1.1原电池 同步作业 《化学（加工制造类）》 高教版

1.1原电池 同步作业 《化学（加工制造类）》 高教版 一、选择题（每题 4 分，共 40 分） 1.下列关于原电池的说法，正确的是（） A. 原电池是将电能转化为化学能的装置 B. 原电池的工作基础是氧化还原反应的电子转移 C. 所有化学反应都能设计成原电池 D. 原电池中两个电极必须是不同的金属 2.加工制造中，下列装置能构成原电池的是（） A. 铜片、锌片分别插入稀硫酸中，未用导线连接 B. 铜片、锌片插入稀硫酸中，用导线连接并形成闭合回路 C. 铜片插入稀硫酸中，导线连接铜片和石墨，石墨未插入溶液 D. 铜片、锌片插入酒精中，用导线连接形成闭合回路 3.原电池中，关于正、负极的判断，错误的是（） A. 负极发生氧化反应，失去电子 B. 正极发生还原反应，得到电子 C. 活泼性更强的金属通常作负极 D. 正极一定是不活泼金属或非金属 4.加工制造中，利用原电池原理的工艺是（） A. 金属电镀（如铁件镀铜） B. 钢铁的吸氧腐蚀防护 C. 电解水制备氢气 D. 金属的化学除锈 5.下列关于原电池工作原理的说法，错误的是（） A. 电子从负极经导线流向正极 B. 电解质溶液中阳离子向正极移动 C. 负极材料被氧化，质量可能减小 D. 正极发生氧化反应，生成新物质 6.加工制造中，常用的干电池（如锌锰干电池）属于原电池，其负极材料是（） A. 锌筒 B. 石墨棒 C. 二氧化锰 D. 氯化铵电解质 7.下列因素中，不会影响原电池反应速率的是（） A. 电极材料的活泼性差异 B. 电解质溶液的浓度 C. 电极的表面积大小 D. 反应容器的体积大小 8.加工制造中，为减缓钢铁制品的腐蚀，可利用原电池原理采用的方法是（） A. 在钢铁表面涂油漆 B. 将钢铁与更活泼的金属（如锌）连接 C. 对钢铁进行淬火处理 D. 用砂纸打磨钢铁表面的氧化皮 9.下列关于原电池应用的说法，错误的是（） A. 原电池可用于制作化学电源（如电池），为小型设备供电 B. 原电池原理可用于金属防腐（牺牲阳极法） C. 原电池可用于加快某些化学反应的速率 D. 原电池能将所有化学能完全转化为电能 10.某原电池由铜、铁和稀硫酸组成，下列说法正确的是（） A. 铜作负极，发生氧化反应 B. 铁作正极，发生还原反应 C. 电子从铁经导线流向铜 D. 电解质溶液中氢离子向铁电极移动 二、填空题（共 30 分） 1.原电池是将______能转化为______能的装置，其构成必须满足三个核心条件：① 有两种______不同的电极材料；② 电极插入______溶液中；③ 形成______回路。 2.原电池中，______极发生氧化反应，失去电子；______极发生还原反应，得到电子；电子的流动方向是从______极经导线流向______极。 3.加工制造中，钢铁的吸氧腐蚀是典型的原电池反应，其中______作负极，被氧化生成铁锈；______作正极，氧气在正极得到电子生成氢氧根离子。 4.常用的化学电源（如干电池、锂电池）本质上都是原电池，其核心优势是______、______，可为工业小型设备或民用产品供电。 5.原电池原理在工业中的核心应用包括______和______，前者用于提供电能，后者用于保护金属制品。 三、简答题（共 30 分） 1.简述原电池的构成条件及工作原理（10 分） 2.结合加工制造实例，分析钢铁吸氧腐蚀的原电池构成、电极反应及危害，并说明如何利用原电池原理防护（10 分） 3.