原電池-2022-2023學(xué)年高一化學(xué)知識(shí)點(diǎn)歸納與練習(xí)(蘇教版2020必修第二冊(cè))_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

考點(diǎn)4原電池

【核心考點(diǎn)梳理】

一、原電池

1.概念:是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置;原電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。

2.原電池的工作原理

電極名稱(chēng):fig-∣,電極名稱(chēng):正極

反應(yīng)類(lèi)型:氨化反應(yīng)反應(yīng)類(lèi)型:還原反應(yīng)

電極反應(yīng)式:2H"+2e-=Hj

電極反應(yīng)式:Zn-2c-=Zn”

原電池總反應(yīng)式:Zn+2H+=Zn2++H,10

原電池在工作時(shí),負(fù)極失電子,電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極,被氧化性物質(zhì)得到,閉合回路中形成電流,化學(xué)

能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

3.原電池的構(gòu)成條件

(1)原電池反應(yīng)必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

(2)具有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極(金屬與金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬)。

(3)兩電極均插入電解質(zhì)溶液中。(4)電解質(zhì)溶液、電極、導(dǎo)線形成閉合回路。

4.原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

(1)一般電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),以離子方程式形式表示。

①書(shū)寫(xiě)步驟

A.列物質(zhì),標(biāo)得失:按照負(fù)極氧化反應(yīng),正極還原反應(yīng),判斷電極反應(yīng)物、生成物,標(biāo)出電子得失。

B.看環(huán)境,配守恒:電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中應(yīng)能穩(wěn)定存在,如酸性介質(zhì)中,OH-不能存在,應(yīng)生成

水;堿性介質(zhì)中,H+不能存在,應(yīng)生成水;電極反應(yīng)式同樣要遵循電荷守恒、原子守恒、得失電子守恒。

C.兩式加,驗(yàn)總式:正負(fù)極反應(yīng)式相加,與總反應(yīng)離子方程式驗(yàn)證。

②常見(jiàn)介質(zhì)

常見(jiàn)介質(zhì)注意事項(xiàng)

中性溶液反應(yīng)物若是H+得電子或OFT失電子,則H或OH-均來(lái)自于水的電離

酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒(méi)有OFT

堿性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒(méi)有H.

水溶液不能出現(xiàn)

(2)利用總反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式

①根據(jù)總反應(yīng)式,找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。

②確定介質(zhì)的酸堿性或者其它特性。

③按照負(fù)極反應(yīng):還原劑-ne-=氧化產(chǎn)物

正極反應(yīng):氧化劑+ne=還原產(chǎn)物,書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。

④書(shū)寫(xiě)技巧:若某電極反應(yīng)式較難寫(xiě)出時(shí),可先寫(xiě)出較易寫(xiě)的電極反應(yīng)式,然后根據(jù)得失電子守恒,用總

反應(yīng)式減去較易寫(xiě)的電極反應(yīng)式,即可得出較難寫(xiě)的電極反應(yīng)式。

【典型例題】

例1.(2022春?湖南益陽(yáng)?高一??茧A段練習(xí))下列反應(yīng)理論上不能設(shè)計(jì)成原電池的是

A.3NO2+H2O?2HNO3+NO

B.FeCl3+3NaOH=3NaCI+Fe(OH)3;

Δ

C.2KMnO4=K2MnO4+MnO2+02↑

D.Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O

【答案】B

【分析】自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池。

【解析】A.反應(yīng)中N元素的化合價(jià)發(fā)生變化,屬于氧化還原反應(yīng),A不合題意;

B.反應(yīng)中所有元素的化合價(jià)均未改變,屬于非氧化還原反應(yīng),B符合題意;

C.反應(yīng)中Mn、。元素的化合價(jià)發(fā)生改變,屬于氧化還原反應(yīng),C不合題意;

D.反應(yīng)中Cl元素的化合價(jià)發(fā)生改變,屬于氧化還原反應(yīng),D不合題意;

故選B。

例2.(2022春?貴州六盤(pán)水?高一??茧A段練習(xí))圖中裝置能形成原電池的是

【分析】根據(jù)原電池的構(gòu)成條件分析,原電池的構(gòu)成條件是:①有兩個(gè)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(gòu)成閉合回路,④能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。

【解析】A.該圖中兩個(gè)電極都是金屬鋅,活潑性相同,構(gòu)不成原電池,故A錯(cuò)誤:

B.該圖中金屬銅可以與硝酸銀發(fā)生氧化還原反應(yīng),兩個(gè)電極材料活潑性不同,可以構(gòu)成原電池,故B正確;

C.該圖中燒杯中的液體為酒精,酒精是非電解質(zhì)不導(dǎo)電,所以構(gòu)不成原電池,故C錯(cuò)誤;

D.該裝置沒(méi)有形成閉合回路,構(gòu)不成原電池,故D錯(cuò)誤;

故答案為B。

例3.(2022春?山西呂梁?高一校聯(lián)考期中)將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后放入硫酸銅溶液中發(fā)生原電池反應(yīng),

