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文檔簡介

課時作業(yè)17原電池的工作原理1.將純鋅片和純銅片按下圖所示方式插入相同濃度的稀硫酸中,一段時間后,下列敘述正確的是()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.甲中產(chǎn)生氣泡的反應速率比乙中的慢2.某原電池的總反應的離子方程式是Fe+2Ag+=Fe2++2Ag,該原電池的組成正確的是()ABCD正極FePtAgAg負極AgCuFeFe電解質溶液AgNO3H2SO4AgNO3FeCl23.將等質量的兩份鋅粉裝入A、B兩試管中,分別加入過量的稀硫酸,并向A試管中加入少量CuSO4溶液。下列圖像表示產(chǎn)生H2的體積V(相同狀況下)與時間t的關系,其中正確的是()4.[2022·安徽蕪湖高二期末]研究人員研制出一種新型儲備電源——鋰水電池(結構如圖,高硅鑄鐵為惰性輔助電極),使用時加入水即可放電。下列關于該電池工作時的說法正確的是()A.OH-向高硅鑄鐵電極移動B.高硅鑄鐵電極上發(fā)生的反應為2H++2e-=H2↑C.負極的電極反應式為Li-e-=Li+D.電流方向:鋰電極→導線→高硅鑄鐵電極5.①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池,①②相連時,外電路電流從②流向①;①③相連時,③為正極,②④相連時,②有氣泡逸出;③④相連時,③的質量減少,據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是()A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④6.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,下列有關敘述中正確的是()A.銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后,甲池中的c(SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)))減小C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質量增加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7.控制適合的條件,將反應2Fe3++2I-?2Fe2++I2設計成下圖所示的原電池,已知KI溶液過量。下列判斷正確的是()A.反應開始時,甲中石墨電極上Fe3+發(fā)生氧化反應B.反應開始時,乙中石墨電極的反應式:I2+2e-=2I-C.電流計讀數(shù)為零時,在甲中加入KSCN溶液,出現(xiàn)血紅色D.電流計讀數(shù)為零時,反應處于停止狀態(tài)8.某合作學習小組的同學利用下列氧化還原反應設計原電池:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O。鹽橋中裝有含K2SO4飽和溶液的瓊膠,裝置如圖所示。下列敘述正確的是()A.乙燒杯中發(fā)生氧化反應B.甲燒杯中溶液的pH逐漸減小C.電池工作時,鹽橋中的SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4))移向甲燒杯D.外電路的電流方向是從b到a9.[2022·湖北重點中學高二聯(lián)考]銀鋅紐扣電池,其電池的電池反應式為Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,下列說法不正確的是()A.負極的電極反應式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2B.正極發(fā)生還原反應C.電池工作時,電流從Ag2O流向ZnD.電池工作時,溶液中的OH-向正極移動10.有關下圖裝置的說法中正確的是()A.氧化劑與還原劑必須直接接觸,才能發(fā)生反應B.乙池中電極反應式為NOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+2H++e-=NO2↑+H2OC.當銅棒質量減少6.4g時,甲池溶液質量增加6.4gD.當銅棒質量減少6.4g時,向乙池密封管中通入標準狀況下2.24LO2,將使氣體全部溶于水11.某化學興趣小組的同學設計了如圖所示的裝置,完成下列問題:(1)反應過程中,________棒質量減少。(2)負極的電極反應式為________________________________________________________________________。(3)反應過程中,當其中一個電極質量增加2g時,另一電極減輕的質量________(填“大于”“小于”或“等于”)2g。(4)鹽橋的作用是向甲、乙兩燒杯中提供NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))和Cl-,使兩燒杯溶液中保持電荷守恒。①反應過程中NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))將進入________燒杯(填“甲”或“乙”)。②當外電路中轉移0.2mol電子時,乙燒杯中濃度最大的陽離子是________。12.(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流表。鋅片上發(fā)生的電極反應為________________________________________________________________________;銀片上發(fā)生的電極反應為________________________________________________________________________。