第1章 第2节 第1课时 原电池的工作原理-【创新教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1五维课堂Word课时作业（鲁科版2019）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．“暖宝宝”采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当(　　) A．正极　　　　　　　 B．负极 C．阳极 D．阴极 解析：B　[铁粉与活性炭作为原电池的电极，食盐水作为电解质溶液，加快铁粉的氧化，即铁粉失电子作负极。] 2．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和碳棒，则X为碳棒，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 解析：C　[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。所以A、B、D错误，C正确。] 3．理论上不能设计为原电池的化学反应是(　　) A．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0 B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l)　ΔH＜0 C．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH＜0 D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)===3FeCl2(aq)　ΔH＜0 解析：B　[原电池反应均是自发进行的放热的氧化还原反应，选项A、C、D均属氧化还原反应，理论上可以设计成原电池，而选项B是非氧化还原反应，不能设计成原电池。] 4．如图装置，在盛水的烧杯中，铁圈和银圈的相接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)(　　) A．铁圈和银圈左右摇摆不定 B．保持平衡状态不变 C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜 解析：D　[构成原电池，较活泼的铁作负极，失去电子，发生氧化反应生成亚铁离子，质量减少；较不活泼的银作正极，铜离子在正极得到电子，发生还原反应生成铜，在银圈上析出，质量增加，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜，D正确。] 5．有M、N、P、E四种金属，已知；①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接后放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡产生；③N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则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 解析：A　[由①知，还原性：M＞N；由②知，M为原电池正极，故还原性：P＞M；由③知，N为原电池负极，故还原性：N＞E。综上所述，还原性：P＞M＞N＞E。] 6．将铜片和银片用导线连接插入硝酸银溶液中，当线路中有0.2 mol的电子发生转移时，负极质量的变化是(　　) A．增加6.4 g B．增加2.16 g C．减轻6.4 g D．减轻2.16 g 解析：C　[构成的原电池中负极是单质铜失去电子变成铜离子进入溶液，每1 mol铜失去2 mol电子，所以负极有0.1 mol铜失去电子变成Cu2＋进入溶液，质量减轻6.4 g。] 7．(双选)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述正确的是(　　) A．电极Ⅰ上发生还原反应，该电极作原电池的正极 B．电极Ⅱ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu C．该原电池的总反应为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ D．盐桥中装有含琼脂的氯化钾饱和溶液，其作用是传递电子 解析：AC　[电极Ⅰ上铁离子得到电子发生还原反应，该电极作原电池的正极，A项正确。电极Ⅱ为原电池的负极，发生氧化反应，即Cu－2e－===Cu2＋，B项错误。该装置中发生的氧化还原反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，C项正确。 盐桥中的电解质电离出的离子发生定向移动进而形成电流，即盐桥中移动的是离子，D项错误。] 8．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) A．①②中Mg作为负极，③④中Fe作为负极 B．②中Mg作为正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 解析：B　[Mg比Al活泼，在①中Mg作负极，但在NaOH溶液中，Mg不反应，而Al可以反应，故②中Al是负极。在③浓硝酸中铁会钝化，故Cu为负极、Fe为正极。在④中由于不断向Cu极附近通入空气，而O2比溶液中的H＋得电子能力强，故Fe失电子，在Cu极O2得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。] 9．有关图中装置的说法中正确的是(　　) A．氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应 B．乙池中电极反应式为NO＋4H＋＋e－===NO2↑＋2H2O C．当铜棒质量减少6.4 g时，甲池溶液质量增加6.4 g D．