设计一个简单实验验证原电池的工作原理，写出实验器材、操作步骤、实验现象及结论（10 分） 参考答案 一、选择题 1.B（解析：A 项原电池是将化学能转化为电能；C 项只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池；D 项电极可是金属与非金属，如锌和石墨） 2.B（解析：构成原电池需满足 “两电极、电解质溶液、闭合回路”，B 项符合；A 项无闭合回路，C 项石墨未插入溶液（无电解质接触），D 项酒精是非电解质，无法导电） 3.D（解析：正极可为不活泼金属或非金属（如石墨），但并非 “一定”，特殊情况下活泼金属也可作正极（如浓硝酸中铜作正极、铁作负极）） 4.B（解析：A、C 项是电解池原理；D 项是化学除锈，与原电池无关；钢铁吸氧腐蚀是原电池反应，防护时可利用原电池原理（牺牲阳极法）） 5.D（解析：正极发生还原反应，负极发生氧化反应，D 项错误；A、B、C 项均为原电池工作原理的正确表述） 6.A（解析：锌锰干电池中，锌筒作负极（被氧化），石墨作正极，二氧化锰是氧化剂，氯化铵是电解质） 7.D（解析：电极活泼性差异、电解质浓度、电极表面积会影响反应速率；反应容器体积与原电池反应速率无关） 8.B（解析：A 项是物理防护；C 项是改变金属内部结构；D 项是去除氧化皮；B 项是牺牲阳极法，利用原电池原理，让更活泼金属作负极保护钢铁） 9.D（解析：原电池工作时会有能量损耗（如热能），不能完全转化为电能；A、B、C 项均为原电池的正确应用） 10.C（解析：铁比铜活泼，铁作负极（氧化反应），铜作正极（还原反应）；电子从负极（铁）流向正极（铜）；氢离子向正极（铜）移动） 二、填空题 1.化学；电；活泼性；电解质；闭合 2.负；正；负；正 3.铁（或 Fe）；碳（或 C，钢铁中的杂质） 4.便携；稳定（或供电持续、体积小等合理即可） 5.化学电源（或电池制备）；金属防腐（或牺牲阳极法） 三、简答题 1.构成条件及工作原理： （1）构成条件：① 两个活泼性不同的电极（金属与金属、或金属与非金属，如锌和铜、锌和石墨）；② 电极必须插入电解质溶液中（能导电的溶液，如稀硫酸、氯化钠溶液）；③ 用导线连接电极，形成闭合回路（电子可流通、离子可迁移）。 （2）工作原理：原电池的核心是自发的氧化还原反应，电子发生定向转移；负极材料失去电子（氧化反应），电子经导线流向正极；电解质溶液中阳离子向正极移动，在正极得到电子（还原反应）；电子的定向流动形成电流，实现化学能向电能的转化。 2.钢铁吸氧腐蚀的分析及防护： （1）原电池构成：① 负极：钢铁中的铁（Fe）；② 正极：钢铁中的碳杂质（C）；③ 电解质溶液：钢铁表面的水膜（含少量离子，能导电）；④ 闭合回路：铁、碳、水膜形成的自然回路。 （2）电极反应：① 负极（Fe）：铁失去电子被氧化，Fe - 2e⁻ = Fe²⁺；② 正极（C）：氧气得到电子与水反应生成氢氧根离子，O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻；最终 Fe²⁺与 OH⁻结合生成氢氧化亚铁，进一步氧化为铁锈（Fe₂O₃・nH₂O）。 （3）危害：铁锈质地疏松，无法保护内部钢铁，导致钢铁制品腐蚀失效（如机械零件报废、管道泄漏）。 （4）原电池原理防护（牺牲阳极法）：将钢铁制品与更活泼的金属（如锌、镁）连接，形成原电池；活泼金属作负极（被氧化消耗），钢铁作正极（被保护，不发生腐蚀）；例如，船舶外壳连接锌块，桥梁钢结构连接镁块。 3.验证原电池工作原理的实验： （1）实验器材：锌片、铜片、导线、电流计、烧杯、稀硫酸溶液。 （2）操作步骤：① 向烧杯中加入适量稀硫酸；② 分别将锌片、铜片插入稀硫酸中，观察现象；③ 用导线连接锌片、铜片和电流计，形成闭合回路，观察电流计指针变化和电极现象。 （3）实验现象：① 未连接导线时，锌片表面有气泡（Zn 与稀硫酸反应生成 H₂），铜片无现象；② 连接闭合回路后，电流计指针偏转（有电流产生）；锌片表面气泡减少，铜片表面出现大量气泡。 （4）结论：① 闭合回路形成后产生了电流，证明原电池可将化学能转化为电能；② 铜片表面产生气泡，说明电子从锌片经导线流向铜片，氢离子在铜片（正极）得到电子生成氢气，符合原电池工作原理。 学科网（北京）股份有限公司 $