人教版 (2019)選擇性必修1第一節(jié) 原電池第1課時習題

這是一份人教版 (2019)選擇性必修1第一節(jié) 原電池第1課時習題，共1頁。試卷主要包含了依據(jù)氧化還原反應(yīng)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第1課時 原電池的工作原理
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一 單液原電池
1.(2020江蘇淮安教學協(xié)作體高二上聯(lián)考)某興趣小組設(shè)計的水果電池裝置如圖所示。該電池工作時,下列說法正確的是( )
A.銅片為負極
B.鋅片發(fā)生還原反應(yīng)
C.將電能轉(zhuǎn)化為化學能
D.電子由鋅片經(jīng)導線流向銅片
2.(2021廣東珠海第二中學期中)如圖是課外活動小組設(shè)計的用化學電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說法錯誤的是( )
A.銅片表面有氣泡生成
B.如果將稀硫酸換成檸檬汁,導線中不會有電子流動
C.裝置中存在“化學能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換
D.如果將鋅片換成鐵片,電路中的電流方向不變
題組二 雙液原電池
3.(2021河北六校期中聯(lián)考)某同學用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有含KNO3飽和溶液的瓊膠)設(shè)計成一個原電池,裝置示意圖如圖所示,下列判斷中正確的是( )
A.該原電池的工作原理是Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+
B.實驗過程中取出鹽橋,原電池能繼續(xù)工作
C.實驗過程中,左側(cè)燒杯中NO3-的濃度不變
D.實驗過程中電子流向為Cu電極→Cu(NO3)2溶液→AgNO3溶液→Ag電極
4.(2020江西南昌十中高二上期末)某興趣小組設(shè)計了如圖所示原電池裝置(鹽橋中含有飽和K2SO4溶液)。下列說法正確的是( )
A.該原電池的正極反應(yīng)是Cu2++2e- Cu
B.甲燒杯中溶液的紅色逐漸變淺
C.鹽橋中的SO42-流向甲燒杯
D.若將甲燒杯中的溶液換成稀硝酸,電流表指針反向偏轉(zhuǎn)
題組三 原電池工作原理的應(yīng)用
5.(2020山東青島平度九中高二上期中)a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導線兩兩相連組成原電池。a、b相連時,電流由a經(jīng)導線流向b;c、d相連時,電子由d到c;a、c相連時,a極上產(chǎn)生大量氣泡;b、d相連時,H+移向d極。則四種金屬的活動性由強到弱的順序為 ( )
A.a>b>c>d
B.a>c>d>b
C.c>a>b>d
D.b>d>c>a
6.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。
請回答下列問題:
(1)電極X的材料是 ;電解質(zhì)溶液Y是 。
(2)銀電極為電池的 極,電極反應(yīng)式為 ;X電極上的電極反應(yīng)式為 。
(3)外電路中的電子是從 極流向 極。
能力提升練

題組一 原電池工作原理的理解與應(yīng)用
1.(2021山東師范大學附中第一次學業(yè)測評,)已知氧化性:Au3+>Ag+>Cu2+>Pb2+>Cr3+>Zn2+>Ti2+?，F(xiàn)有如圖所示的電化學裝置,下列敘述中正確的是( )
A.若X為Ti,則Y極的電極反應(yīng)式可能是Zn-2e- Zn2+
B.若X為Cr,則Y可以選Zn或Ti
C.若Y為Cu,則X極的電極反應(yīng)式可能是Cr-3e- Cr3+
D.若Y為Pb,則左側(cè)燒杯溶液中陰離子數(shù)會減少
2.(2021北京豐臺期中,)如圖為鋅銅原電池的裝置示意圖,其中鹽橋內(nèi)裝有含飽和KCl溶液的瓊膠。請回答下列問題:
(1)Zn電極為電池的 (填“正極”或“負極”)。
(2)寫出電極反應(yīng)式:Zn電極 ,Cu電極 。
(3)鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是 。
(4)若保持原電池的總反應(yīng)不變,下列替換不可行的是 (填字母)。
A.用石墨替換Cu電極
B.用NaCl溶液替換ZnSO4溶液
C.用稀H2SO4代替CuSO4溶液
(5)請選擇適當?shù)牟牧虾驮噭?將反應(yīng)2Fe3++2I- 2Fe2++I2設(shè)計成一個原電池,請?zhí)顚懕砀?