下列敘述正確的是

A.正極質(zhì)量增加B.電子通過(guò)導(dǎo)線由銅片流向鋅片

C.銅片上有H2逸出D.正極附近的SOj濃度逐漸增大

【答案】A

【分析】銅、鋅、硫酸銅組成的原電池中,較活潑金屬鋅作負(fù)極,較不活潑的金屬銅作正極。

【解析】A.正極銅離子得電子生成銅,質(zhì)量增加,故A正確;

B.銅、鋅、硫酸銅組成的原電池中,較活潑金屬鋅作負(fù)極,較不活潑的金屬銅作正極,電子從負(fù)極沿導(dǎo)

線流向正極,電子通過(guò)導(dǎo)線由鋅片流向銅片,故B錯(cuò)誤;

C.正極銅離子得電子生成銅,銅片上沒(méi)有H2逸出,故C錯(cuò)誤;

D.溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),正極附近的SOj濃度逐漸減少,故D錯(cuò)誤;

故選Ao

例4.(2022春?福建寧德?高一校聯(lián)考期中)如圖所示,電流計(jì)G發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)a極逐漸變細(xì),b極放出無(wú)

色氣體,X為電解質(zhì)溶液,則a、b、X應(yīng)是下列各組中的

a電極b電極X溶液

AZnFeCaSO4

BFe石墨FeCl3

CZn石墨稀硫酸

DFeCu濃硝酸

A.AB.BC.CD.D

【答案】C

【分析】電流計(jì)G發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)a極逐漸變細(xì),b極放出無(wú)色氣體,則a極為負(fù)極,b極為正極,總反應(yīng)

為a極材料與電解質(zhì)溶液X反應(yīng)并且有無(wú)色氣體產(chǎn)生。

【解析】A.鋅的活動(dòng)性比鐵強(qiáng),鋅作負(fù)極,鐵作正極,鋅與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸鋅,正極看不到

氣體產(chǎn)生,A錯(cuò)誤:

B.鐵作負(fù)極,石墨作正極,鐵與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,正極看不到氣體產(chǎn)生,B錯(cuò)誤;

C.鋅作負(fù)極,石墨作正極,鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,鋅極逐漸變細(xì),石墨極放出無(wú)色氣體,C

正確;

D.鐵與濃硝酸常溫下發(fā)生鈍化,銅作負(fù)極,銅極變細(xì),D錯(cuò)誤;

答案選C。

【核心歸納】

1.注意:(1)構(gòu)成原電池的兩電極材料不一定都是金屬,正極材料可以為導(dǎo)電的非金屬,例如石墨。兩極材

料可能參與反應(yīng),也可能不參與反應(yīng)。

(2)兩個(gè)活潑性不同的金屬電極用導(dǎo)線連接,共同插入電解質(zhì)溶液中不一定構(gòu)成原電池,必須有一個(gè)能自發(fā)

進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

2.原電池正負(fù)極的判斷方法

I負(fù)極卜......,電極名稱(chēng)》......」正極I

II

?I

II

I活潑性屋強(qiáng)的函)」電極材料卜-1活潑性較弱的國(guó)I

I

I

I

I流出電》的一破一1-I?τ'?ι?I--1流人電子的一版一一]

I丁

I發(fā)生氧化反應(yīng)I-反應(yīng)類(lèi)型|一I發(fā)生還原反應(yīng)

ιιjιT

I陰離子移向的二?7-I離子流向卜-1陽(yáng)離子移向的一?"]

I

I溶解Ik一極一[」實(shí))現(xiàn)象卜-1增重或有[泡痂F]

在判斷原電池正負(fù)極時(shí),既要考慮金屬活潑的強(qiáng)弱也要考慮電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。如Mg-Al-HCl溶液構(gòu)成

的原電池中,負(fù)極為Mg;但是Mg-Al—NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,負(fù)極為Al,正極為Mg。

二、原電池原理的應(yīng)用

1.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕

(1)電化學(xué)腐蝕

不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸,發(fā)生原電池反應(yīng),較活潑的金屬失去電子被氧化的腐蝕。

⑵鋼鐵的電化學(xué)腐蝕

電解質(zhì)溶液鋼鐵表面水膜中含有H+和OH-,還溶有0,等氣體

負(fù)極材料:Fe,電極反應(yīng):2Fe-^4ej=2Fe2-

電極

正極材料:C,電極反應(yīng):Ch+2H2θ+4e=40H

總反應(yīng)2Fe+Ch+2H2θ=2Fe(OH)2,進(jìn)一步被氧化,4Fe(OH)2+θ2+2H2θ=4Fe(OH>,

Fe(OH)3易脫水生成鐵銹(Fe2O3?xH2O)

由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

B

?~~?C(?hBD~~A

TI

J]甲TJ[丙

裝置≡

■乙Bi

希定酸法施酸

CUSo4溶液

現(xiàn)象二價(jià)金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生

(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式是A—Ze-=A?+.

