高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 原电池综合训练题

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 原电池综合训练题，共8页。

[基础·初探]
教材整理
1．原电池：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。
2．原电池构成条件
3．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
[探究·升华]
[认知升华]
原电池的工作原理
1．实例：如图是Cu­Zn原电池
两种装置的比较：装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ能避免能量损耗；装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。
2．工作原理
[基础·初探]
教材整理
原电池的设计
理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池。实际设计时应注意以下几方面。
(1)外电路
负极(还原性较强的物质)eq \(――→,\s\up9(e－),\s\d7(导线))正极(较稳定的金属或能导电的非金属)。
(2)内电路
将两极浸入电解质溶液中，使阴、阳离子做定向移动。
(3)闭合电路
原电池工作原理的应用
1．原电池正负极的判断
2．加快氧化还原反应的速率。
如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快。
3．比较金属活动性强弱
4．设计原电池
(1)电极材料的选择。负极一般是活泼的金属材料。正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。
(2)电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。若是两个“半反应”分别在两只烧杯中进行，则左、右两只烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
[题组·冲关]
题组1 原电池的构成
1．下列反应不可用于设计成原电池的是( )
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O B．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
2．对于原电池的电极名称，叙述错误的是( )
A．发生氧化反应的一极为负极 B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极 D．电流流出的一极为正极
3．(1)下列装置属于原电池的是________。
(2)在选出的原电池中，________是负极，发生______反应，________是正极，该极的现象是__________________________________________________________________。
(3)此原电池反应的化学方程式为____________________________________。
题组2 原电池的工作原理
4．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，甲池的c(SOeq \\al(2－,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
5．如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。
(1)锌片上的现象是_______________，电极反应式为_______________。
(2)铜片上的现象是_______________，电极反应式为_______________。
(3)电流由________经导线流向________，说明_________为正极，________为负极。
(4)若反应过程中有0.2 ml电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为________。
(5)若将电解质溶液换成硫酸铜溶液，能否形成原电池？________(填“能”或“不能”)。若能，请写出电极反应式________________________________________________________；
若不能，请说明理由_______________________________________________________________。
题组3 利用原电池判断金属的活动性
6．①②③④ 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上有气泡逸出；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．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④
7．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s) B．C2＋(aq)＋Cd(s)===C(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D．2Ag＋(aq)＋C(s)===2Ag(s)＋C2＋(aq)
题组4 利用原电池反应加快反应速率
8．锌与100 mL 1 ml/L盐酸反应的实验中，若设想向溶液中加入少量的①醋酸钠，②溴化铜，③醋酸铜(均为可溶性)，并测定生成H2的速率(mL/min)，预计三种方案的速率大小是( )
A．①>③>② B．③>②>① C．②>③>① D．①>②>③
9．10 mL浓度为1 ml/L的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
A．K2SO4 B．NaCl C．CuSO4 D．Na2CO3
题组5 设计原电池
10．一个原电池反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池的正确组成是( )
学业分层测评
[学业达标]
1．如图所示的铜锌原电池中，铜电极为( )
A．负极
B．质量增加
C．发生还原反应的一极
D．发生氧化反应的一极
2．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是( )
3．下列有关原电池的说法中正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极 B．在原电池中，只有金属锌作为负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动 D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
4．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．产生气泡的速度甲比乙慢
5．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列不能使氢气生成速率加快的是( )
A．加热 B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸
C．加少量硫酸铜溶液 D．不用铁片，改用铁粉
6．可以将反应Zn＋Br2===ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：
①Br2＋2e－===2Br－，②2Br－－2e－===Br2，③Zn－2e－===Zn2＋，④Zn2＋＋2e－===Zn，
其中表示放电时负极和正极反应的分别是( )
A．②和③ B．②和① C．③和① D．④和①
7．某原电池总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是( )
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液
8．M、N、P、E四种金属：①M＋N2＋===N＋M2＋ ②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡 ③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A．P、M、N、E B．E、N、M、P C．P、N、M、E D．E、P、M、N
9．在如图所示装置中，观察到电流计指针发生偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )
10．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池，如图所示。
CuSO4溶液 Y
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是______；电解质溶液Y是_________________________。
(2)银电极为电池的_____极，发生的电极反应为____________。X电极上发生的电极反应为_________。
(3)外电路中的电子是从______极流向______极。
11．A、B、C、D四种金属按下表中的装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是__________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是__________________________________。
(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顺序是______________________________。
12．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目。
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：____________________________________________________；
负极反应式：____________________________________________________。
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：______________________________________________________，
用离子方程式表示其反应原理：____________________________________。
13．将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是( )
14．如图，在盛有稀 H2SO4 的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图， 下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X＞Y
15．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则( )
A．工作一段时间后，C烧杯的pH减小
B．电极eq \a\vs4\al(Ⅰ)发生还原反应
C．盐桥中的K＋移向A烧杯
D．电流方向：电极Ⅳ→ →电极Ⅰ
16．已知可逆反应：AsOeq \\al(3－,4)＋2I－＋2H＋AsOeq \\al(3－,3)＋I2＋H2O。
(Ⅰ)如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。
(Ⅱ)若改为向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。
试回答问题：
(1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？_________________________。
(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？____________________。
(3)操作(Ⅰ)中，C 1棒上的反应为___________________________________。
(4)操作(Ⅱ)中，C 2棒上的反应为___________________________________。
m)
原 电 池 的 工 作 原 理
装置现象
锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转
电极名称
Zn电极—负极
Cu电极—正极
得失电子
失电子
得电子
电子流向
流出
流入
反应类型
氧化反应
还原反应
电极反应式
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
总反应式
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
原 电 池 原 理 的 应 用
选项
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Zn
负极
Cu
Zn
Zn
Cu
电解质溶液
CuCl2溶液
H2SO4溶液
CuSO4溶液
CuCl2溶液
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生