2019年高中化學第四章電化學基礎41原電池練習新人教版選修4

第一節(jié)原電池基礎鞏固1下列反應可用于設計原電池的是()A.H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2OB.2FeCl3+Fe3FeCl2C.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑D.NaCl+AgNO3NaNO3+AgCl↓答案B2有關原電池的下列說法中正確的是()A.在外電路中電子由正極流向負極B.在原電池中,只能用金屬鋅作負極C.原電池工作時,陽離子向正極方向移動D.原電池工作時,陽離子向負極方向移動答案C3有關如圖所示原電池的敘述,正確的是(鹽橋中裝有含瓊脂的KCl飽和溶液)()A.銅片上發(fā)生氧化反應B.取出鹽橋后,電流計依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.反應中,鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液D.反應前后銅片質(zhì)量不改變答案C4某原電池反應的離子方程式為Fe+2H+Fe2++H2↑,則下列說法中正確的是()A.可以用HNO3作電解質(zhì)溶液B.可以用鋅作原電池正極C.可以用鐵作負極,鐵的質(zhì)量不變D.可以用銅作原電池正極答案D5根據(jù)原電池的有關知識,下列反應不能用于原電池的是()A.2H2+O22H2OB.2CH3OH+3O22CO2+4H2OC.Zn+2HClZnCl2+H2↑D.NaOH+HClNaCl+H2O解析原電池反應必須是放出能量的自發(fā)氧化還原反應,選項D是非氧化還原反應,故它不可以用于原電池。答案D6下列敘述正確的是()A.反應AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O,可以設計成原電池B.Zn和稀硫酸反應時,加入少量CuSO4溶液能加快產(chǎn)生H2的速率C.把Fe片和Cu片放入稀硫酸中,并用導線把二者相連,觀察到Cu片上產(chǎn)生大量氣泡,說明Cu與H2SO4能發(fā)生反應而Fe被鈍化D.ZnCu原電池工作過程中,溶液中H+向負極作定向移動答案B7在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的是()A.正極附近的SO4B.電子通過導線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出D.銅片上有H2逸出解析題干所述裝置屬于原電池裝置,負極反應式:Zn2eZn2+,正極反應式:2H++2eH2↑,電子由負極流出經(jīng)過外電路流向正極。為形成閉合回路,溶液中的陰離子向負極移動,陽離子向正極移動。答案D8如圖所示的原電池裝置,X、Y為兩電極,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,外電路中的電子流向如圖所示,對此裝置的下列說法正確的是()A.外電路的電流方向為:X→外電路→YB.若兩電極分別為Zn和石墨棒,則X為石墨棒,Y為ZnC.若兩電極都是金屬,則它們的活動性為X>YD.X極上發(fā)生的是還原反應,Y極上發(fā)生的是氧化反應解析由圖可知,電子的流動方向是X→外電路→Y,則電流的方向就為Y→外電路→X;X為原電池的負極,Y為正極,X的活動性比Y的強;X極應發(fā)生氧化反應,Y極應發(fā)生還原反應。答案C9控制合適的條件,將反應2Fe3++2I2Fe2++I2設計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A.反應開始時,乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B.反應開始時,甲中石墨電極上Fe3+被還原C.電流計讀數(shù)為零時,反應達到化學平衡狀態(tài)D.電流計讀數(shù)為零后,在甲中溶入FeCl2固體,乙中石墨電極為負極解析由總反應方程式知,I失去電子(氧化反應),Fe3+得電子(被還原),故A、B項正確;當電流計讀數(shù)為零時,即說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,可證明反應達平衡,C項正確;加入Fe2+,導致平衡逆向移動,則Fe2+失去電子生成Fe3+,甲中石墨作負極,D項錯誤。答案D10將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是()A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負極C.兩燒杯中溶液的pH均增大D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢解析乙燒杯中鋅與銅沒有接觸,不能構(gòu)成原電池,但鋅可以與稀硫酸直接反應,放出H2;甲燒杯中銅片和鋅片用導線連接后插入稀硫酸中形成了原電池,由于金屬活動性Zn>Cu,所以鋅為負極,銅片上有H2放出,加快了鋅的溶解。答案C11下圖所示原電池正極的反應式為

。

解析該原電池中,Cu比Ag活潑,所以Cu作負極,Ag作正極,電池總反應是Cu與Ag+發(fā)生置換反應生成Ag單質(zhì),所以正極反應式為Ag++eAg。答案Ag++eAg12酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料?；卮鹣铝袉栴}:(1)該電池的正極反應式為,電池反應的離子方程式為。

(2)維持電流強度為0.5A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅g。(已知F=96500C·mol1)

解析(1)電池正極發(fā)生還原反應,所以正極反應式為MnO2+H++eMnOOH,負極反應式為Zn2eZn2+,所以電池反應為Zn+2MnO2+2H+Zn2++2MnOOH。(2)因電流強度I=Qt,所以Q=It=0.5A×5min×60s·min1所以通過電子物質(zhì)的量為Q所以消耗Zn的質(zhì)量為:150C96500C·答案(1)MnO2+H++eMnOOH2MnO2+Zn+2H+2MnOOH+Zn2+[注:式中Zn2+可寫為Zn(NH3)42+、Zn(NH3)2Cl2等,H+可寫為NH4(2)0.0513有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性強弱,兩人均使用鎂片與鋁片作電極,但甲同學將電極放入6mol·L1的H2SO4溶液中,乙同學將電極放入6mol·L1的NaOH溶液中,如圖所示:(1)寫出甲池中負極的電極反應式:。