在方框內(nèi)畫出簡單的裝置示意圖,并標明使用的材料和試劑。
題組二 原電池正、負極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫
3.(2021福建福州高二檢測,)交通運輸部在南海華陽礁舉行華陽燈塔和赤瓜燈塔竣工發(fā)光儀式,宣布兩座大型多功能燈塔正式發(fā)光并投入使用。燈塔可用鎂海水電池提供能源,其裝置如圖所示,下列有關(guān)該電池的說法正確的是( )
A.X電極材料可為鐵、銅、石墨等
B.每轉(zhuǎn)移2 ml電子,2 ml H+由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移
C.正極的電極反應(yīng)式為H2O2+2e-+2H+ 2H2O
D.該電池能將化學能全部轉(zhuǎn)化成電能
4.()某研究性學習小組根據(jù)反應(yīng)2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O設(shè)計如下原電池,其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 ml·L-1,溶液的體積均為200 mL,鹽橋中裝有含飽和K2SO4溶液的瓊膠。
回答下列問題:
(1)此原電池的正極是石墨 (填“a”或“b”),發(fā)生 反應(yīng)。
(2)電池工作時,鹽橋中的SO42-移向 (填“甲”或“乙”)燒杯。
(3)寫出兩燒杯中的電極反應(yīng)式:
甲 ,
乙 。
(4)若不考慮溶液的體積變化,MnSO4濃度變?yōu)?.5 ml·L-1,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為ml。
答案全解全析
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.D 電池工作時,Zn失去電子,為負極,A錯誤;鋅是負極,發(fā)生氧化反應(yīng),B錯誤;原電池中化學能轉(zhuǎn)化為電能,C錯誤;Zn為負極,電子由鋅片經(jīng)導線流向銅片,D正確。
2.B 銅片為正極,H+在其表面得到電子生成H2,其表面有氣泡生成,A正確;如果將稀硫酸換成檸檬汁,檸檬汁也有較強的酸性,仍能形成原電池,導線中也會有電子流動,B錯誤;該裝置屬于原電池,化學能轉(zhuǎn)化為電能,LED燈發(fā)光時,電能又轉(zhuǎn)化為光能,存在“化學能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換,C正確;如果將鋅片換成鐵片,鐵片仍為負極,電路中的電流方向不變,D正確。
3.A Cu電極為負極,Ag電極為正極,該原電池的工作原理是Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+,A正確;實驗過程中取出鹽橋,不能形成閉合回路,因此原電池不能繼續(xù)工作,B錯誤;實驗過程中,鹽橋中的NO3-不斷向左側(cè)遷移,因此左側(cè)燒杯中NO3-的濃度增大,C錯誤;實驗過程中電子流向為Cu電極→導線→Ag電極,電子不能通過電解液,D錯誤。
4.B 該原電池反應(yīng)為Cu+2FeCl3 2FeCl2+CuCl2,正極發(fā)生還原反應(yīng),為Fe3++e- Fe2+,A錯誤;甲燒杯中發(fā)生反應(yīng)Fe3++e- Fe2+,則甲燒杯中溶液的紅色逐漸變淺,B正確;陰離子向負極移動,C錯誤;若將甲燒杯中的溶液換成稀硝酸,Cu仍為負極,Pt仍為正極,電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不變,D錯誤。
5.D a、b相連時,電流由a經(jīng)導線流向b,則a為正極,b的金屬活動性強于a;c、d相連時,電子由d到c,所以c上得電子發(fā)生還原反應(yīng),故d的金屬活動性強于c;a、c相連時,a極上產(chǎn)生大量氣泡,a上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以c上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故c的金屬活動性強于a;b、d相連時,H+移向d極,所以d是正極,b是負極,b的金屬活動性強于d,所以a、b、c、d四種金屬的活動性由強到弱的順序為b>d>c>a。
6.答案 (1)Cu AgNO3溶液
(2)正 Ag++e- Ag Cu-2e- Cu2+
(3)負(Cu) 正(Ag)
解析 原電池中負極上發(fā)生氧化反應(yīng),正極上發(fā)生還原反應(yīng),鹽橋起到形成閉合回路、平衡電荷的作用。由總反應(yīng)方程式可知電極X的材料是Cu,發(fā)生氧化反應(yīng),電解質(zhì)溶液Y是可溶性銀鹽的溶液,常用AgNO3溶液。負極反應(yīng)式為Cu-2e- Cu2+,正極反應(yīng)式為Ag++e- Ag,電子由負極(Cu)流出,經(jīng)外電路流向正極(Ag)。
