高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池第1课时习题

第一节　原电池

第1课时　原电池

课后·训练提升

基础巩固

1.下列关于原电池的叙述正确的是(　　)。

A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属

B.原电池是将化学能转化为电能的装置

C.原电池中电子流出的一极是负极,该极被还原

D.原电池工作时,电流的方向是从负极到正极

答案:B

解析:A项,构成原电池的正极和负极可能是两种不同的金属,也可能是导电的非金属(如石墨棒)和金属等,错误;B项,原电池是将化学能转化为电能的装置,正确;C项,在原电池中,负极上失去电子,发生氧化反应,正极上得到电子,发生还原反应,电子从负极沿导线流向正极,错误;D项,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,电流的方向是从正极到负极,错误。

2.在如图所示的8个装置中,属于原电池的是(　　)。

A.①④ B.③⑤

C.④⑧ D.②④⑥⑦

答案:D

解析:根据原电池的构成条件可知:①中只有一个电极,③中两电极材料相同,⑤中酒精不是电解质,不能导电,⑧中两电极材料相同且未形成闭合回路,故①③⑤⑧均不能构成原电池。

3.将铁片和银片用导线连接放置在同一稀盐酸中,并经过一段时间后,下列叙述中正确的是(　　)。

A.负极有Cl2逸出,正极有H2逸出

B.负极附近Cl-的浓度减小

C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大

D.溶液中Cl-的浓度基本不变

答案:D

解析:在本原电池中,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,Ag作正极,电极反应式为2H++2e-H2↑,所以A中无Cl2逸出,原电池中Cl-移向负极,所以负极附近Cl-的浓度增大,正极附近Cl-的浓度减小,但整个溶液中Cl-的浓度基本不变。

4.如图所示,盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂。下列有关原电池的叙述中正确的是(　　)。

A.铜片上发生氧化反应

B.取出盐桥后,电流计指针依然发生偏转

C.反应中,盐桥中的K+会移向CuSO4溶液

D.反应前后铜片质量不改变

答案:C

解析:左侧Cu2+放电,发生还原反应,铜电极上有铜析出,铜片质量增大,A项、D项错误;取出盐桥后,不能形成闭合回路,无电流,指针不偏转,B项错误;原电池中,盐桥中阳离子向正极移动,C项正确。

5.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

答案:A

解析:由①知,金属活动性M>N;M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M表面产生气泡,M作原电池正极,金属活动性P>M;N、E构成的原电池中N作负极,金属活动性N>E。

6.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是(　　)。

A.外电路的电流方向为X外电路Y

B.若两电极分别为Zn和石墨棒,则X为石墨棒,Y为Zn

C.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>Y

D.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应

答案:C

解析:由图可知,电子的流动方向是X外电路Y,则电流的方向就为Y外电路X;X为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y的强;X极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。

7.图1是锌铜原电池示意图。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(　　)。

图1

图2

A.铜棒的质量 B.c(Zn2+)

C.c(H+) D.c(S)

答案:C

解析:在正极Cu上,溶液中的H+获得电子变为氢气,铜棒的质量不变,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+,所以溶液中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。

8.A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。

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顺序是　　　　　　　。 

答案:(1)A-2e-A2+　

(2)Cu2++2e-Cu

(3)变大　

(4)D>A>B>C

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的质量增大,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逐渐变大。

能力提升

1.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(　　)。

答案:A

解析:向a中加入少许胆矾晶体,则有Zn+Cu2+Cu+Zn2+,消耗一部分Zn,所以产生H2的量较少,但生成的Cu与Zn又组成锌铜原电池,增大反应速率,因此曲线的斜率大。

2.(2023福建福州一中高二期中)在通风橱中进行下列实验:

下列说法中不正确的是(　　)。

A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O22NO2

B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应

C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸

D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否持续被氧化

答案:C

解析:Ⅰ中铁和稀硝酸反应生成一氧化氮,一氧化氮遇空气生成二氧化氮,反应的化学方程式为2NO+O22NO2,A项正确;常温下,Fe遇浓硝酸易钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,B项正确;对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,C项错误;Ⅲ中构成原电池,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否持续被氧化,D项正确。

3.下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,下列说法不正确的是(　　)。

A.该装置将化学能转化为电能

B.催化剂b表面O2发生还原反应,其附近酸性增强

C.催化剂a表面的反应是SO2+2H2O-2e-S+4H+

D.若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15

答案:B

解析:该装置没有外加电源,是一个原电池,把化学能转化为电能,A项正确;由图示可看出,电子由a表面转移到b表面,因此a表面发生氧化反应,由题意SO2转化为H2SO4发生氧化反应,因此催化剂a表面SO2发生氧化反应,催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O,消耗H+,其附近酸性减弱,B项错误;催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸,电极反应式为SO2+2H2O-2e-S+4H+,C项正确;催化剂a处的反应为SO2+2H2O-2e-S+4H+,催化剂b处的反应为O2+2H++2e-H2O,总方程式为SO2+H2O+O2H2SO4。设加入的SO2为xg、H2O为yg。则生成H2SO4的质量为g,水的质量变化为yg-g,根据硫酸浓度仍为49%,则×100%=49%,可以求得,D项正确。

4.控制合适的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)。

A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应

B.反应开始时,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,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极

答案:D

解析:由总反应方程式知,I-失去电子(氧化反应),Fe3+得电子(被还原),故A、B项正确;当电流计读数为零时,Fe3+得电子速率等于Fe2+失电子速率,可证明反应达平衡,C项正确;加入Fe2+,导致平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,甲中石墨作负极,D项错误。

5.某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置,回答下列问题。

(1)反应过程中,　　　　棒质量减小。 

(2)负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　。 

(3)反应过程中,当其中一个电极质量增大2 g时,另一电极减小的质量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)2 g。 

(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供N和Cl-,使两烧杯溶液中保持电荷守恒。

①反应过程中N将进入　　　　(填“甲”或“乙”)烧杯。 

②当外电路中转移0.2 mol电子时,乙烧杯中浓度最大的阳离子是　　　　。 

答案:(1)锌

(2)Zn-2e-Zn2+

(3)大于

(4)①乙　②N

解析:(1)锌作负极,失电子,质量减小。

(2)锌失电子,发生反应Zn-2e-Zn2+。

(3)转移0.2mol电子时,铜棒质量增大6.4g,锌棒质量减小6.5g,故反应过程中,当铜电极质量增大2g时,另一电极减小的质量大于2g。

(4)反应过程中,为了保持溶液的电中性,Cl-将进入甲烧杯,N进入乙烧杯。当外电路中转移0.2mol电子时,乙烧杯中有0.1molCu2+消耗,还剩余0.1molCu2+,有0.2molN进入乙烧杯,故乙烧杯中浓度最大的阳离子是N。