(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是Cu2++2b=Cu°

(3)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是D>A>B>Co

【典型例題】

例1.以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是()

A.生鐵比純鐵容易生銹

B.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠

C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹

D.銀質(zhì)物品久置表面變暗

【答案】D

【詳解】

A、生鐵里面含碳與鐵形成原電池,鐵作負(fù)極更易生銹,A項(xiàng)錯(cuò)誤:

B、黃銅中銅鋅形成原電池,銅作正極,故不易產(chǎn)生銅綠,B項(xiàng)錯(cuò)誤;

C、鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,形成原電池,鐵作負(fù)極更易生銹,C項(xiàng)錯(cuò)誤;

D、銀質(zhì)物品久置表面變暗,因?yàn)楸豢諝庋趸?,與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān),D項(xiàng)正確;

答案選D。

例2.(2022春?河北邯鄲?高一大名縣第一中學(xué)??奸_(kāi)學(xué)考試)少量鐵粉與100mL0.01mol?L√∣的稀鹽酸反

應(yīng),反應(yīng)太慢。為了加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率且不改變H2的產(chǎn)量,可以使用如下方法中的

A.加H2OB.滴入幾滴濃HNC)3

C.改用IomLo.1moll?鹽酸D.加少量CUSo4溶液

【答案】C

【解析】為了加快此反應(yīng)速率而不改變H2的產(chǎn)量,少量鐵粉完全反應(yīng),則可增大氫離子濃度、構(gòu)成原電池、

升高溫度等來(lái)加快反應(yīng)速率,

A.加H2O,氫離子濃度減小,反應(yīng)速率減慢,故A錯(cuò)誤;

B.加入少量濃HNO3,金屬鐵會(huì)和硝酸反應(yīng)生成氮的氧化物氣體,故B錯(cuò)誤;

C.改用IOmLO.1mol?L?鹽酸n(H+)不變,氏的產(chǎn)量不變,氫離子濃度增大,可加快該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速

率,故C正確;

D.滴入幾滴硫酸銅溶液,構(gòu)成原電池,反應(yīng)速率加快,但Fe少量,導(dǎo)致生成的氫氣減少,故D錯(cuò)誤;

故選:Co

例3.(2022春?云南昆明?高一校聯(lián)考期中)將a、b、c3種金屬浸入稀鹽酸中,用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各

種原電池。若a、b相連,b上有氣泡逸出;a、C相連,c質(zhì)量減少。則3種金屬的活動(dòng)性順序由大到小排

列為

A.a>b>cB.c>a>bC.a>c>bD.b>a>c

【答案】B

【解析】以稀鹽酸為電解質(zhì)溶液的原電池中,金屬活動(dòng)性強(qiáng)的作負(fù)極,金屬活動(dòng)性弱的作正極,若a、b相

連,b上有氣泡逸出,說(shuō)明a作負(fù)極,b作正極,a的活動(dòng)性比b強(qiáng),a、C相連,c質(zhì)量減少,說(shuō)明C作負(fù)極,

a作正極,c的活動(dòng)性比a強(qiáng),則3種金屬的活動(dòng)性順序由大到小排列為:c>a>b,答案選B。

例4.(2022春?海南省直轄縣級(jí)單位?高一??计谀┠吃姵氐碾x子方程式是Zn+CM+=Zn2++Cu,該原電池

正確的組成是

選項(xiàng)正極負(fù)極電解質(zhì)溶液

石墨

AZnCuCl2

BZnCuCUSO4

CCuZnH2SO4

DCuZnZnCl2

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【分析】根據(jù)題干可知,Zn做負(fù)極,電解質(zhì)溶液為可溶性銅鹽。

【解析】A.負(fù)極為Zn失電子生成Zn?+,正極上C/+得電子生成Cu,A正確;

B.Zn和CU組成原電池時(shí)Zn為負(fù)極,CU為正極,B錯(cuò)誤;

C.Zn為負(fù)極失電子生成Zn?+,正極上H+得電子生成氫氣,C錯(cuò)誤;

D.Zn做負(fù)極失電子生成z??+,電解質(zhì)溶液為ZnCI2,無(wú)法生成Cu,D錯(cuò)誤;

故答案選A。

【核心歸納】原電池原理的應(yīng)用

1.原電池能加快氧化還原反應(yīng)的速率

(1)原理:原電池中,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行,使溶液中離子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互的干擾減小,使反應(yīng)

速率增大。

(2)實(shí)例:實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),可滴入幾滴硫酸銅溶液,形成原電池,加快反應(yīng)速率。

2.原電池能比較金屬活潑性強(qiáng)弱

(1)原理:一般原電池中,活潑金屬作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),不活潑金屬作正極,發(fā)生還原反應(yīng)。

(2)實(shí)例:有兩種金屬A和B,用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中,觀察到A極溶解,B極上有氣泡產(chǎn)生。由原電

