專題4-1-1-原電池的工作原理(備作業(yè))(解析版)

第四章化學反應與電能第一節(jié)原電池第1課時原電池的工作原理單選題1．下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應無關(guān)的是（）A．硅太陽能電池工作時，光能轉(zhuǎn)化成電能B．鋰離子電池放電時，化學能轉(zhuǎn)化成電能C．食物因氧化而腐敗時，化學能轉(zhuǎn)化熱能D．葡萄糖為人類生命活動提供能量時，化學能轉(zhuǎn)化成熱能【答案】A【詳解】A．光能轉(zhuǎn)化成電能，是太陽能轉(zhuǎn)化為電能，與氧化還原反應無關(guān)，A符合題意；B．鋰離子電池放電時，由化學能轉(zhuǎn)化成電能，與電子的轉(zhuǎn)移有關(guān)，發(fā)生氧化還原反應，B不符合題意；C．食物與氧氣發(fā)生氧化還原反應而腐敗，C不符合題意；D．葡萄糖為人類生命活動提供能量時，葡萄糖被氧化，發(fā)生氧化還原反應，D不符合題意；答案選A。2．（2020·德州市第一中學高二期中）有關(guān)電化學知識的描述正確的是()A．CaO＋H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應設(shè)計成原電池，把其中的化學能轉(zhuǎn)化為電能B．某原電池反應為Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C．原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D．從理論上講，任何能自發(fā)進行的釋放能量的氧化還原反應都可設(shè)計成原電池【答案】D【詳解】A.CaO+H2O═Ca(OH)2不是氧化還原反應，沒有電子的轉(zhuǎn)移，所以不能設(shè)計為原電池，故A錯誤；B.電解質(zhì)溶液為AgNO3，與氯離子反應生成沉淀，所以不能用裝有含瓊膠的KCl飽和溶液作鹽橋，故B錯誤；C.原電池的兩極可以是由活動性不同的兩種金屬組成，也可以是非金屬，如氫氧燃料電池中石墨棒用作電極，故C錯誤；D.理論上，任何能自發(fā)進行的氧化還原反應都可被設(shè)計成原電池，故D正確；故選D。3．（2020·廣東佛山一中高二期中）如圖所示，把鋅片和銅片用導線相連后插入硫酸銅溶液中構(gòu)成原電池。下列敘述正確的是A．正極反應：Zn－2e－=Zn2+B．負極反應：Cu－2e－=Cu2+C．一段時間后，銅片質(zhì)量增加D．一段時間后，硫酸銅溶液濃度增大【答案】C【分析】該裝置能自發(fā)的進行氧化還原反應，所以能構(gòu)成原電池，鋅易失電子發(fā)生氧化反應而作負極，電極反應為：Zn-2e-═Zn2+，銅作正極，電極反應：Cu2++2e-═Cu，總反應為：Cu2++Zn═Cu+Zn2+，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼.銅作正極，電極反應：Cu2++2e?═Cu，故A錯誤；B.鋅易失電子發(fā)生氧化反應而作負極，電極反應為：Zn?2e?═Zn2+，故B錯誤；C.銅作正極，電極反應：Cu2++2e?═Cu，所以銅片質(zhì)量增加，故C正確；D.該裝置電池總反應為：Cu2++Zn═Cu+Zn2+，則一段時間后，硫酸銅溶液濃度減小，故D錯誤；故選：C。4．（2020·廣東佛山一中高二期中）如圖為番茄電池的示意圖，下列說法不正確的是A．該過程中化學能轉(zhuǎn)化為電能B．該過程發(fā)生氧化還原反應C．電子從銅片經(jīng)導線流向鋅片D．一段時間后，鋅片質(zhì)量會減少【答案】C【分析】將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池，根據(jù)金屬的活潑性知，鋅作負極，銅作正極，負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應，電子從負極沿導線流向正極，據(jù)此回答?！驹斀狻緼.該裝置構(gòu)成原電池，是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故A正確；B.