第1章 第2节 第1课时 原电池的工作原理（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

第1章　第2节　第1课时 1．铜锌原电池的原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．a电极发生还原反应 B．盐桥中K＋移向a电极 C．b电极反应式为Cu2＋＋2e—===Cu D．电子由Zn电极流出，经盐桥溶液流向b电极 C　[Zn的活泼性强于Cu，则铜锌原电池中，Zn作负极，发生氧化反应，A错误；b电极是正极，盐桥中阳离子向正极区移动，则盐桥中K＋移向b电极，B错误；溶液中Cu2＋在b电极上发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，C正确；电子由负极经导线流向正极，则电子由Zn电极流出经电流计流向Cu电极，电子不能经过盐桥溶液，D错误。] 2．下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A．①中Mg作负极，电子流向：Mg→→ B．②中Mg作负极，电极反应式：6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Cu作负极，电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式：2H＋－2e－===H2↑ C　[电子只能在电极和导线之间流动，不能进入电解质溶液，A错误；Mg－Al－NaOH溶液形成的原电池中，Mg作正极，发生还原反应生成H2，B错误；常温下，Fe在浓硝酸中钝化，Cu作负极，发生氧化反应生成Cu2＋，C正确；NaCl溶液呈中性，Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。] 3．将反应 Cu(s)＋2Ag＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是(　　) A．电极X是正极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ B．银电极板质量逐渐减小，Y溶液中c(Ag＋)增大 C．当X电极的质量变化0.64 g时，Y溶液的质量变化为2.16 g D．外电路中电流由银极流向铜极 D　[由电池总反应可知，Cu被氧化生成Cu2＋，则电极X是铜，作原电池的负极，电极反应式为Cu－2e—===Cu2＋，A错误；银电极是正极，电极反应式为2Ag＋＋2e—===2Ag，故Y溶液中c(Ag＋)减小，银电极板质量逐渐增大，B错误；X电极质量变化0.64 g时，消耗0.01 mol Cu，电路中通过0.02 mol 电子，则银电极上析出0.02 mol Ag，同时盐桥中有0.02 mol K＋移向Y溶液，故Y溶液的质量变化为0.02 mol×108 g·mol－1－0.02 mol×39 g·mol－1＝1.38 g，C错误；外电路中，电流由正极流向负极，则电流由银极流向铜极，D正确。] 4．锌－空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源，该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时，下列说法不正确的是(　　) A．氧气在石墨电极上发生还原反应 B．该电池放电时，OH－向石墨电极移动 C．石墨电极的电势高于Zn电极 D．该电池的负极反应为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O B　[电池放电时，Zn转化为ZnO，则Zn电极是负极，石墨电极是正极。O2在石墨电极上发生还原反应，A正确；放电时，阴离子向负极移动，则OH－向Zn电极移动，B错误；石墨电极是正极，正极电势高于负极，电解质溶液是KOH溶液，Zn在负极上发生氧化反应生成ZnO，则电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，D正确。] 1．铜锌原电池装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．铜电极上发生氧化反应 B．电流从锌片流向铜片 C．盐桥中K＋向负极移动 D．锌电极上发生的反应：Zn － 2e－ === Zn2＋ D　[Zn比Cu活泼，则铜电极是正极，发生还原反应，A错误；电流从正极流向负极，则该电池的电流由铜片流向锌片，B错误；盐桥可作内电路的一部分，阳离子向正极移动，则盐桥中K＋向正极移动，C错误；锌电极是负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－ === Zn2＋，D正确。] 2．结合下图判断，下列说法正确的是(　　) A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋ B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动 D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大 D　[装置Ⅰ中Zn作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；装置Ⅱ中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A错误。装置Ⅰ中Fe作正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；装置Ⅱ中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，B错误。装置Ⅰ盐桥中阳离子向左侧烧杯移动，装置Ⅱ盐桥中阳离子向右侧烧杯移动，以保持烧杯中电解质溶液呈电中性，C错误。装置Ⅰ左侧烧杯中Fe电极反应生成OH—，装置Ⅱ右侧烧杯中Cu电极反应消耗H＋，故两烧杯中溶液的pH均增大，D正确。] 3．研究人员研制出一种新型储备电源—锂水电池(结构如图，高硅铸铁为惰性辅助电极)，使用时加入水即可放电。下列关于该电池工作时的说法正确的是(　　) A．OH－向高硅铸铁电极移动 B．高硅铸铁发生反应为2H＋＋2e－===H2↑ C．负极的电极反应式为Li－e－===Li＋ D．电流的方向：锂电极→导线→高硅铸铁电极 C　[锂电极是负极，高硅铸铁电极是正极，电解质溶液中阴离子向负极移动，则OH－向锂电极移动，A错误。电解质溶液是LiOH溶液，溶液呈碱性，则高硅铸铁电极上反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B错误。Li电极是负极，Li失电子被氧化，电极反应式为Li－e－===Li＋，C正确。电流由正极流出，经导线流入负极，故电流方向：高硅铸铁电极→导线→锂电极，D错误。] 4．一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测量电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是(　　) A．右池中银电极作负极 B．总反应式为：Ag＋＋Cl－===AgCl↓ C．正极电极反应为：Ag－e－===Ag＋ D．盐桥中的NO向右池方向移动 B　[该装置中两个烧杯通过盐桥连接，则该装置为“双液”原电池；工作一段时间后，两电极的质量均增大，据此可知右池中Ag电极发生还原反应析出Ag：Ag＋＋e－===Ag，则该电极为正极，A错误；左侧烧杯中Ag电极为负极，电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl↓，综合可得电池总反应式为Ag＋＋Cl－===AgCl，B正确；由A项分析可知，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，C错误；盐桥中NO离子向负极移动，即向左池中移动，D错误。] 