当铜棒质量减少6.4 g时，向乙池密封管中通入标准状况下1.12 L O2，将使气体全部溶于水 解析：D　[A项，该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NO得到电子，电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O，B项错误；C项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，甲池溶液中Cu2＋增加0.1 mol，但由于盐桥中Cl－向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4 g，C项错误；D项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，转移电子的物质的量是0.2 mol，所以根据电极反应式：NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2 mol，则根据反应式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，需要氧气的物质的量是0.05 mol，其在标准状况下的体积是1.12 L，D项正确。] 10．(双选)Mg—H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。如图所示该电池以海水为电解质溶液。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生还原反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正极移动 解析：BC　[由电池总反应Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O可知，在该过程中镁被氧化，故镁电极为负极，A错误；H2O2为氧化剂，在石墨电极上被还原为水，发生的电极反应为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，则石墨电极附近溶液的pH增大，B、C正确；在原电池中，阴离子移向负极，D错误。] 11．利用反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋设计了如图所示的原电池。回答下列问题： (1)该原电池的负极材料是　______　，发生　________　(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)X是　________　，Y是　________　。 (3)正极上出现的现象是____________________________________________。 (4)在外电路中，电子从　________　(填写电极材料)极流向　________　极。 解析：在反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋中，Cu作还原剂，即为原电池的负极材料，失去电子，发生氧化反应，Ag＋作氧化剂，在原电池的正极得电子，故银棒上有银白色物质析出。左右两个烧杯中的电解质溶液依据其中的电极材料选择，在双液原电池中，电极材料中的金属元素一般与电解质溶液中的相同，故X是CuSO4溶液或其他可溶性铜盐溶液，Y是AgNO3溶液。 答案：(1)Cu　氧化 (2)CuSO4[CuCl2、Cu(NO3)2等可溶性铜盐也可]溶液　AgNO3溶液 (3)银棒上有银白色物质析出　(4)Cu　Ag 12．已知反应AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O，现设计如图实验装置，进行下列操作： (Ⅰ)向右侧烧杯内逐滴加入浓盐酸，发现检流计指针偏转； (Ⅱ)若改向右侧烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现检流计指针与(Ⅰ)实验的偏转方向相反。 请回答下列问题： (1)两次操作中指针发生偏转的原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：由于反应AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O是可逆的，也是氧化还原反应。而且满足：①不同环境中的两电极(连接)；②电解质溶液(电极插入其中，可发生自发的氧化还原反应)；③形成闭合回路。因此可构成原电池。 当加酸时，c(H＋)增大，平衡正向移动；C1：2I－－2e－===I2，是负极；C2：AsO＋2H＋＋2e－===AsO＋H2O，是正极。当加碱时，c(OH－)增大，平衡向逆反应方向移动；C1：I2＋2e－===2I－，是正极；C2：AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O，是负极。 答案：(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转化成电能 (2)(Ⅰ)加酸，c(H＋)增大，平衡正向移动，AsO得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。(Ⅱ)加碱，c(OH－)增大，平衡逆向移动，AsO失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即检流计指针偏转方向不同 (3)2I－－2e－===I2 (4)AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O 13．(素养题)如图所示，烧杯内盛有浓硝酸，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，甲、乙两同学在确定电池的正、负极时发生了争执，甲认为Fe比Pb活泼，Fe应为负极；乙认为Fe在浓硝酸中钝化，Pb应为负极。 (1)丙同学认为将浓硝酸换成另一种溶液，根据检流计指针偏转的情况可判断甲与乙谁的观点对。则换成的另一种溶液可以是　________　，若指针偏转方向与浓硝酸作电解液时的偏转方向　________　(填“相同”或“不相同”)，则证明甲同学的观点对。 (2)若在Fe、Pb足量的情况下，观察到后来检流计指针反方向偏转，该现象支持　________　(填“甲”或“乙”)同学的观点，检流计指针反方向偏转的原因是______________________ ________________________________________________________________________。 解析：已知对比实验中原电池的正、负极，将对比实验中检流计指针的偏转方向与图示原电池中检流计指针的偏转方向对照，来确定图示原电池的正、负极。若证明甲同学的观点正确，则需将浓硝酸换成能与铁和铅都反应的酸溶液，但不能使铁发生钝化，因此该酸溶液可以是稀硫酸或稀盐酸。 答案：(1)稀硫酸或稀盐酸(合理即可)　相同 (2)乙　开始时，Pb作负极失电子，电子经导线流向Fe极；随着反应的进行，浓硝酸变成稀硝酸，Fe作负极失电子，电子经导线流向Pb极 学科网（北京）股份有限公司 $$