池原理可知,金屬活動(dòng)性A>B。

3.根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池

(1)依據(jù):已知一個(gè)氧化還原反應(yīng),首先分析找出氧化劑、還原劑,一般還原劑為負(fù)極材料(或在負(fù)極上被氧

化),氧化劑(即電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子)在正極上被還原。

(2)選擇合適的材料

①電極材料:電極材料必須導(dǎo)電。負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料?,或者在該氧化還原反應(yīng)中,本身

失去電子的材料。

②電解質(zhì)溶液:電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)。

【考點(diǎn)達(dá)標(biāo)隨堂練】

I.(2022春?北京昌平?高一統(tǒng)考期末)下列過(guò)程能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.冰雪融化要吸熱,將熱能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;

B.水力發(fā)電是水的位能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,再轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程,故B錯(cuò)誤;

C.太陽(yáng)能集熱是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程,故C錯(cuò)誤;

D.鋰電池為原電池裝置,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故D正確;

故答案選D。

2.(2022春.廣東清遠(yuǎn).高一統(tǒng)考期中)下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的認(rèn)識(shí)中不正確的是

A.氫氧燃料電池反應(yīng)時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí),太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.煤燃燒時(shí),化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能

D.白熾燈工作時(shí),電能全部轉(zhuǎn)化為光能

【答案】D

【解析】A.氫氧燃料電池反應(yīng)時(shí),是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,選項(xiàng)A正確;

B.綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí),葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,選項(xiàng)B正確;

C.煤燃燒屬于放熱反應(yīng),化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能,選項(xiàng)C正確;

D.白熾燈工作時(shí),電能主要轉(zhuǎn)化為光能,還有部分轉(zhuǎn)化為熱能,選項(xiàng)D不正確;

答案選D。

3.(2022春?廣東汕頭?高一汕頭市潮陽(yáng)林百欣中學(xué)??计谥校╇姵嘏c現(xiàn)代人的生活密切相關(guān),某同學(xué)為了研

究原電池工作原理設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.X、Y不用導(dǎo)線連接時(shí),銅棒上會(huì)有銀析出

B.X、Y用導(dǎo)線連接時(shí),銀棒上的電極反應(yīng)為Ag++e=Ag

C.X、Y用導(dǎo)線連接時(shí),電子由銀經(jīng)導(dǎo)線移向銅

D.無(wú)論X和Y是否用導(dǎo)線連接,銅棒均會(huì)溶解

【答案】C

【解析】A?X、Y不用導(dǎo)線連接時(shí),CU與硝酸銀發(fā)生置換反應(yīng),即Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,則銅棒上會(huì)有銀

析出,故A正確;

B.X和Y用導(dǎo)線連接時(shí),該裝置構(gòu)成原電池,Cu為負(fù)極,Ag為正極,則銀棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為Ag++e=Ag,

故B正確;

C.X和Y用導(dǎo)線連接時(shí),該裝置構(gòu)成原電池,CU為負(fù)極,Ag為正極,電子從負(fù)極流向正極,且電子不能

進(jìn)入溶液,即電子由CU經(jīng)導(dǎo)線移向Ag,故C錯(cuò)誤;

D.結(jié)合選項(xiàng)A、B可知,無(wú)論X和Y是否用導(dǎo)線連接,CU均失去電子,即銅棒均會(huì)溶解,故D正確:

答案為C。

4.(2022春?浙江溫州?高一校考階段練習(xí))銅片、鋅片和稀硫酸組成的銅鋅原電池,工作一段時(shí)間后,銅片

上有4.48L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)放出,下列說(shuō)法中正確的是

A.外電路中轉(zhuǎn)移電子0.2molB.銅為負(fù)極,有12.8g銅溶解

C.鋅為正極,有13g鋅溶解D.反應(yīng)過(guò)程中消耗0.4mol氫離子

【答案】D

【分析】銅片、鋅片和稀硫酸組成的銅鋅原電池,其中鋅較活潑,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),作負(fù)極,則

銅作正極,以此解題。

【解析】A.銅鋅原電池中,鋅為負(fù)極:Zn-2e=Zn2+,銅為正極:2H++2e=H2T,由正極、負(fù)極得失電子守

+

恒可得關(guān)系式:Zn~2e~2H-H2,當(dāng)產(chǎn)生4.48L氫氣(物質(zhì)的量為0.2mol)時(shí),需要0.4mol氫離子,?0.4mol

電子轉(zhuǎn)移,A錯(cuò)誤;

B.由分析可知,銅為正極,B錯(cuò)誤;

C.由分析可知,鋅為負(fù)極,C錯(cuò)誤;

D.由選項(xiàng)A的分析可知,反應(yīng)過(guò)程中消耗0.4mol氫離子,D正確;

故選D。

5.(2022春?黑龍江大慶?高一鐵人中學(xué)??计谀┌磮D1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若圖2中X軸表示流入正極的