負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應，故該過程發(fā)生了氧化還原反應，故B正確；C.電子是從負極流向正極，而鋅作負極，銅作正極，故電子從鋅片經(jīng)導線流向銅片，故C錯誤；D.鋅作負極，鋅失電子發(fā)生氧化反應形成鋅離子，故鋅片質(zhì)量會減少，故D正確。故選：C。5．（2020·福建莆田一中高二期中）少量鐵粉與100mL0.01mol?L-1的稀鹽酸反應，反應速率太慢。為了加快此反應速率而不改變H2的產(chǎn)量，可以使用如下方法中的（）①加水②升高溫度（不考慮鹽酸揮發(fā)）③滴入幾滴濃鹽酸④改用10mL0.1mol?L-1硝酸⑤滴加幾滴硫酸銅溶液A．②③ B．①②③⑤ C．②③④ D．②③⑤【答案】A【分析】產(chǎn)生氫氣的量不變，則保證鐵完全與鹽酸反應；加快反應速率，應增大鹽酸的濃度或升高溫度，據(jù)此分析?！驹斀狻竣偌铀?，稀釋了鹽酸的濃度，故反應速率變慢，故不符合；②升高溫度，反應速率加快，故符合；③加濃鹽酸，鹽酸的濃度增大，反應速率加快，故符合；④改用10mL0.1mol?L-1硝酸，硝酸與鐵粉生成NO，不生成氫氣，故不符合；⑤滴加幾滴硫酸銅溶液，鐵把銅置換出來，形成原電池，故反應速率加快，但與鹽酸反應的鐵減少，故減少了產(chǎn)生氫氣的量，故不符合；綜上分析：②③符合題意。答案選A。6．（2020·石嘴山市第三中學高二期中）有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導線連接浸入電解質(zhì)溶液，B不易腐蝕，將A與D用導線連接浸入電解質(zhì)溶液電流從A流向D，無明顯變化，若將B浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，這四種金屬的活動性順序為A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C【答案】B【詳解】兩種活動性不同的金屬和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，較活潑的金屬作負極，負極上金屬失電子發(fā)生氧化反應被腐蝕，較不活潑的金屬作正極，將A與B用導線連接起來浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕，所以A的活動性大于B；兩種活動性不同的金屬和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，較活潑的金屬作負極，原電池中電流由正極流向負極，將A與D用導線連接浸入電解質(zhì)溶液電流從A流向D，所以D的活動性大于A；金屬的置換反應中，較活潑金屬能置換出較不活潑的金屬，若將B浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，說明B的活動性大于C，所以金屬的活動性順序為：D＞A＞B＞C；答案選B。7．（2020·湖南知源學校高二月考改編）一定量的鋅粉和6mol·L-1的過量鹽酸反應,當向其中加入少量的下列物質(zhì)時,能夠加快反應速率，又不影響產(chǎn)生H2總量的是()A．CuSO4 B．銅粉 C．鐵粉 D．濃硝酸【答案】B【詳解】A．加入硫酸銅后，銅離子與鋅單質(zhì)反應生成銅單質(zhì)，與Zn形成原電池，加快反應速率，但由于鋅粉少量，所以銅離子與鋅粉反應后會影響氫氣的總量，故A不符合題意；B．直接加入銅粉與Zn形成原電池加快反應速率，同時不消耗鋅粉，所以生成的氫氣的總量也不變，故B符合題意；C．鐵粉也會與鹽酸反應，產(chǎn)生H2，使H2的量增加，故C不符合題意；D．濃硝酸與鋅粉反應生成二氧化氮，直到硝酸根離子消耗完畢，才開始產(chǎn)生氫氣，所以氫氣量減少，故D不符合題意；總所述答案為B。8．（2020·福建省南平市高級中學高二期中）關(guān)于如圖裝置的說法中正確的是（）A．該裝置將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，屬于電解池B．