能力提升練
1.C 根據(jù)裝置圖可知,X電極是負極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),Y電極是正極,得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。若X為Ti,由于Y電極是正極,應(yīng)得到電子發(fā)生還原反應(yīng),A不正確;若X為Cr,則Y的金屬性需要弱于Cr的金屬性,Zn和Ti的金屬性均強于Cr的金屬性,則Y不能選Zn或Ti,可以選擇Cu或Pb等,B不正確;若Y為Cu,由于X是負極,則X的金屬性要強于Cu,所以可以選擇Cr,因此負極反應(yīng)式可能是Cr-3e- Cr3+,C正確;若Y為Pb,由于X電極是負極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),因此左側(cè)燒杯溶液中陰離子數(shù)會增加,D不正確。
2.答案 (1)負極 (2)Zn-2e- Zn2+ Cu2++2e- Cu (3)K+ (4)C (5)石墨 KI溶液 石墨 FeCl3溶液 導線 鹽橋
解析 (1)該裝置是原電池,Zn易失去電子作負極。
(2)Zn作負極,負極反應(yīng)式為Zn-2e- Zn2+,Cu作正極,正極反應(yīng)式為Cu2++2e- Cu。
(3)原電池工作時,陰離子向負極移動,陽離子向正極移動,鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子應(yīng)是K+。
(4)若將Cu換成石墨,鋅仍然為負極,石墨為正極,電池總反應(yīng)仍為Zn+Cu2+ Zn2++Cu,A可行;用NaCl溶液替換ZnSO4溶液,NaCl溶液作電解質(zhì)溶液,還是Zn失去電子,電池總反應(yīng)仍為Zn+Cu2+ Zn2++Cu,B可行;若將CuSO4溶液換成稀H2SO4,電池總反應(yīng)變成Zn+2H+ Zn2++H2↑,C不可行。
(5)在反應(yīng)2Fe3++2I- 2Fe2++I2中,碘元素由-1價變?yōu)?價,I-失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),負極反應(yīng)物可選KI溶液,鐵元素由+3價降低為+2價,Fe3+得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)物可選FeCl3溶液,正、負極均用石墨作電極材料,連接導線,用鹽橋形成閉合回路,組成原電池。
3.C 該電池的負極材料是金屬鎂,正極X的材料的活潑性需要比金屬鎂的弱,但是鐵、銅都可以和H2O2、H2SO4的混合溶液反應(yīng),故不能用鐵、銅作正極,A錯誤;陽離子會移向正極,則每轉(zhuǎn)移2 ml電子,2 ml H+由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移,B錯誤;原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng):H2O2+2e-+2H+ 2H2O,C正確;該電池能將化學能部分轉(zhuǎn)化成電能,部分轉(zhuǎn)化為熱能,D錯誤。
4.答案 (1)a 還原
(2)乙
(3)MnO4-+5e-+8H+ Mn2++4H2O 5Fe2+-5e- 5Fe3+
(4)0.5
解析 (1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知,KMnO4作氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng),故石墨a是正極。(2)電池工作時,SO42-向負極移動,即向乙燒杯移動。(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO4-+5e-+8H+ Mn2++4H2O;乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2+-5e- 5Fe3+。(4)溶液中的MnSO4濃度由1 ml·L-1變?yōu)?.5 ml·L-1,由于溶液的體積未變,則反應(yīng)過程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0.5 ml·L-1×0.2 L=0.1 ml,故轉(zhuǎn)移的電子為0.1 ml×5=0.5 ml。
設(shè)計思路
負極
負極材料
負極反應(yīng)物
正極
正極材料
正極反應(yīng)物
電子導體
離子導體