電子的物質(zhì)的量,則y軸可以表示

①c(Ag+)②C(No3)③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量⑤溶液的質(zhì)量

A.①③B.②④

C.①③⑤D.②④⑤

【答案】C

【分析】圖1裝置形成原電池,F(xiàn)e為負(fù)極,負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e=Fe2+,Ag為正極,正極發(fā)生的反應(yīng)為

Agt+e-=Ag,總反應(yīng)為Fe+2Ag*=Fe?++2Ag。

【解析】①由AgIe-=Ag可知,隨著流入正極的電子增多,c(Ag+)減小,①項(xiàng)選;

②由總反應(yīng)可知,N沒(méi)參與反應(yīng),隨著流入正極的電子增多,C(No3)不變,②項(xiàng)不選;

③a棒是Fe,由Fe-2e=Fe"可知,隨著流入正極的電子增多,F(xiàn)e的質(zhì)量減小,③項(xiàng)選;

④著流入正極的電子增多,生成的Ag的質(zhì)量增大,Ag棒質(zhì)量增大,④項(xiàng)不選;

⑤由總反應(yīng)Fe+2Ag~=Fe"+2Ag可知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液的質(zhì)量減小,⑤項(xiàng)選;

答案選C。

6.(2022春?山東前澤?高一??茧A段練習(xí))關(guān)于如圖所示裝置的敘述中正確的是

A.銅是正極

B.溶液中的Fe3+向銅棒移動(dòng)

C.電子從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒

D.碳棒上有紅色銅生成

【答案】C

【分析】因?yàn)镃U的金屬活動(dòng)性大于C,且CU能與FeCL3溶液發(fā)生反應(yīng)2FeCb+Cu=2FeC12+CuCL,所以CU

作負(fù)極,C作正極?

【解析】A.由分析可知,銅是負(fù)極,A不正確;

B.由分析可知,銅棒為負(fù)極,碳棒為正極,電池工作時(shí),溶液中的Fe3+向碳棒移動(dòng),B不正確;

C.電池工作時(shí),電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極,即從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向碳棒,C正確;

D.碳棒為正極,發(fā)生反應(yīng)Fe3++e=Fe2+,則沒(méi)有紅色銅生成,D不正確;

故選C。

7.(2022春?山東日照?高一統(tǒng)考期末)“暖寶寶”具有即時(shí)發(fā)熱、長(zhǎng)效保溫的優(yōu)點(diǎn),深受人們的喜愛(ài)。某品牌

“暖寶寶''主要成分:鐵粉、水、活性炭、食鹽等。下列說(shuō)法正確的是

A.正極反應(yīng)物為H+

B.負(fù)極上的電極反應(yīng),每反應(yīng)ImOlFe轉(zhuǎn)移3mole

C.“暖寶寶”能長(zhǎng)效保溫是因?yàn)榘l(fā)生了原電池反應(yīng),減緩了反應(yīng)速率

D.“暖寶寶”使用后變硬,其主要成分為:氯化鈉、三氧化二鐵、炭粉等固體

【答案】D

【分析】根據(jù)“暖寶寶”的成分可知,鐵粉和活性炭在氯化鈉溶液中形成原電池,鐵做負(fù)極,活性炭做正極,

鐵在中性環(huán)境中與氧氣發(fā)生反應(yīng),鐵電極反應(yīng)為:2Fe-4e=2Fe2+,正極的電極反應(yīng)為:O2+4e+2H2O=

4OH-,總反應(yīng)為:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,鐵粉和氧氣發(fā)生原電池反應(yīng)放出熱量,據(jù)此分析。

【解析】A.由于氯化鈉溶液呈中性,正極反應(yīng)物為氧氣,A項(xiàng)錯(cuò)誤;

B.鐵做負(fù)極,鐵電極反應(yīng)為:2Fe-4e-=2Fe?+,所以反應(yīng)ImolFe轉(zhuǎn)移2mole?B項(xiàng)錯(cuò)誤;

C.“暖寶寶”能長(zhǎng)效保溫是因?yàn)榘l(fā)生了原電池反應(yīng),加快了化學(xué)反應(yīng)速率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;

D.“暖寶寶”的總反應(yīng)為:2Fe+θ2+2H2O=2Fe(OH)2,但Fe(OH)2不穩(wěn)定,與氧氣、水反應(yīng)生成Fe(OH)3,

最終分解為鐵銹,所以使用后變硬,其主要成分為:氯化鈉、三氧化二鐵、炭粉等固體,D項(xiàng)正確;

答案選D。

8.(2022.廣西.高一統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試)關(guān)于如圖所示原電池的下列描述中,不無(wú)硬的是

A.Zn電極是電池的負(fù)極B.稀硫酸參與構(gòu)成原電池

C.導(dǎo)線中有電子定向移動(dòng)D.Cu電極表面有固體沉積

【答案】D

【分析】鋅、銅和稀硫酸組成的原電池中,鋅作負(fù)極,負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng);銅作正極,正極上

氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng);電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極;原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。

