（素能提升训练）第4章 第1节 第1课时 原电池的工作原理-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学选择性必修1（人教版2019）

[对应素能提升训练第38页] 1．(淮安涟水一中高二月考)将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述不正确的是(　　) A．甲烧杯中铜片上有气泡，乙烧杯中锌片上有气泡 B．两烧杯中溶液的H＋浓度都减小 C．产生气泡的速率甲比乙快 D．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 解析　甲中形成铜锌原电池，锌作负极，失电子，铜作正极，H＋在铜电极上得电子，生成H2，所以甲中铜片表面有气泡产生，乙装置中只是锌片与稀硫酸间发生了置换反应，化学方程式为：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，乙烧杯中锌片上有气泡，A正确；甲中铜片上氢离子得电子生成氢气，乙中锌和稀硫酸发生置换反应生成氢气，所以两烧杯的溶液中氢离子浓度均减小，B正确；甲能形成原电池，乙不能构成原电池，所以产生气泡的速率甲比乙快，C正确；乙中不构成原电池，铜片不是电极，D错误。 答案　D 2．(福建福州高二月考)有A、B、D、E四种金属，当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B；当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极；当B、E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E、B－2e－===B2＋，则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为(　　) A．A＞B＞E＞D B．A＞B＞D＞E C．D＞E＞A＞B D．D＞A＞B＞E 解析　根据“当A、B、稀硫酸组成原电池时，电子流动方向为A→B”可知，金属性：A＞B；根据“当A、D、稀硫酸组成原电池时，A为正极”可知，金属性：D＞A；根据“当B、E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E、B－2e－===B2＋”可知，金属性：B＞E。综上可知，金属性由强到弱的顺序为D＞A＞B＞E，故选D。 答案　D 3．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(　　) 解析　本题通过电极变化来确定原电池的正负电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。 答案　C 4．(长沙明德中学高二期中)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．电流从锌电极经过导线移向铜电极 B．铜电极上发生反应：Cu－2e－===Cu2＋ C．电池工作一段时间后，乙池的c(Cu2＋)减小 D．电池工作一段时间后，甲池的c(Zn2＋)增加 解析　Zn作负极失电子发生氧化反应，电子从锌电极经过导线移向铜电极，A错误；铜离子在Cu表面得电子发生还原反应，电极上发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，B错误；铜电极上发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，电池工作一段时间后，乙池的c(Cu2＋)减小，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，甲池电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，甲中锌离子通过阳离子交换膜移向乙池，结合电荷守恒，可知c(Zn2＋)不变，D错误。 答案　C 5．如图是某同学设计的原电池装置。下列叙述中正确的是(　　) A．石墨电极上发生还原反应，作原电池的负极 B．Fe电极的电极反应式为Fe2＋＋2e－===Fe C．该原电池的总反应为2H＋＋Fe===H2↑＋Fe2＋ D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子 解析　该原电池的总反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。石墨电极上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Fe电极为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼脂，其作用是传递离子，故C正确。 答案　C 6．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是(　　) A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 解析　 先判断正负极，根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应书写电极方程式。①中Mg活泼，作负极；②中Al能与氢氧化钠溶液反应，Al作负极，总反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，负极为2Al－6e－＋8OH－===2[Al(OH)4]－，总反应减去负极反应就是正极反应，A错误，B正确；③中铁遇浓硝酸钝化，铜常温下可与浓硝酸反应，铜作负极，C错误；④是铁的吸氧腐蚀，Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。 答案　B 7．(河南南阳一中高二开学考试)已知可逆反应：AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O。据此设计出如图所示的实验装置，其中C1、C2均为铂电极，A烧杯中为KI溶液，B烧杯中为酸性Na3AsO4溶液。以下关于该装置的说法错误的是(　　) A．盐桥中的阳离子向B烧杯移动 B．外电路中电流的方向由C2到C1 C．电流表读数为0时，再向B烧杯中滴加浓NaOH溶液，C2作正极 D．电流表读数为0时，表明该可逆反应达到了平衡状态 解析　题给可逆反应正向进行时，AsO得到电子，碘离子失去电子，所以C1是负极，C2是正极，盐桥中的阳离子向B烧杯移动，A正确；C1是负极，C2是正极，因此外电路中电流的方向由C2到C1，B正确；电流表读数为0时，再向B烧杯中滴加浓NaOH溶液，氢离子浓度减小，反应逆向进行，单质碘作氧化剂，所以C1是正极，C2是负极，C错误；该反应为可逆反应，当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再改变，则没有电流通过电流表，所以电流表读数为零，D正确。 答案　C 8．(辽宁六校联考)已知Cr2O的氧化性大于Fe3＋。根据如图所示装置(盐桥中装有琼脂，内含K2SO4)，下列叙述错误的是(　　) A．a为电池的正极，b为电池的负极 B．a极的电极反应式为Cr2O＋H2O===2CrO＋2H＋ C．b极的电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋ D．电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯 解析　由原电池的工作原理和图示可知，负极Fe2＋失电子，发生氧化反应，正极Cr2O得电子，即a为正极，b为负极，A正确；正极的电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋=== 2Cr3＋＋7H2O，B错误；负极Fe2＋失电子生成Fe3＋，C正确；原电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极区，即移向乙烧杯，D正确。 