(2)若該電池中兩電極的總質量為60g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈經(jīng)干燥后稱重,總質量為47g,試計算:①產(chǎn)生氫氣的體積(標準狀況下)為________;②通過導線的總電量為________________________________________________________________________。(已知NA=6.02×1023mol-1,1個電子所帶的電荷量為1.60×10-19C,結果保留三位有效數(shù)字)13.將反應IOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+5I-+6H+?3I2+3H2O設計成如圖所示的原電池。(1)開始時向甲燒杯中加入少量濃硫酸,電流計指針向右偏轉,此時甲池中發(fā)生的電極反應式為________________________,工作過程中關于電流計的讀數(shù),下列說法正確的是________(填字母)。a.電流計讀數(shù)逐漸減小b.電流計讀數(shù)有可能變?yōu)?c.電流計讀數(shù)一直不變d.電流計的讀數(shù)逐漸增大(2)如果在加濃硫酸前,甲、乙燒杯中都加入淀粉溶液,則溶液變藍的燒杯是________(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。(3)工作一段時間后,如果再向甲燒杯中滴入濃NaOH溶液,此時乙池中發(fā)生的電極反應式為______________________________,電流計指針向________(填“左”或“右”)偏轉。14.甲、乙兩位同學均想利用原電池反應驗證金屬的活動性順序,并探究產(chǎn)物的有關性質。甲、乙同學設計的原電池如下圖所示,請回答下列問題:(1)a池中正極上的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)b池中總反應的離子方程式為__________________________________________________________________________________________。(3)該實驗證明了“利用金屬活動性順序直接判斷原電池正負極”,這種做法________(填“可靠”或“不可靠”),若不可靠,請?zhí)岢隽硪环N判斷原電池正負極的可行方案________________________________________________________________________________________________________________________________________________(若你認為可靠,此空可不作答)。(4)一段時間后,乙學生將b池兩極取出,然后取少許b池溶液于燒杯中,向其中逐滴滴加6mol·L-1H2SO4溶液直至過量,可能觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________,各階段對應的離子方程式分別是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課時作業(yè)17原電池的工作原理1.解析:甲中形成了原電池,氫氣在銅極放出,而乙不能形成閉合回路,不能產(chǎn)生電流,銅片不是負極,A、B項錯誤;甲中產(chǎn)生氣泡的反應速率比乙中的快,因為甲中鋅失去的電子流向銅,銅周圍生成氫氣,乙中只是鋅參加反應,反應過程中會使鋅片周圍產(chǎn)生大量的ZnSO4,H+濃度下降,從而使反應速率減小,D項錯誤。答案:C2.解析:對該反應進行分析知負極為Fe,則正極的活潑性比Fe差,溶液中陽離子為Ag+,對照各選項只有選項C符合。答案:C3.解析:試管中加入少量CuSO4溶液。發(fā)生反應Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,則Cu、Zn、稀硫酸構成原電池,加快產(chǎn)生H2的速率,但由于A試管中有少量Zn與CuSO4發(fā)生反應生成Cu,故A試管中參加反應生成H2的Zn比B試管中少,則A試管中產(chǎn)生H2的體積比B試管中小。答案:D4.解析:A錯,鋰電極是負極,高硅鑄鐵電極是正極,電解質溶液中陰離子向負極移動,則OH-向鋰電極移動。B錯,電解質溶液是LiOH溶液,溶液呈堿性,則高硅鑄鐵電極上發(fā)生的反應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑。C對,Li電極是負極,Li失電子被氧化,電極反應式為Li-e-=Li+。D錯,電流由正極流出,經(jīng)導線流入負極,故電流方向:高硅鑄鐵電極→導線→鋰電極。答案:C5.解析:①②相連時,外電路電流從正極流向負極,則活動性:①大于②;①③相連時,③為正極,則活動性:①大于③;②④相連時,②上生成H2為正極,則活動性:④大于②;③④相連時,③的質量減少為負極,則活動性:③大于④。據(jù)上述分析,活動性①>②,①>③,④>②,③>④,故活動性由大到小順序是①>③>④>②。答案:B6.解析:活潑金屬鋅作負極,銅作正極,銅電極上發(fā)生還原反應,故A錯誤;電池工作一段時間后,甲池中的c(SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)))不變,故B錯誤;銅電極上發(fā)生電極反應Cu2++2e-=Cu,同時Zn2+通過陽離子交換膜從甲池移向乙池,由電荷守恒可知,乙池中每析出1molCu,則有1molZn2+從甲池移向乙池,因為M(Zn)>M(Cu),所以乙池溶液總質量增加,故C正確;陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,陰離子不能通過陽離子交換膜,故D錯誤。