高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学能转化为电能——电池习题ppt课件

第2节　化学能转化为电能——电池

第1课时　原电池的工作原理

A级 必备知识基础练

1.对于原电池的电极名称,下列叙述有错误的是 (　　)

A.发生氧化反应的为负极

B.正极为电子流入的一极

C.电解质溶液中阳离子移向负极

D.外电路中电流的方向由正极到负极

2.(2022云南玉溪民族中学高三开学考试)铜锌原电池工作时,下列叙述不正确的是(　　)

A.撤掉盐桥不能形成闭合回路,所以不能形成原电池

B.电池总反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu

C.在外电路中,电子从负极流向正极

D.每生成1 mol Cu,通过盐桥的电子为2 mol

3.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(　　)

4.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中(　　)

①铝合金是正极　②铝合金是负极　③海水是电解质溶液　④铝合金电极发生还原反应

A.②③ B.②④

C.①③ D.①④

5.a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀硫酸,将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中,同时向a中加入少量CuSO4溶液,下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是(　　)

6.如图所示的装置,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中,使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是              (　　)

A.铁圈和银圈左右摇摆不定

B.保持平衡状况

C.铁圈向下倾斜

D.银圈向下倾斜

7.在如图所示的装置中,a的金属活动性比Pb强,b为碳棒,下列关于此装置的叙述不正确的是(　　)

A.碳棒上有气体放出,溶液碱性增强

B.a是正极,b是负极

C.导线中有电子流动,电子从a极经导线流向b极

D.a极上发生了氧化反应

8.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　)

A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出

B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-Cu

C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D.a和b连接时,Cu2+向铁电极移动

9.为了避免锌片与Cu2+直接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,可以观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,电池总反应为　。 

(2)电池工作时,硫酸锌溶液中S向　　　　　　移动,硫酸铜溶液中S向　　　　　　移动。 

(3)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,Cl-移向　　　　。 

B级 关键能力提升练

10.图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示 (　　)

A.铜棒的质量 B.c(Zn2+)

C.c(H+) D.c(S)

11.如图是一原电池装置,下列有关说法正确的是 (　　)

A.该电池负极反应为Fe2+-e-Fe3+

B.当有6.02×1023个电子转移时,Fe电极减少56 g

C.石墨电极上发生氧化反应

D.盐桥中K+移向右侧FeCl3溶液

12.(双选)图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(　　)

A.甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)+Co2+(aq)Co(s)+Cd2+(aq)

B.反应2Ag(s)+Cd2+(aq)Cd(s)+2Ag+(aq)能够发生

C.盐桥的作用是形成闭合回路,并使两边溶液保持电中性

D.乙中有1 mol Co溶解时,正极析出108 g Ag

13.Mg-AgCl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.负极反应为Mg-2e-Mg2+

B.正极反应为Ag++e-Ag

C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑

C级 学科素养拔高练

14.二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.该电池放电时质子从电极b移向电极a

B.电极a附近发生的电极反应为SO2+2H2O-2e-H2SO4+2H+

C.电极b附近发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-

D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1

第1课时　原电池的工作原理

A级　必备知识基础练

1.C　在原电池中,发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极;原电池工作时,其外电路中电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极,电流的方向与电子流动的方向相反;电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极。

2.D　由分析可知,电池工作时,盐桥的作用是构成闭合回路,若撤掉盐桥就不能形成闭合回路,不能形成原电池;原电池总反应为Zn+Cu2+Zn2++Cu;电子从负极沿导线流向正极;电子从负极Zn电极流向正极Cu电极,电子不能通过盐桥。故D错误。

3.C　N棒变细,即N极上发生氧化反应,N棒金属较活泼,A、D不符合题意,由M棒变粗可知,B不符合题意。

4.A　原电池中较活泼的一极为负极,则题给原电池中铝合金为负极,①错,②对。电极在海水中,故海水为电解质溶液,③对。铝合金为负极,发生氧化反应,故④错。

5.B　硫酸的物质的量相等、Zn粉过量,生成的H2的体积由硫酸的物质的量决定。a中部分Zn与CuSO4发生反应置换出Cu并形成“Zn|硫酸|Cu”原电池,反应速率加快,但两种情况产生H2的体积相等。

6.D　滴入CuSO4溶液后,形成原电池,Fe作为负极,Ag作为正极,在铁圈上发生反应Fe-2e-Fe2+,使铁圈质量减少;在Ag圈上发生反应Cu2++2e-Cu,生成的Cu附着在银圈上,使银圈质量增加,所以银圈向下倾斜,D正确。

7.B　电极a、b与电解质溶液稀硫酸构成原电池。因活动性a>b(碳棒),所以a为电池的负极,b为正极,b极上有气体放出。由于正极消耗H+,溶液中c(H+)减小,溶液碱性增强。在外电路中,电子由a极流出经导线流向b极,由此可知B符合题意。

8.D　a和b不连接时,不能构成原电池。铁与硫酸铜发生置换反应,生成的铜附着在铁片上,A项正确;a和b用导线连接,构成原电池,溶液中的Cu2+得到电子生成铜在铜片上析出,B项正确;无论a和b是否连接,都是铁片不断溶解生成Fe2+,溶液中的Cu2+不断得到电子生成Cu,溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色,C项正确;a和b连接构成原电池,溶液中铜离子向正极(铜电极)移动,D项错误。

9.答案 (1)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　Zn+Cu2+Zn2++Cu

(2)锌电极(或负极)　盐桥

(3)离子　负极区(或ZnSO4溶液)

解析 (1)该装置为铜锌原电池,总反应为Zn+Cu2+Cu+Zn2+,电池工作时,观察到①锌片不断溶解,②铜片上有红色物质析出,③电流表指针发生偏转。

(2)电池工作时,ZnSO4溶液中S向负极或锌电极移动,CuSO4溶液中S向盐桥移动。

(3)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。

B级　关键能力提升练

10.C　题给装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu棒的质量不变,A项错误;由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,B项错误;由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,C项正确;S不参加反应,其浓度不变,D项错误。

11.D　根据题意可知,活泼金属Fe为负极,负极电极反应为Fe-2e-Fe2+,发生氧化反应,A、C错误;根据负极电极反应可知,当转移1 mol电子时,参与反应的Fe有0.5 mol,其质量为28 g,B错误;石墨电极为正极,正极反应为Fe3++e-Fe2+,溶液中Fe3+减少,为使FeCl3溶液保持电中性,盐桥中的K+移向右侧FeCl3溶液,D正确。

12.BD　由甲可知Cd的活动性强于Co,由乙可知Co的活动性强于Ag,即Cd的活动性强于Ag,故Ag不能置换出Cd,B项错误;乙中有1 mol Co发生溶解时,电路中转移2 mol 电子,则正极析出2 mol Ag,质量为216 g,D项错误。

13.B　分析Mg-AgCl电池可知,负极反应为Mg-2e-Mg2+,正极反应为2AgCl+2e-2Ag+2Cl-,A项正确,B项错误;在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,C项正确;Mg是活泼金属,能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2,D项正确。

C级　学科素养拔高练

14.D　原电池放电时,质子向正极移动,根据题意分析可知电极a为负极,则该电池放电时质子从电极a移向电极b,A项错误;电极a为负极,发生氧化反应,电极反应为SO2+2H2O-2e-S+4H+,硫酸应当拆为离子形式,B项错误;酸性条件下,氧气得电子与氢离子反应生成水,电极b附近发生的电极反应为O2+4H++4e-2H2O,C项错误;电池总反应为2SO2+O2+2H2O2S+4H+,则放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1,D项正确。