答案　B 9．(湖南邵阳高二期中)鱼雷是一种水中兵器，可从舰艇、飞机上发射，发射后可自己控制航行方向和深度，遇到舰船，只要一接触就可以爆炸。某种鱼雷采用Al-Ag2O动力电池，以溶有氢氧化钾的流动海水为电解质溶液，电池总反应为2Al＋3Ag2O＋2KOH＋3H2O===6Ag＋2K[Al(OH)4]，下列说法中错误的是(　　) A．Ag2O为电池正极 B．Al在电池反应中被氧化 C．电子由Ag2O极经外电路流向Al极 D．溶液中的OH－向Al极迁移 解析　根据电池总反应可知，铝元素的化合价升高，失去电子，即Al作电池的负极，则Ag2O作电池的正极，故A正确；根据电池总反应，铝元素的化合价升高，被氧化，故B正确；根据原电池工作原理，外电路中电子从负极流向正极，即由Al极流向Ag2O极，故C错误；根据原电池工作原理，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即OH－向Al极迁移，故D正确。 答案　C 10．如图所示是原电池的装置图。请回答： (1)若C为稀硫酸，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为____________________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(选填“升高”“降低”或“基本不变”)。 (2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如上图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为________，B(正极)极材料为________，溶液C为________。 (3)若C为CuCl2溶液，Zn是________极，Cu极发生________反应，电极反应式为________________________。反应过程溶液中c(Cu2＋)________(选填“变大”“变小”或“不变”)。 解析　(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高。(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液。(3)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2＋在正极得到电子变成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋发生了反应，则c(Cu2＋)变小。 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑　升高 (2)Cu　石墨　FeCl3溶液(合理即可) (3)负　还原　Cu2＋＋2e－===Cu　变小 11．(伊犁高二检测)某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中A烧杯内的溶液温度升高，B烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。 (1)A烧杯中反应的离子方程式为____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)B中Zn板是________极，发生的电极反应是______________________________， Cu板上的现象是_________________________________________________________， 发生的电极反应是________________________________________________________。 (3)从能量转化的角度来看，A、B中反应物的总能量________(选填“大于”“小于”或“等于”)生成物总能量，A中是将化学能转变为________，B中主要是将化学能转变为________。 (4)该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是________(填字母序号)。 A．原电池反应的过程中一定有电子转移 B．原电池装置需要2个电极 C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 解析　(1)锌与氢离子反应生成锌离子与氢气，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；(2)锌－铜－稀硫酸原电池中，活泼金属锌作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，氢离子在正极铜上得电子产生氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；(3)A烧杯中温度升高，该反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量；该反应将化学能转化成热能，原电池是将化学能转化成电能；(4)原电池要有自发进行的氧化还原反应发生，一定有电子的转移，故A正确；原电池的构成条件必须有两个电极，故B正确；活泼金属作负极失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，一般负极溶解，正极质量增重或析出气体，故C错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故D正确。 答案　(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (2)负　Zn－2e－===Zn2＋　有无色气体产生　2H＋＋2e－===H2↑　(3)大于　热能　电能　(4)ABD 12．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，________棒质量减少。 (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加2 g时，另一电极减轻的质量________(选填“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NH和Cl－，使两烧杯溶液中保持电荷守恒。 ①反应过程中NH将进入________(选填“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________。 解析　(1)锌棒作负极，在反应中失去电子而溶解，所以质量减小。(2)负极为锌，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。(3)转移0.2 mol电子时，铜棒质量增加6.4 g，锌棒质量减少 6.5 g，故反应过程中，当铜电极 质量增加2 g时，另一电极减少的质量大于2 g。(4)①反应过程中，为了保持溶液的电中性，Cl－将进入甲烧杯，NH进入乙烧杯。②当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中有0.1 mol Cu2＋消耗，还剩余0.1 mol Cu2＋，有0.2 mol NH进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是NH。 答案　(1)锌　(2)Zn－2e－===Zn2＋　(3)大于 (4)①乙　②NH 学科网（北京）股份有限公司 $$