(2)寫出乙池中負極的電極反應式和總反應的離子方程式:負極;總反應的離子方程式。

(3)如果甲與乙同學均認為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬,則構(gòu)成負極材料的金屬應比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”,則甲會判斷出活動性更強,而乙會判斷出活動性更強。(填寫元素符號)

(4)由此實驗,可得到如下哪些正確結(jié)論。

A.利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的介質(zhì)B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強C.該實驗說明金屬活動性順序已過時,已沒有實用價值D.該實驗說明化學研究對象復雜,反應受條件的影響較大,因此應具體問題具體分析(5)丙同學依據(jù)甲、乙同學的思路,設計如下實驗:將鋁片和銅片用導線相連,一組插入濃硝酸中,一組插入稀NaOH溶液中,分別形成了原電池。①在這兩個原電池中,負極分別為。

A.鋁片、銅片 B.銅片、鋁片C.鋁片、鋁片 D.銅片、銅片②寫出插入濃硝酸中形成原電池的電極反應式。

解析原電池中利用電流計測定電流的方向,從而判斷電子流向,再確定原電池的正負極。甲中Mg作負極,乙中Al作負極。同理,鋁片和銅片插入濃硝酸中,Al鈍化,銅片作負極;鋁片和銅片插入稀NaOH溶液中,鋁與NaOH溶液反應,鋁作負極。答案(1)Mg2eMg2+(2)2Al+8OH6e2AlO2-+4H2O2Al+2OH+2H2O2AlO2-+3H(3)MgAl(4)AD(5)①B②負極:Cu2eCu2+;正極:4H++2NO3-+2e2NO2↑+2H2能力提升★1(2017全國Ⅲ)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為:16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是()A.電池工作時,正極可發(fā)生反應:2Li2S6+2Li++2e3Li2S4B.電池工作時,外電路中流過0.02mol電子,負極材料減重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D.電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多解析A項,在該電池中電極a為正極,發(fā)生的反應依次為:S8+2Li++2eLi2S83Li2S8+2Li++2e4Li2S62Li2S6+2Li++2e3Li2S4Li2S4+2Li++2e2Li2S2,故A正確;B項,原電池工作時,轉(zhuǎn)移0.02mol電子時,被氧化的Li的物質(zhì)的量為0.02mol,質(zhì)量減少0.14g,正確;C項,石墨烯能導電,利用石墨烯作電極,可提高電極a的導電性,正確;D項,電池充電時由于Li+得到電子生成Li,則電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越少,錯誤。答案D2(2016全國Ⅱ)MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A.負極反應式為Mg2eMg2+B.正極反應式為Ag++eAgC.電池放電時Cl由正極向負極遷移D.負極會發(fā)生副反應Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑解析MgAgCl海水電池中,Mg為活潑金屬,作負極,發(fā)生反應:Mg2eMg2+,A項正確;AgCl在正極反應:AgCl+eAg+Cl,B項錯誤;原電池中,陰離子向負極移動,C項正確;Mg可與H2O緩慢反應,D項正確。答案B3可以將反應Zn+Br2ZnBr2設計成原電池,下列4個電極反應:①Br2+2e2Br②2Br2eBr2③Zn2eZn2+④Zn2++2eZn其中表示放電時負極和正極反應的分別是()A.②和③ B.②和① C.③和① D.④和①解析放電時負極反應物為Zn,失電子被氧化,正極反應物為Br2,得電子被還原。答案C4M、N、P、E四種金屬,①M+N2+N+M2+②M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面有大量氣泡③N、E用導線連接放入E的硫酸溶液中,電極反應為E2++2eE,N2eN2+。四種金屬的還原性由強到弱的順序是()A.P、M、N、E B.E、N、M、PC.P、N、M、E D.E、P、M、N解析由①知,還原性M>N,M、P用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中,M表面冒氣泡,為原電池正極,故還原性P>M;N、E構(gòu)成的原電池中N作負極,故還原性N>E。答案A★5如圖所示,杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球,調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中央滴入濃硫酸銅溶液,一段時間后,下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中,不考慮鐵絲反應及兩球的浮力變化)()A.杠桿為導體和絕緣體時,均為A端高B端低B.杠桿為導體和絕緣體時,均為A端低B端高C.當杠桿為絕緣體時,A端低,B端高;為導體時,A端高,B端低D.當杠桿為絕緣體時,A端高,B端低;為導體時,A端低,B端高解析若杠桿為導體,則構(gòu)成原電池,鐵作負極失電子而溶解:Fe2eFe2+,溶液中Cu2+在正極(銅極)得電子生成銅,質(zhì)量增大而下降,A端低,B端高;若杠桿為絕緣體,則鐵球和CuSO4溶液發(fā)生置換反應生成Cu覆于表面,質(zhì)量增加,下降,A端高,B端低。答案D★6常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃硝酸中組成原電池(圖1),測得原電池的電流強度(I)隨時間(t)的變化如