負極反應式為：Cu2++2e-=CuC．相比于單池單液原電池，該裝置電流更持續(xù)和穩(wěn)定D．因為右側(cè)是正極區(qū)，鹽橋中Cl-向右側(cè)燒杯移動【答案】C【分析】該裝置為原電池，鋅易失電子作負極，銅作正極，負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應生成鋅離子，正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應生成銅?！驹斀狻緼.該裝置將鋅置換銅反應中的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，屬于原電池，故A錯誤；B.負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應生成鋅離子，負極反應式為：Zn-2e-=Zn2+，故B錯誤；C.相比于單池單液原電池，鹽橋能隔絕鋅與硫酸銅溶液的接觸，維持溶液的電性守恒，構(gòu)成閉合回路，形成持續(xù)和平穩(wěn)的電流，故C正確；D.原電池中，陰離子向負極移動，鋅作負極，鹽橋中Cl-向左側(cè)燒杯移動，故D錯誤；故選C。9．（2020·鄭州中學高二期中）如圖是某?；瘜W興趣小組設(shè)計的一套原電池裝置，下列有關(guān)描述正確的是()A．此裝置能將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能B．石墨電極的反應式：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－C．電子由石墨電極經(jīng)導線流向Cu電極D．電池的總反應式：2Cu＋O2＋4HCl＝2CuCl2＋2H2O【答案】D【詳解】A．該裝置為原電池裝置，原電池裝置能將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，A項錯誤；B．裝置中銅失電子被氧化，所以銅做負極，石墨做正極，酸性條件下不能生成氫氧根，電極反應為O2+4H++4e－＝2H2O，B項錯誤；C．由圖可知，Cu電極為負極，石墨電極為正極，電子從負極沿導線流向正極，即由Cu電極經(jīng)導線流向石墨電極，C項錯誤；D．自發(fā)進行的氧化還原反應是銅在酸溶液中被氧氣氧化生成氯化銅溶液，反應的化學方程式為：2Cu＋O2＋4HCl＝2CuCl2＋2H2O，D項正確；答案選D。10．垃圾假單胞菌株能夠在分解有機物的同時分泌物質(zhì)產(chǎn)生電能，其原理如圖所示。下列說法正確的是()A．電流由左側(cè)電極經(jīng)過負載后流向右側(cè)電極B．放電過程中，正極附近的pH變大C．若有標況下11.2LO2參與電極反應，則有2molH+透過質(zhì)子交換膜進入左室D．負極電極反應為H2PCA+2e-=PCA+2H+【答案】B【詳解】A．原電池中電子由負極沿導線流向正極，所以電子由左側(cè)電極經(jīng)過負載后流向右側(cè)電極，電流則由右側(cè)電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)電極，A錯誤；B．酸性條件下，O2得電子生成H2O，則正極的電極反應為：4H++O2+4e-=2H2O，正極消耗H+，c(H+)增大，因此正極附近pH變大，B正確；C．已知正極的電極反應式為：4H++O2+4e-=2H2O，可知：1molO2參與電極反應，消耗4molH+，即有4molH+穿過質(zhì)子交換膜進入右室，標況下11.2LO2的物質(zhì)的量0.5mol，則會有2molH+穿過質(zhì)子交換膜進入右室，C錯誤；D．負極失電子發(fā)生氧化反應，負極的電極反應式為：H2PCA-2e-=PCA+2H+，D錯誤；故合理選項是B。二、填空題11．原電池的工作原理（以Cu—Zn—H2SO4原電池為例）①負極片：電極反應式___，發(fā)生___反應，現(xiàn)象：___。②正極片：電極反應式___，發(fā)生___反應，現(xiàn)象：___。總反應化學方程式：___?！