【解析】A.鋅、銅和稀硫酸組成的原電池中,鋅的金屬活潑性比銅強(qiáng),Zn作負(fù)極,故A正確;

B.正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),稀硫酸作為電解質(zhì)溶液參與構(gòu)成原電池,故B正確;

C.原電池裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,Zn做負(fù)極,CU做正極,電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線定向移動(dòng)至正極,故C

正確;

D.鋅、銅和稀硫酸組成的原電池中,銅作正極,正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)放出氫氣,則銅電極表

面有無(wú)色氣泡產(chǎn)生,無(wú)固體沉積,故D錯(cuò)誤;

故選:D。

9.對(duì)鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較,合理的是

A.負(fù)極反應(yīng)不同B.正極反應(yīng)相同

C.析氫腐蝕更普遍D.都是電化學(xué)腐蝕

【答案】D

【分析】

鋼鐵的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,但電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕要普遍的多,且腐蝕速度也快得多,

在鋼鐵的電化學(xué)腐蝕中,在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕,在弱酸性、中性或堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕,鋼鐵

的吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍。

【詳解】

A項(xiàng)、鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的負(fù)極都是鐵放電生成亞鐵離子,負(fù)極反應(yīng)相同,故A錯(cuò)誤;

B項(xiàng)、鋼鐵的析氫腐蝕的正極是水膜中氫離子放電,吸氧腐蝕的正極是水膜中氧氣放電,正極反應(yīng)不同,故

B錯(cuò)誤;

C項(xiàng)、在鋼鐵的電化學(xué)腐蝕中,鋼鐵的吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍,故C錯(cuò)誤;

D項(xiàng)、鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕都是電化學(xué)腐蝕,故D正確。

故選D。

【點(diǎn)睛】

題考查了鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕,明確原電池原理是解本題關(guān)鍵。

10.(2022春?河北唐山?高一統(tǒng)考期末)將鋅片和銅片按圖示方式插入檸檬中,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列

關(guān)于該裝置的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

電流計(jì)

——銅片

檸橡

A.銅片為正極,發(fā)生還原反應(yīng)B.一段時(shí)間后,鋅片質(zhì)量減小

C.電子通過(guò)檸檬汁液由鋅片流向銅片D.檸檬汁液中的H+向銅片定向遷移

【答案】C

【解析】A.該裝置可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,是原電池,銅片不活潑為正極,發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)正確;

B.原電池中Zn為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),鋅片逐漸溶解,質(zhì)量減輕,B項(xiàng)正確;

C.原電池中Zn為負(fù)極,CU為正極,電子由鋅片流出經(jīng)導(dǎo)線到銅片,C項(xiàng)錯(cuò)誤;

D.原電池中CU為正極,電解質(zhì)中的H+向銅片定向遷移、并在銅片上得電子生成H2,D項(xiàng)正確;

答案選C。

11.(2022春?北京東城?高一統(tǒng)考期末)原電池原理的發(fā)現(xiàn)和各種電池裝置的發(fā)明,改變了人們的生活方式。

對(duì)如圖所示的甲、乙兩裝置,下列分析正確的是

稀H2SO4稀H2SO4

甲乙

A.甲、乙均能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.甲、乙中銅片上均有氣泡產(chǎn)生

C.甲、乙中銅片上均發(fā)生氧化反應(yīng)

D.甲、乙中均能發(fā)生的反應(yīng)是Zn+2H+=Zn2++H2f

【答案】D

【解析】A.甲中Zn、CU沒(méi)有形成閉合回路,不是原電池裝置,不能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故A錯(cuò)誤;

B.乙是原電池裝置,Zn作負(fù)極,CU作正極,H+在正極上得電子生成H2,甲不是原電池裝置,Zn與H+

反應(yīng)生成H2,即乙中銅片上沒(méi)有氣泡產(chǎn)生,故B錯(cuò)誤;

C.甲沒(méi)有形成原電池,CU片不發(fā)生反應(yīng),乙是原電池裝置,CU片上H+發(fā)生還原反應(yīng)生成H?,故C錯(cuò)誤;

D.甲、乙中發(fā)生的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Zn與H+反應(yīng),離子方程式為Zn+2H+=Zιτ≈++H2T,故D正確;

故選:Do

12.某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是()

A.a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出

B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為CM++2e-=Cu

C.無(wú)論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液均從藍(lán)色直接變成黃色

D.a和b用導(dǎo)線連接后,F(xiàn)e片上發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的CW+向銅電極移動(dòng)

【答案】C

【詳解】

A.a和b不連接時(shí),鐵片和銅離子發(fā)生置換反應(yīng),因此鐵片上會(huì)有金屬銅析出,故A正確;

B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),鐵作負(fù)極,銅作正極,因此銅片上發(fā)生的反應(yīng)為CιP++2e-=Cu,故B正確;

C.無(wú)論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液中銅離子都會(huì)減少,鐵變?yōu)閬嗚F離子,溶液顏色變淺,故C