5．利用铜和石墨做电极，在盐酸介质中，铜与氢叠氮酸(HN3)构成原电池，总反应方程式为：2Cu＋2Cl－＋HN3＋3H＋===2CuCl(s)＋N2＋NH。下列判断正确的是(　　) A．电子从石墨电极流向铜电极 B．溶液中C1－向石墨电极移动 C．每转移1 mol电子，负极减重64 g D．正极反应式为：HN3＋3H＋＋2e－===N2＋NH D　[由电池总反应可知，Cu发生氧化反应生成CuCl(s)，则铜电极是负极，石墨是正极，电子由负极流向正极，故电子从铜电极流向石墨电极，A错误；溶液中阴离子向负极移动，则溶液中C1－向铜电极移动，B错误；负极反应式为2Cu＋2Cl－－2e－===2CuCl↓，故电路中转移1 mol电子时，负极上生成1 mol CuCl，负极质量增重35.5 g，C错误；用电池总反应式减去负极反应式可得，正极反应式为HN3＋3H＋＋2e－===N2＋NH，D正确。] 6．用单质铁去除酸性水体中NO的原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．能量转化形式主要为化学能转化为电能 B．电极材料分别为Fe和Fe3O4 C．负极反应为：NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O D．该原理的总反应可表示为：NO＋3Fe＋2H＋＋H2O===NH＋Fe3O4 C　[单质铁去除酸性水体中NO形成原电池，将化学能转化为电能，A正确；由图可知，Fe失去电子发生氧化反应，则Fe作负极，Fe3O4作正极，B正确； Fe作负极，发生氧化反应生成Fe2＋，而NO则在正极上得电子被还原生成NH，故正极反应为NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O，C错误；反应原理是Fe、NO反应生成Fe3O4和NH，结合得失电子守恒可得总反应为NO＋3Fe＋2H＋＋H2O===NH＋Fe3O4，D正确。] 7．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。根据这一特点科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。下列有关说法正确的是(　　) A．装置中电流方向由Cu经导线到Ag2O B．测量原理示意图中，Ag2O为负极 C．负极的电极反应式为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O D．电池工作时，OH－向正极移动 C　[由电池总反应可知，Cu发生氧化反应，则Cu极是负极，Ag2O/Ag极是正极，原电池中电流由正极经导线流向负极，故电流方向由Ag2O/Ag极流向Cu极，A错误；由A项分析可知，Ag2O/Ag极为正极，B错误；负极上Cu失电子被氧化生成Cu2O，电极反应式为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，C正确；电池工作时，阴离子向负极移动，故OH－向Cu电极移动，D错误。] 8．根据反应KMnO4＋FeSO4＋H2SO4―→MnSO4＋Fe2(SO4)3＋K2SO4＋H2O(未配平)设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1.0 mol/L，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是(　　) A． 石墨b是原电池的负极，发生氧化反应 B． 忽略溶液体积变化，Fe2(SO4)3浓度变为 1.5 mol/L时，反应中转移的电子为0.1 mol C． 甲烧杯中的电极反应式：MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O D． 电池工作时，盐桥中的K＋向甲烧杯中移动 B　[由电池总反应可知，FeSO4发生氧化反应生成Fe2(SO4)3，则石墨b是负极，A正确；Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L时，反应中消耗Fe2＋的物质的量为(1.5 mol/L－1.0 mol/L)×0.2 L×2＝0.2 mol，则反应中转移0.2 mol 电子，B错误；甲烧杯中KMnO4被还原生成MnSO4，电极反应式为MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O，C正确；电池工作时，盐桥中阳离子向正极移动，故K＋向甲烧杯中移动，D正确。] 9．某化学兴趣小组的研究课题为探究铝电极在原电池中的作用，为了完成这一课题，他们设计并进行了一系列实验，实验结果记录如下表： 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、C(石墨) 稀盐酸 偏向C(石墨) 4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg 5 Al、Cu 浓硝酸 先偏向Cu，片刻后偏向Al 根据表中的实验现象回答下列问题： (1)实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同_________。(填“是”或“否”) (2)根据实验3完成下列填空： ①铝为________极，电极反应式为： ________________________________________________________________________。 ②石墨为________极，电极反应式为： ________________________________________________________________________。 ③电池总反应方程式为： ________________________________________________________________________。 (3)实验4中铝作________极，写出铝电极的电极反应式： ________________________________________________________________________。 (4)解释实验5中电流计指针先偏向Cu，片刻后偏向Al的原因： ________________________________________________________________________。 解析　(1)实验1中Mg比Al更活泼，形成原电池时，Al作正极，电流计指针偏向Al；实验2中Al比Cu活泼，形成原电池时，Al作负极，电流计指针偏向Cu。 (2)Al、C(石墨)形成原电池，电流计指针偏向C(石墨)，则C(石墨)作正极，电极反应式为6H＋＋6e－===3H2↑；Al作负极，电极反应式为2Al－6e－===2Al3＋。 (3)实验4中电流计指针偏向Mg，则Mg作正极，Al作负极，电解质溶液是NaOH溶液，则铝电极的反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O。 (4)常温下，Al遇浓硝酸先发生钝化，此时Al作负极，Cu作正极，指针先偏向Cu，片刻后Cu与浓硝酸发生氧化还原反应，Cu作负极，Al作正极，指针偏向Al。 答案　(1)否　(2)①负　2Al－6e－===2Al3＋　②正　6H＋＋6e－===3H2↑　③2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)负　Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O (4)Al遇浓硝酸先发生钝化，此时Al作负极，Cu作正极，指针先偏向Cu，片刻后Cu与浓硝酸发生氧化还原反应，Cu作负极，Al作正极，指针偏向Al 学科网（北京）股份有限公司 $$