A 級·基礎達標練
一、選擇題
1.某化學興趣小組利用反應Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，設計了如圖所示的原電池裝置，下列說法正確的是( D )
A．Zn為負極，發(fā)生還原反應
B．b電極反應式為2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
C．電子流動方向是a電極→FeCl3溶液→b電極
D．電池的正極材料可以選用石墨、鉑電極，也可以用銅
解析：Zn為負極，發(fā)生氧化反應，A項錯；因Cl－向負極移動，b是負極，a是正極，F(xiàn)e3＋在a極上發(fā)生還原反應，2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，B項錯誤；電子由負極沿導線流向正極，電子不能通過電解質(zhì)溶液，C項錯誤；正極材料本身不參與反應，可以選石墨、鉑電極，也可選比鋅活潑性差的銅，D項正確。
2．有關如圖所示原電池的敘述，正確的是(鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液)( C )
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
解析：Cu為正極，發(fā)生還原反應，A項錯誤；取出鹽橋后，原電池斷路，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，B項錯誤；原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，鹽橋中K＋會向CuSO4溶液移動，C項正確；Cu極上的反應為Cu2＋＋2e－===Cu，正極上析出銅，使銅片質(zhì)量增加，D項錯誤。
3．有a、b、c、d四個金屬電極，有關的反應裝置及部分反應現(xiàn)象如下：
由此可判斷這兩種金屬的活動性順序是( C )
A．d>a>c>b B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a(chǎn)>b>d>c
解析：原電池中較活潑的金屬是負極，失電子發(fā)生氧化反應，溶液中陽離子移向正極，得電子發(fā)生還原反應。a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加，a是負極，b是正極，金屬性a>b；b極有氣體，c極無變化，說明金屬性b>c；d極溶解，c極有氣體，說明d是負極，金屬性d>c；a、d構成的原電池中，電流從a極流向d極，說明a作正極，金屬性d>a，所以金屬活動性d>a>b>c，選C。
4．某原電池的工作原理如圖所示，總反應為Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列說法正確的是( B )
A．石墨為電池的負極
B．電池工作時Zn逐漸被消耗
C．電子由石墨電極經(jīng)外電路流向Zn電極
D．反應2NHeq \\al(＋,4)＋2e－===2NH3↑＋H2↑在負極上發(fā)生
解析：有總反應為Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑知，鋅元素的化合價升高失去電子被氧化，作負極，石墨是正極，故A錯誤；有總反應為Zn＋2NHeq \\al(＋,4)===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑可知，鋅逐漸被消耗，故B正確；有A分析可知，鋅是負極，石墨是正極，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，即電子由鋅經(jīng)外電路流向石墨，故C錯誤；在原電池中，正極發(fā)生還原反應，則反應2NHeq \\al(＋,4)＋2e－===2NH3↑＋H2↑在正極上發(fā)生，故D錯誤。
二、非選擇題
5．能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱之一，化學在提高能源的利用率和開發(fā)新能源中起到了重要的作用。電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛的二次能源。
(1)下列裝置中能夠?qū)崿F(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化為電能的是_C__(填字母)。
(2)寫出該裝置正極反應的電極反應式 2H＋＋2e－===H2↑ 。
(3)該裝置中溶液里的陰離子移向_Zn__(填電極的化學式)極。
(4)若裝置中轉(zhuǎn)移了0.2 ml電子，則理論上溶液增加的質(zhì)量是_6.3_g__。
解析：(1)原電池的構成條件：①有兩個活潑性不同的電極，②將電極插入電解質(zhì)溶液中，③兩電極間構成閉合回路，④能自發(fā)地進行氧化還原反應，C裝置符合構成原電池的條件，故C正確。
(2)C裝置中Ag作正極，正極上氫離子得電子生成氫氣，其電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑。
(3)陰離子移向負極鋅。
(4)裝置中轉(zhuǎn)移了0.2 ml電子，根據(jù)總反應：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，則理論上溶液質(zhì)量增重0.1×65 g－0.1×2 g＝6.3 g。
6. (1)控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設計成如圖所示的原電池。
請回答下列問題：
①反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生_氧化__(填“氧化”或“還原”)反應，電極反應式為 2I－－2e－===I2 。
甲中石墨電極上發(fā)生_還原__(填“氧化”或“還原”)反應，電極反應式為 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 。
②電流表讀數(shù)為0時，反應達到平衡狀態(tài)，此時在甲中加入FeCl2固體，則乙中的石墨作_正__(填“正”或“負”)極，該電極的電極反應式為 I2＋2e－===2I－ 。
(2)利用反應2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 。
