《原电池》同步练习12(人教版选修4).docx

第四章 第一节 原电池
一、选择题(每题有1个或2个选项符合题意)
1．在图中的8个装置中，属于原电池的是(　　)
A．①②③⑤⑧B．③④⑥⑦
C．④⑤⑥⑦D．③⑤⑦
【答案】D
2．在理论上不能用于设计原电池的化学反响是(　　)
A．H2SO4(aq)＋BaCl2(aq)＝2HCl(aq)＋BaSO4(s)　ΔH＜0
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)―→2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s)　ΔH＜0
D．3Cu(s)＋8HNO3(aq)＝3Cu(NO3)2(aq)＋2NO(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0
【答案】A
3．某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是(　　)

正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Zn
HCl
B
Zn
Cu
CuSO4
C
Cu
Zn
CuSO4
D
Cu
Zn
ZnCl2
【解析】设计原电池时，总反响式中化合价升高的金属作负极，正极选择比负极金属活泼性弱的金属或碳棒，总反响式中与负极金属反响的物质作电解质。
【答案】C
4．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，以下表达正确的选项是(　　)
A．正极附近的SO浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
【解析】题给装置属于原电池装置，负极反响：Zn－2e－＝Zn2＋，正极反响：2H＋＋2e－＝H2↑，电子由负极流出经过外电路流向正极，为形成闭合回路，溶液中的阴离子向负极迁移，阳离子向正极移动。因此可知只有选项D正确。
【答案】D
5．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D―→导线―→C；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反响。据此，判断四种金属的活动性顺序是(　　)
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞D＞B
C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A
【解析】金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反响，较不活泼的金属为正极，H＋在正极外表得到电子生成氢气，电子运动方向由负极到正极。题中由①知A＞B；由②知C＞D；由③知A＞C；由④知D＞B。综合以上信息可知金属活动性A＞C＞D＞B。
【答案】B
6．(2022·广东高考卷)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的表达正确的选项是(　　)
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反响为：Ag＋＋e－＝Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍断续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反响与该原电池反响相同
A．①②B．②③
C．②④D．③④
【解析】Cu作负极，Ag作正极。负极：Cu－2e－＝Cu2＋；正极：Ag2＋＋e－＝Ag。在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错。没有盐桥，原电池不能继续工作，③错。无论是否为原电池，反响实质相同，均为氧化复原反响，④对。
【答案】C
7．如下列图的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的选项是(　　)
A．Fe是负极，C是正极
B．负极反响式为：Fe－3e－＝Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由石墨电极流向Fe电极
【解析】Fe在原电池中作负极时，失电子生成Fe2＋。
【答案】B
8．由铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH(　　)
A．不变 B．先变小后变大
C．逐渐变大 D．逐渐变小
【解析】由铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池工作时，正极反响为2H＋＋2e－＝H2↑，所以电解质溶液的pH逐渐变大。
【答案】C
9．以下说法正确的选项是(　　)
A．原电池是把电能转化为化学能的装置
B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反响
C．原电池的电极发生的反响均为氧化复原反响
D．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动
【解析】原电池是把化学能转化为电能的装置，电子流出的一极是负极，负极发生氧化反响，电解质溶液中的阴离子向负极移动；电子流进的一极是正极，正极发生复原反响，电解质溶液中的阳离子向正极移动。
【答案】D
10．(2022·湖北黄冈一模)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2 mol电子时，以下说法正确的选项是(　　)
A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气
B．两极上溶解和析出的物质质量相等
C．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气
D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了1 mol
【解析】在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得失电子数应相等。利用这一特点，我们从电极反响看：负极：Zn－2e－＝Zn2＋；正极：2H＋＋2e－＝H2↑，当溶解1 mol锌失去2 mol电子；铜片上析出1 mol氢气也得到2 mol电子，得失电子守恒，这样可推出A、D为正确选项。
【答案】AD
11．以下事实不能说明Al的金属活动性比Cu强的是(　　)
A．常温下将铝投入CuSO4溶液中
B．常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸中
C．常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐酸中
D．常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠溶液中
【解析】在氢氧化钠溶液中能反响生成气体的金属，其活动性不一定强，如Mg和Al。
【答案】D
12．某原电池反响的离子方程式为Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑，那么以下说法正确的选项是(　　)
A．HNO3为电解质溶液
B．锌为原电池正极
C．铁极质量不变
D．铜为原电池正极
【解析】由电池反响的离子方程式知，电池的负极为铁，那么正极应是比铁不活泼的金属(B被否认)，在反响中负极不断被消耗(C被否认)，由于反响中放出了氢气并生成了Fe2＋，故知电解质溶液不能是HNO3。由上分析可知正确选项为D。
【答案】D
13．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成以下列图的装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，那么X、Y、Z可能是以下中的(　　)
编号
X
Y
Z
A
Zn
Cu
稀硫酸
B
Cu
Zn
稀硫酸
C
Cu
Ag
硫酸铜溶液
D
Ag
Zn
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，且电解质中要有离子能够在X极析出，还要使Y极溶解。
【答案】D
14．如右图所示，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浓CuSO4溶液，一段时间后，以下有关杠杆的偏向判断正确的选项是(实验过程中，不考虑铁丝反响及两球的浮力变化)(　　)
A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低
D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高
【解析】假设杠杆为导体那么构成原电池，铁作负极失电子而溶解：Fe－2e－＝Fe2＋，溶液中Cu2＋在正极(铜极)得电子生成铜，质量增大，而下降，A端低，B端高；假设杠杆为绝缘体，那么铁球和CuSO4溶液发生置换反响生成Cu覆于外表，质量增加，下降，A端高，B端低。
【答案】D
15．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家创造了电动势法测水泥初凝时间。此方法的原理如下列图，反响的总方程式为：2Cu＋Ag2O＝CuO＋2Ag，以下有关说法正确的选项是(　　)
A．普通水泥的主要成分是2CaO·SiO2，3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3
B．测量原理示意图中，Ag2O为负极
C．正极的电极反响为：2Cu＋2OH－－2e－＝Cu2O＋H2O
D．电池工作时，OH－向正极移动
【解析】普通水泥的成分是硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙，A正确；在总反响中Ag2O作氧化剂，氧化剂在原电池中作正极，B错；原电池的正极得电子，C错；电池工作时电子由负极通过外电路流向正极，由电荷守恒可知，带负电荷的阴离子应该流向负极，D错。
【答案】A
16．实验室中欲快速制取氢气，最好的方法应该用(　　)
A．纯锌与稀H2SO4B．纯锌与浓H2SO4
C．粗锌与稀HNO3D．粗锌与稀H2SO4
【答案】D
17．(2022·潮阳模拟)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如废铝罐和碳棒，食盐水等材料制作可用于驱动玩具的电池。上述电池工作时，有关说法正确的选项是(　　)
A．铝罐将逐渐被腐蚀
B．碳棒上发生的反响为：O2＋4e－＝2O2－
C．碳棒应与玩具电机的负极相连
D．该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻
【解析】选A。该原电池中碳棒做正极，铝做负极。电池工作过程中铝罐逐渐被腐蚀，碳棒上发生的反响为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，碳棒为正极，应与玩具电机的正极相连，该电池工作一段时间后，碳棒的质量不会发生变化。应选A。
【答案】A
18．以下四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是(　　)
A．Cu、Ag、AgNO3溶液
B．Zn、Cu、稀H2SO4
C．Fe、Zn、CuSO4溶液
D．Fe、C、Fe2(SO4)3溶液
【解析】A中溶解64 g Cu，析出216 g Ag，电解质溶液质量减小；D中正极没有单质生成。
【答案】BC
二、非选择题
19．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，根据实验现象填表：
装置

