故铜电极的电极反应式为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。5．下列各装置能形成原电池的是()解析：选D。推断一个装置能否形成原电池，要看是否符合原电池的形成条件：①电极材料(两种活动性不同的金属或金属与导电非金属)；②电解质溶液；③构成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。A装置：由于两个电极是同种金属，不能形成原电池；B装置：酒精不是电解质，不能形成原电池；C装置：没有形成闭合回路，不能形成原电池；D装置：符合原电池形成的条件，能形成原电池。6．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()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．产生气泡的速率甲比乙慢解析：选C。乙烧杯中锌片与铜片没有接触，不能构成原电池，但锌可以与稀硫酸干脆反应，锌片上有H2放出，溶液pH增大。甲烧杯中铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以锌为负极，铜片上有H2放出，加快了锌的溶解，溶液pH增大，故只有C项正确。7．(2024·高考全国卷Ⅱ)Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e－=Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－=AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑解析：选B。该电池中Mg做负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－=Ag＋Cl－，B项错误；电池放电时，Cl－从正极向负极迁移，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。8．(2024·安阳高二测试)以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2mol电子时，下列说法正确的是()A．锌片溶解了1mol，铜片上析出1molH2B．两极上溶解和析出的物质的质量相等C．锌片溶解了31g，铜片上析出了1gH2D．锌片溶解了1mol，硫酸消耗了0.5mol解析：选A。在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点：两极得失电子数相等。利用这一特点，从电极反应式看，负极：Zn－2e－=Zn2＋；正极：2H＋＋2e－=H2↑。当溶解1mol锌时失去2mol电子，铜片上析出1mol氢气得到2mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。9．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中加少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如图所示，正确的是()解析：选A。Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，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Zn­Cu原电池，加快了Zn与稀硫酸的反应速率，所以反应先完成，但因Cu2＋消耗了肯定量的Zn，生成H2的量要小于b。10.(2024·太原高二检测)如图所示装置中，电流表指针发生偏转，a极渐渐变粗，b极渐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列选项中的()A．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4C．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液D．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液解析：选D。原电池工作时，a极渐渐变粗，b极渐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有先于H＋放电的金属阳离子。11．(2024·黄冈高二质检)有a、b、c、d四个金属电极，有关的试验装置及部分试验现象如下：试验装置部分试验现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无改变d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可推断这四种金属的活动性依次是()A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c解析：选C。由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性a>b；其次个装置依据氧化性、还原性的强弱规律推出金属活动性b>c；第三个装置的金属活动性d>c；由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性d>a。12．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：选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，对于反应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。二、非选择题13．(2024·泉州高二质检)为了避开锌片与Cu2＋干脆接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如图装置，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________。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，视察到①锌片不断溶解，②铜片上有红色物质析出，③电流计指针发生偏转。(2)Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。(3)电池工作时，ZnSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向负极或锌电极移动，CuSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向盐桥移动。(4)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。答案：(1)锌片渐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流计指针发生偏转Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu(2)锌半电池铜半电池(3)锌电极(或负极)盐桥(4)离子正极区(或CuSO4溶液)14．A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行试验。装置现象A不断溶解生成二价离子C的质量增加A上有气泡产生依据试验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应是__________________________________________。(2)装置乙中正极的电极反应是__________________________________________。(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的依次是______________________________________。解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A>B；乙中C的质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气泡即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，溶液pH渐渐变大。答案：(1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)变大(4)D>A>B>C15．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。(1)若原电池装置为图甲所示：①电极材料A是________，B是________。(写材料名称)②A电极视察到的现象是______________________________________________。(2)若原电池装置为图乙所示：①电极材料X可以是________(填字母，下同)。a．铁b．铜c．石墨②电解质Y可以是________。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl2解析