解析：(1)根據(jù)反應2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，原電池的電極反應：負極2I－－2e－===I2，發(fā)生氧化反應；正極2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，發(fā)生還原反應。①反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應；②當電流表讀數(shù)為0時反應已平衡，此時，在甲中加入FeCl2固體，反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移動。因此，右側(cè)石墨作正極，電極反應式為I2＋2e－===2I－；左側(cè)石墨作負極，電極反應式為2Fe2＋－2e－===2Fe3＋。
(2)Cu作負極，O2在正極上得電子：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
7．反應Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2，請回答下列問題。
(1)若要使該反應的反應速率加快，下列措施可行的是_C__(填字母)。
A．將鐵粉改為鐵片
B．加入少量醋酸鈉固體
C．滴加少量CuSO4
D．將稀硫酸改為98%的濃硫酸
(2)若將上述反應設計成原電池，石墨棒為原電池某一極材料，則石墨棒為極_正__(填“正”或“負”)。石墨棒上產(chǎn)生的現(xiàn)象為_有氣泡產(chǎn)生__，該極上發(fā)生的電極反應為 2H＋＋2e－===H2↑ ，原電池工作時溶液中的SOeq \\al(2－,4)移向_負__(填“正”或“負”)極，若反應產(chǎn)生3.36 L氣體(已換算成標況下)，則理論上消耗鐵的質(zhì)量是_8.4__g。
(3)實驗后同學們經(jīng)過充分討論，認為符合某些要求的化學反應都可以設計成原電池。下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是_D__。
A．AgNO3＋HCl===AgCl＋HNO3
B．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
C．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
D．Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
在所選反應中選擇其中某個反應設計成原電池，該電池負極反應為： Pb－2e－＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4 。
解析：(1)將鐵粉改為鐵片則減小鐵與硫酸的接觸面積，故反應速率減慢，A不合題意；加入少量醋酸鈉固體則有反應CH3COO－＋H＋CH3COOH，將導致溶液中H＋離子濃度減小，故反應速率減慢，B不合題意；滴加少量CuSO4由于反應Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，在置換出銅附在鐵上可形成微小的原電池，故反應速率加快，C符合題意；常溫下濃硫酸將鐵鈍化，在鐵表面形成致密的氧化物保護膜，阻止反應繼續(xù)進行，故將稀硫酸改為98%的濃硫酸，將使反應速率減慢，D不合題意。
(2)若將上述反應設計成原電池，則鐵電極上發(fā)生的電極反應式為：Fe－2e－===Fe2＋，發(fā)生氧化反應，作負極，故石墨棒為原電池某一極材料，則石墨棒為正，發(fā)生的電極反應式為：2H＋＋2e－===H2↑，石墨棒上產(chǎn)生的現(xiàn)象為有大量的無色氣泡產(chǎn)生，原電池工作時陽離子移向正極，陰離子移向負極，故溶液中的SOeq \\al(2－,4)移向負極，根據(jù)總反應方程式可知，若反應產(chǎn)生3.36 L氣體(已換算成標況下)，則理論上消耗鐵的質(zhì)量是eq \f(3.36 L,22.4 L·ml－1)×56 g·ml－1＝8.4 g。
(3)由于原電池中是電子的定向移動形成電流的，故理論上任何一個自發(fā)進行的氧化還原反應均可以設計成原電池，據(jù)此分析解題：
AgNO3＋HCl===AgCl＋HNO3反應中各元素的化合價沒有發(fā)生變化，不是氧化還原反應，A不合題意；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O反應中各元素的化合價沒有發(fā)生變化，不是氧化還原反應，B不合題意；C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)反應中雖然C和H元素的化合價發(fā)生了變化，但是該反應不能自發(fā)進行，故不能設計成原電池，C不合題意；Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O反應中Pb的化合價發(fā)生改變，且能夠自發(fā)進行，可以設計成原電池，D符合題意；Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O反應中Pb轉(zhuǎn)化PbSO4，化合價升高，發(fā)生氧化反應，故該電池負極反應為：Pb－2e－＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4。
B 級·能力提升練
一、選擇題
1．下列裝置不可以組成原電池的是( C )
解析：C中的裝置沒有形成閉合回路。
2．下列關于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是( C )
A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡
B．把鎂條和鋁條緊靠在一起浸入氫氧化鈉溶液中，鎂條表面出現(xiàn)氣泡
C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵
D．把鋅粒放入盛有稀鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率增大
解析：選項A形成原電池，銅片作正極，表面出現(xiàn)氫氣泡；選項B也形成原電池，但在強堿性溶液中，鋁可以反應，鎂不能，鋁失去電子作負極，鎂作正極，表面出現(xiàn)氫氣泡；C選項銅片把三價鐵離子還原為亞鐵離子，不能置換出金屬鐵；D選項鋅能置換出銅，鋅、銅形成無數(shù)微小原電池，增大氣泡放出速率。
3．某鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是( C )
A．銅電極上發(fā)生氧化反應
B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq \\al(2－,4))減小