錯(cuò)誤;

D.a和b用導(dǎo)線連接后,F(xiàn)e為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),銅為正極,根據(jù)離子“同性相吸”原理,因此溶液中的

C/,向正極即銅電極移動(dòng),故D正確。

綜上所述,答案為C。

13.(2022春.河南許昌.高一統(tǒng)考期末)根據(jù)如圖判斷下列說(shuō)法正確的是

圖1

A.圖1所示裝置能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.圖1所示轉(zhuǎn)裝置不會(huì)有能量的變化

C.圖2所示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

D.圖2反映了圖1能量變化的特點(diǎn)

【答案】D

【解析】A.圖1所示的裝置沒(méi)有形成閉合回路,沒(méi)有電流通過(guò),不能形成原電池,所以不能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變

為電能,故A錯(cuò)誤;

B.圖1中鋅與硫酸反應(yīng)為放熱反應(yīng),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,故B錯(cuò)誤;

C.圖2所示的反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故C錯(cuò)誤;

D.圖1中鋅與硫酸反應(yīng)為放熱反應(yīng),圖2為放熱反應(yīng),故D正確;

故選D。

14.(2022春?浙江?高一浙江大學(xué)附屬中學(xué)??计谥校┠撑d趣小組以相同大小的銅片和鋅片為電極研究水果

電池,裝置如圖,實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下:

實(shí)驗(yàn)編號(hào)水果種類(lèi)電極間距離/cm電流∕μA

1番茄1

2番茄2

3拳果2

電池工作時(shí),下列說(shuō)法正確的是A.化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

B.負(fù)極的電極反應(yīng)為Zn+2e-=Zn2+

C.電子從鋅片經(jīng)水果流向銅片

D.水果種類(lèi)和電極間距離對(duì)電流的大小均有影響

【答案】D

【分析】根據(jù)原電池的原理進(jìn)行判斷;

【解析】A.化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能,一部分轉(zhuǎn)化為熱能,故A不正確;

B.負(fù)極的電極反應(yīng)為:Zn-2e-=Zn2+;故B不正確;

C.電子不能通過(guò)水果,故C不正確;

D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷,D正確;

故選答案D;

【點(diǎn)睛】此題考查原電池的應(yīng)用;根據(jù)反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。

15.某學(xué)生用如圖所示裝置研究原電池原理,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.圖6-3裝置(3)中Zn棒增加質(zhì)量與Cu棒減輕質(zhì)量之比為65:64

B.圖6-3裝置(2)中如果兩極上都有氣體產(chǎn)生,則說(shuō)明Zn棒不純

C.圖6-3裝置(1)中銅棒上沒(méi)有氣體產(chǎn)生

D.圖6-3裝置(2)與(3)中正極生成物質(zhì)的質(zhì)量之比為1:32時(shí),Zn棒減輕的質(zhì)量相等

【答案】A

【詳解】

A.鋅的活潑性大于銅,裝置(3)中Zn棒為原電池負(fù)極,其質(zhì)量減輕,CU棒為原電池正極,銅離子在此極

得電子生成銅,銅電極質(zhì)量增加,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.裝置(2)中不純的Zn電極也能形成原電池而產(chǎn)生H?,選項(xiàng)BlE確;

C.裝置(1)中不能構(gòu)成原電池,CU不與稀硫酸反應(yīng),所以CU棒上不產(chǎn)生H?,選項(xiàng)C正確;

D.假設(shè)裝置(2)中正極產(chǎn)生2gH2,則轉(zhuǎn)移2mol電子,消耗負(fù)極65gZn?若裝置(3)中正極析出64gCu,

則也轉(zhuǎn)移2mol電子,消耗負(fù)極65gZn,所以Zn棒減輕的質(zhì)量相等,選項(xiàng)D正確;

故選A?

16.常溫下,將除去表面氧化膜的Al、CU片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度⑴隨

時(shí)間⑺的變化如圖2所示,反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.O~tι時(shí),原電池的負(fù)極是Al片

B.0~tι時(shí),正極的電極反應(yīng)式是NO;+2H++e-=NO2T+H2O

C.t∣后,原電池的正、負(fù)極發(fā)生互變

D.tι

【答案】D

【解析】【分析】0~t∣時(shí),鋁為原電池的負(fù)極,銅為正極,到口時(shí),鋁在濃硝酸中鈍化后不再反應(yīng),此時(shí)銅

又成了原電池的負(fù)極。

【詳解】OF時(shí),鋁為原電池的負(fù)極,銅為正極,至Uti時(shí),鋁在濃硝酸中鈍化后不再反應(yīng),此時(shí)銅又成了原

電池的負(fù)極。

A、()~tι時(shí),原電池的負(fù)極是Al片,故A正確;

+

B、0~t.時(shí),硝酸根離子在正極得電子生成紅棕色氣體NO2,正極的電極反應(yīng)式是NO3^+2H+e-=NO2↑+H2θ,

故B正確;