敬鸢浮縕n-2e-=Zn2+氧化鋅片溶解2H++2e-=H2還原有氣泡產(chǎn)生Zn+2H+=Zn2++H2【分析】Cu—Zn—H2SO4原電池中總反應式為：Zn+2H+=Zn2++H2，Zn極失電子作負極，Cu極H+得電子作正極，以此解答?！驹斀狻竣賈n極失電子作負極，電極方程式為：Zn-2e-=Zn2+，發(fā)生氧化反應，現(xiàn)象是：鋅片溶解；②Cu極H+得電子，Cu作正極，電極方程式為：2H++2e-=H2，發(fā)生還原反應，現(xiàn)象是：有氣泡產(chǎn)生；總反應化學方程式為：Zn+2H+=Zn2++H2。12．（2020·山東高二期中）某研究性學習小組為證明2Fe3++2I-2Fe2++I2為可逆反應(即反應存在一定的限度)，設(shè)計如下兩種實驗方案。實驗用品：0.1mol·L-1KI溶液，0.1mol·L-1FeCl3溶液，CCl4，KSCN溶液，1mol·L-1FeCl2溶液，試管，膠頭滴管，導線，石墨棒，靈敏電流計等，按要求回答下列問題。(1)方案甲：取5mL0.1mol·L-1KI溶液，滴加2ml0.1mol·L-1的FeCl3溶液，再繼續(xù)加入2mLCCl4，充分振蕩，靜置、分層，再取上層清液，滴加KSCN溶液。該方案中能證明該反應為可逆反應的現(xiàn)象是_____。(2)方案乙：①利用Fe3+和I-發(fā)生的氧化還原反應設(shè)計原電池裝置，畫出裝置示意圖____(部分已畫出，按要求補充完整，標出電解質(zhì)溶液)②設(shè)計好裝置后，接通靈敏電流計，指針偏轉(zhuǎn)(注：靈敏電流計指針總是偏向電源正極)，隨著時間進行電流計讀數(shù)逐漸變小，最后讀數(shù)變?yōu)榱?，當指針讀數(shù)變零后，在乙燒杯中加入1mol·L-1FeCl2溶液，若觀察到靈敏電流計的指針向____方向偏轉(zhuǎn)(填“左”、“右”或“不移動”)，即可判斷該反應為可逆反應，此時裝置中左池石墨電極上的電極反應式為____?！敬鸢浮肯聦?CCl4層)溶液呈紫紅色，上層清液中滴加KSCN后溶液呈血紅色左I2+2e-==2I-【分析】本題需證明反應為可逆反應，可利用反應中反應物和生成物同時存在證明，也可利用反應是動態(tài)平衡。【詳解】(1)方案甲的實驗目的就是證明Fe3+和I-同時存在，證明反應為可逆反應，故實驗現(xiàn)象為下層(CCl4層)溶液呈紫紅色，上層清液中滴加KSCN后溶液呈血紅色，故答案為：下層(CCl4層)溶液呈紫紅色，上層清液中滴加KSCN后溶液呈血紅色；(2)①根據(jù)雙液雙池原電池的組成，該裝置的示意圖為：，故答案為：；②若溶液中存在平衡，當指針讀數(shù)變零后，反應即達到平衡，在乙燒杯中加入1mol·L-1FeCl2溶液后，指針應該偏左，同時左池石墨電極上的電極反應式為I2+2e-==2I-，故答案為：左，I2+2e-==2I-。13．資料顯示：在酸性溶液中能氧化I-，反應為+5I-+6H+=3I2+3H2O。為探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反應，甲同學向過量的KIO3酸性溶液中加入Na2SO3溶液，并加入兩滴淀粉溶液：開始時無明顯現(xiàn)象，t秒后溶液突然變?yōu)樗{色。(1)甲同學對這一現(xiàn)象做出如下假設(shè)：t秒前生成了I2，但由于存在Na2SO3，I2被消耗，該反應的離子方程式為________，的還原性________I-(填“＞”“=”或“＜”)。(2)為驗證他的猜想，甲同學向反應后的藍色溶液中加入________，藍色迅速消失，隨后再次變藍。(3)甲同學設(shè)計了如下實驗，進一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反應的過程。①甲同學在b電極附近的溶液中檢測出了②剛開始放電時，a電極附近溶液未變藍；取出a電極附近溶液于試管中，溶液變藍。在a極放電的產(chǎn)物是________。③放電一段時間后，a電極附近溶液短暫出現(xiàn)藍色，隨即消失，重復多次后，藍色不再褪去。電流表顯示電路中時而出現(xiàn)電流，時而歸零，最終電流消失。電流表短暫歸零的