答案:C7.解析:根據(jù)所給原電池的反應可知,F(xiàn)e3+在正極發(fā)生還原反應,甲池中存在Fe3+,故A錯誤;乙池中的電極為負極,失電子的物質是I-,B錯誤;此反應是可逆反應,電流計的讀數(shù)為零時說明反應處于平衡狀態(tài),但c(Fe3+)≠0,故C正確,D錯誤。答案:C8.解析:由2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O可知,Mn元素的化合價降低,得到電子,F(xiàn)e元素的化合價升高,失去電子,則乙中石墨為負極,甲中石墨為正極。乙燒杯中Fe2+失電子發(fā)生氧化反應,故A項正確;甲燒杯中MnOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為MnOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(4))+8H++5e-=Mn2++4H2O,因消耗H+而使溶液pH增大,故B項錯誤;在原電池內電路中,陰離子向負極移動,則鹽橋中的SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4))移向乙燒杯,故C項錯誤;在外電路中,電流由正極流向負極,即從a流向b,故D項錯誤。答案:A9.解析:銀鋅紐扣電池中Zn作負極,失去電子生成Zn(OH)2,電極反應式為Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,A正確;Ag2O電極作正極,得電子發(fā)生還原反應生成Ag,B正確;原電池工作時電子由負極流向正極,電流由正極Ag2O流向負極Zn,C正確;原電池工作時電解質溶液中陰離子移向負極,即溶液中的OH-向負極Zn移動,D錯誤。答案:D10.解析:A項,該原電池中氧化反應與還原反應是在兩個不同的燒杯中完成的,因此氧化劑與還原劑沒有直接接觸,A項錯誤;B項,乙池是正極,溶液中的NOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))得到電子,電極反應式為NOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+2H++e-=NO2↑+H2O,B項正確;C項,當銅棒質量減少6.4g(即0.1mol)時,甲池溶液中Cu2+增加0.1mol,但由于鹽橋中Cl-向甲池中移動,所以溶液增加的質量大于6.4g,C項錯誤;D項,當銅棒質量減少6.4g(即0.1mol)時,轉移電子的物質的量是0.2mol,所以根據(jù)電極反應式NOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+2H++e-=NO2↑+H2O可知,生成NO2的物質的量是0.2mol,則根據(jù)反應式4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知需要氧氣的物質的量是0.05mol,其在標準狀況下的體積是1.12L,D項錯誤。答案:B11.解析:(3)轉移0.2mol電子時,銅棒質量增加6.4g,鋅棒質量減少6.5g,故反應過程中,當銅電極質量增加2g時,另一電極減少的質量大于2g。(4)反應過程中,為了保持溶液的電中性,Cl-將進入甲燒杯,NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))進入乙燒杯。當外電路中轉移0.2mol電子時,乙燒杯中有0.1molCu2+消耗,還剩余0.1molCu2+,有0.2molNHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))進入乙燒杯,故乙燒杯中濃度最大的陽離子是NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))。答案:(1)鋅(2)Zn-2e-=Zn2+(3)大于(4)①乙②NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))12.解析:(1)該原電池中鋅片作負極,電極反應為Zn-2e-=Zn2+;銀片作正極,電極反應為2H++2e-=H2↑。(2)由電極反應不難看出該電池中溶解Zn和產(chǎn)生H2的物質的量之比為1∶1。①鋅片與銀片減少的質量等于生成氫氣所消耗的鋅的質量,m(Zn)=60g-47g=13g,設產(chǎn)生的氫氣在標準狀況下的體積為x。Zn+2H+=Zn2++H2↑65g22.4L13gx解得x=4.48L。②通過導線的總電量=eq\f(13g,65g·mol-1)×2×6.02×1023mol-1×1.60×10-19C≈3.85×104C。答案:(1)Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑(2)①4.48L②3.85×104C13.解析:(1)根據(jù)題中信息,I-失電子被氧化,說明乙池中石墨做負極,其電極反應式為2I--2e-=I2,則甲池中石墨做正極,其電極反應式為2IOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+12H++10e-=I2+6H2O,隨反應的進行,碘離子和碘酸根離子的量減小,通過的電量減小,電流計讀數(shù)不斷減小,當反應達到平衡后,電流計的讀數(shù)為0,故a、b說法正確。(2)根據(jù)(1)的分析,兩燒杯中都有I2的存在,加入淀粉后,都變藍。(3)甲燒杯中滴入NaOH溶液,消耗H+,促使反應向逆反應方向進行,乙池

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