C、t∣后,鋁發(fā)生鈍化,銅作負(fù)極,所以,電池的正、負(fù)極發(fā)生互變,故C正確;

D、口后,銅是負(fù)極,每有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,就有0.15mol銅失去電子,負(fù)極質(zhì)量減少9.6g,故D錯(cuò)

誤。故選D。

【點(diǎn)睛】本題考查原電池原理,通過(guò)圖象判斷不同時(shí)刻原電池的正負(fù)極為解答本題的關(guān)鍵,也是易錯(cuò)點(diǎn)。

17.(2022?山西省高一月考)用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中,構(gòu)成了原電池,工作一段時(shí)間,鋅片

的質(zhì)量減少了3.25g,銅表面析出了氫氣L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。導(dǎo)線中通過(guò)mol電子。

【答案】1.120.1

2

【解析】用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中,構(gòu)成了原電池,鋅為負(fù)極,電極反應(yīng)為:Zn-2e=Zn÷s

銅為正極,電極反應(yīng)為2H++2e=H21;根據(jù)兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等計(jì)算。

【詳解】

用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中,構(gòu)成了原電池,

鋅為負(fù)極,電極反應(yīng)為:Zn-2e=Zn2÷,

銅為正極,電極反應(yīng)為2H++2e=H2f,

3.25g

鋅片的質(zhì)量減少了3.25g,則物質(zhì)的量為ZU,巨;=0.05mol,

65g/mol

轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為n(e^)=2n(Zn)=2n(H2)=2×0.05mol=0.1mol,

則:V(H2)=0.05mol×22.4L∕mol=1.12L,

故答案為:為2;0.1?

18.理論上講,任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。某同學(xué)利用“Cu+2Ag+=2Ag÷Cu2+”反應(yīng)設(shè)

制一個(gè)化學(xué)電池,如圖所示,已知該電池在外電路中,電流從a極流向b極。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(l)b極是電池的極,材料是,寫(xiě)出該電極的反應(yīng)式_____________?

(2)a可以為(A、銅B、銀C、鐵D、石墨)

(3)C溶液是(A、CUSo4溶液B、AgNO3溶液C、酒精溶液)

(4)若該反應(yīng)過(guò)程中有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則生成Ag為克。

【答案】(1)負(fù)CuCu-2e-=Cu2+

(2)BD

(3)B(4)21.6

【解析】【分析】有題干信息可知,原電池中,電流從a極流向b極,則a為正極,得到電子,發(fā)生還

原反應(yīng),b為負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),據(jù)此分析解答問(wèn)題。

(1)根據(jù)上述分析知,b是電池的負(fù)極,失去電子,反應(yīng)Cu+2Ag+=2Ag+C#+中CU失去電子,故

CU作負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為CuHe-=CM+,故答案為:負(fù):Cu;Cu-2e-=Cu2+;

(2)a是電池的正極,電極材料可以是比銅更穩(wěn)定的Ag,也可以是惰性的石墨,故答案為:BD;

(3)電解質(zhì)溶液C是含有Ag+的溶液,故答案為:B;

(4)根據(jù)得失電子守恒可得,反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移ImOl電子,生成2molAg,質(zhì)量為108x2=21.6g,故答

案為:21.6,

19.(2022春?江蘇鹽城?高一??茧A段練習(xí))回答下列問(wèn)題:

(1)現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng):

A:NaOH+HCI=NaCl+H2O

B:Cu+2Ag+=2Ag+CM+

①根據(jù)兩反應(yīng)的方程式,判斷能否設(shè)計(jì)成原電池:O

②如果不能,說(shuō)明其原因:。

③如果可以,寫(xiě)出正、負(fù)極電極反應(yīng)式負(fù)極:、正極:。

(2)利用反應(yīng)2Cu+θ2+2H2SO4=2CuSθ4+2H2O可制備CuSO4.若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池:

①負(fù)極材料是(寫(xiě)名稱(chēng)),電極反應(yīng)式為?

②正極的電極反應(yīng)式為。

③溶液中SO:向極移動(dòng)。

【答案】⑴A不能,B可以A不是氧化還原反應(yīng),沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移Cu-2e=Cu2+2Ag++2e=2Ag

2++

⑵銅Cu-2e=CuO2+4e+4H=2H2O負(fù)

【解析】(1)由方程式可知,反應(yīng)A為沒(méi)有元素發(fā)生化合價(jià)變化的非氧化還原反應(yīng),由原電池的形成條件

可知,該反應(yīng)不能設(shè)計(jì)成原電池,反應(yīng)B是有元素發(fā)生化合價(jià)變化的氧化還原反應(yīng),由原電池的形成條件

可知,該反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池,還原劑銅是原電池的負(fù)極,銀或石墨電極做原電池的正極;

①由分析可知,反應(yīng)A不能設(shè)計(jì)成原電池,反應(yīng)B能設(shè)計(jì)成原電池,故答案為:A不能,B可以;

②由分析可知,反

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