现象
金属A不断溶解　
C的质量增加
A上有气体产生
正极反响式

四种金属活动性由强到弱的顺序
【答案】2H＋＋e－＝H2↑　Cu－2e－＝Cu2＋
2H＋＋2e－＝H2↑　D＞A＞B＞C
20．(2022·辽宁大连模拟)某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下。试根据下表中的实验现象答复以下问题：
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同
(2)写出实验3中的电极反响式和电池总反响方程式。
(3)实验4中Al作正极还是作负极，为什么写出Al电极的电极反响式。
(4)解释实验5中电流计指针偏向Al的原因。
(5)根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响
【解析】一般情况下，较活泼的金属作原电池的负极，根据实验1、2的结果，自然得出1中Al作正极，2中Al作负极，但在NaOH溶液中Al比Mg活泼，作负极，在浓硝酸中由于Al发生钝化，Zn作负极。
【答案】(1)不同
(2)Al为负极：Al－3e－＝Al3＋，石墨为正极：2H＋＋2e－＝H2↑，2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
(3)Al作负极，因为Al能与NaOH溶液反响而Mg不能，Al＋4OH－－3e－＝AlO＋2H2O
(4)实验5中由于Al在浓硝酸中发生钝化，所以Zn为负极
(5)与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关。
21．如下列图装置，烧杯中盛有200 mL 1 mol·L－1的CuSO4溶液。
(1)负极为____________，电极反响式为__________________________________。正极为____________，电极反响式为__________________________________。
(2)假设初始时Zn片与Cu片质量相等，实验结束后，称得两极质量差为12.9 g，那么反响中转移电子的物质的量为____________，反响后溶液中溶质的物
质的量浓度为__________________________________(忽略溶液体积的变化)。
【解析】(1)Zn比Cu活泼，故Zn为负极，Cu为正极，其电极式：Zn－2e－＝Zn2＋，Cu2＋＋2e－＝Cu
(2)设参加反响的Zn的物质的量为x mol
Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu
1 1
xx
故64x＋65x＝12.9，x＝0.1
所以转移电子数为0.2 mol
c(ZnSO4)＝＝＝0.5 mol·L－1
c(CuSO4)＝＝＝＝0.5 mol·L－1
【答案】(1)Zn，Zn－2e－＝Zn2＋
Cu，Cu2＋＋2e－＝Cu
(2)0.2 mol　c(ZnSO4)＝0.5 mol·L－1c(CuSO4)＝0.5 mol·L－1