C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加
D．陰、陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡
解析：Cu作正極，電極上發(fā)生還原反應，A項錯誤；電池工作過程中，SOeq \\al(2－,4)不參加電極反應，故甲池的c(SOeq \\al(2－,4))基本不變，B項錯誤；電池工作時，甲池反應為Zn－2e－===Zn2＋，乙池反應為Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋會通過陽離子交換膜進入乙池，以維持溶液中電荷平衡，由電極反應式可知，乙池中每有64 g Cu析出，則進入乙池的Zn2＋為65 g，溶液總質(zhì)量略有增加，C項正確；由題干信息可知，陰離子不能通過陽離子交換膜，D項錯誤。
4．圖甲和圖乙均是雙液原電池裝置。下列說法不正確的是( C )
A．甲中電池總反應的離子方程式為Cd(s)＋C2＋(aq)===C(s)＋Cd2＋(aq)
B．反應2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)不能發(fā)生
C．鹽橋的作用是形成閉合回路，并傳導電子
D．乙中有1 ml電子通過外電路時，正極有108 g Ag析出
解析：由甲可知，Cd的活動性強于C，由乙可知，C的活動性強于Ag，即Cd的活動性強于Ag，故Ag不能置換出Cd，B項錯誤；電子不能通過鹽橋，C項錯誤。
5．將如圖所示實驗裝置的K閉合(已知：鹽橋中裝有瓊脂凝，內(nèi)含KCl)，下列判斷正確的是( A )
A．Cu電極上發(fā)生還原反應
B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑移動
C．片刻后甲池中c(SOeq \\al(2－,4))增大
D．片刻后可觀察到濾紙b處變紅色
解析：該原電池中Zn作負極，Cu作正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應，A正確；電子沿Zn→a，b→Cu路徑流動，電子不進入電解質(zhì)溶液，B錯誤；原電池中陰離子向負極移動，即鹽橋中的Cl－移向甲燒杯，所以片刻后甲池中c(Cl－)增大，c(SOeq \\al(2－,4))不變，C錯誤；濾紙b電極是電解池的陽極，溶液中OH－放電，使得b處c(H)＋增大，故濾紙b處不會變色，而a處是電解池的陰極，溶液中H＋放電，使得a處c(OH－)增大，故變紅的是濾紙a處，D錯誤。
二、非選擇題
6．某研究性學習小組根據(jù)反應2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設計如圖原電池，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，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。
回答下列問題：
(1)此原電池的負極是石墨_b__(填“a”或“b”)，電池工作時，鹽橋中的SOeq \\al(2－,4)移向_乙__(填“甲”或“乙”)燒杯。
(2)正極反應式為： MnOeq \\al(－,4)＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O 。
(3)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5 ml·L－1，則反應中轉(zhuǎn)移的電子為_0.5__ ml。
解析：(1)由總反應方程式可知，石墨b是原電池的負極，硫酸亞鐵在負極失去電子發(fā)生氧化反應生成硫酸鐵，電池工作時，陰離子硫酸根離子向負極移動，即向乙燒杯移動。
(2)由總反應方程式可知，石墨a是正極，酸性條件下，高錳酸根離子在正極得到電子發(fā)生還原反應生成錳離子，電極反應式為MnOeq \\al(－,4)＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O。
(3)由電極反應式可知，生成1 ml錳離子，反應轉(zhuǎn)移5 ml電子，則溶液的體積未變，溶液中的MnSO4濃度由1 ml·L－1變?yōu)?.5 ml·L－1時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(1.5 ml·L－1－1 ml·L－1)×0.2 L×5＝0.5 ml。
7．某研究性學習小組欲探究原電池的形成條件，按圖所示裝置進行實驗并得到下表實驗結(jié)果：
分析上述實驗，回答下列問題：
(1)實驗2中電流由_B__(填“A”或“B”，下同)極流向_A__極。
(2)實驗6中電子由B極流向A極，表明負極是_鋁__(填“鎂”或“鋁”)電極。
(3)實驗5表明_B__。
A．銅在潮濕空氣中不會被腐蝕
B．銅的腐蝕是自發(fā)進行的
(4)分析上表有關信息，下列說法不正確的是_A__。
A．相對活潑的金屬一定作負極
B．失去電子的電極是負極
C．燒杯中的液體必須是電解質(zhì)溶液
D．原電池中，浸入同一電解質(zhì)溶液中的兩個電極，是活潑性不同的兩種金屬(或其中一種是導電的非金屬)
解析：(1)原電池中，電流由正極流向負極，實驗2中，Cu為正極，Zn為負極。
(2)電子由負極流向正極，實驗6中電子由B極流向A極，表明負極是Al。
(3)實驗5說明銅的腐蝕是自發(fā)進行的。
(4)判斷原電池負極時，不能簡單地比較金屬的活動性，要看反應的具體情況，如Al在強堿溶液中比Mg更易失電子，形成原電池時，Al作負極，Mg作正極，故A錯誤。實驗
裝置
部分
實驗
現(xiàn)象
a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加
b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化
d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生
電流計指示在導線中電流從a極流向d極
實驗
序號
A
B
燒杯中
的液體
靈敏電流計指
針有無偏轉(zhuǎn)
1
Zn
Zn
乙醇
無
2
Zn
Cu
稀硫酸
有
3
Zn
Zn
稀硫酸
無
4
Zn
Cu
苯
無
5
Cu
C
氯化鈉溶液
有
6
Mg
Al
氫氧化鈉溶液
有

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第一節(jié) 原電池

版本： 人教版 (2019)

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