2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)1原電池練習(xí)含解析新人教版選修4

PAGE6-原電池一、選擇題1.在如圖所示的水果電池中，外電路上的電流從X電極流向Y電極。若X為鐵，則Y可能是()A．鋅 B．石墨C．銀 D．銅解析：選A。電流的方向與電子的移動(dòng)方向相反，由已知條件知電子由Y電極流向X電極，因此Y電極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于鐵，故A選項(xiàng)中的鋅符合題意。2．(2024·韶關(guān)高二測(cè)試)試驗(yàn)室用鐵片、銅片和AgNO3溶液組成原電池，則正極的電極反應(yīng)式為()A．Fe－3e－=Fe3＋ B．Fe－2e－=Fe2＋C．2H2O＋O2＋4e－=4OH－ D．Ag＋＋e－=Ag解析：選D。在此原電池中，鐵片、銅片分別為負(fù)極和正極，總反應(yīng)式為Fe＋2AgNO3=2Ag＋Fe(NO3)2，正極的電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，D項(xiàng)正確。3．下列說法正確的是()A．構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必需都是金屬B．在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原C．試驗(yàn)室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4反應(yīng)D．原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能解析：選C。構(gòu)成原電池的電極材料可以是導(dǎo)電的非金屬，如碳棒，所以A錯(cuò)。在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，失電子被氧化，所以B錯(cuò)。粗鋅中含有雜質(zhì)可形成原電池，所以C對(duì)。原電池中的能量除轉(zhuǎn)化為電能外，還有部分轉(zhuǎn)化為熱能等，所以D錯(cuò)。4．(2024·十堰高二檢測(cè))關(guān)于如圖所示的原電池，下列說法正確的是()A．電子從鋅電極通過電流表流向銅電極B．鹽橋中的陰離子向CuSO4溶液中遷移C．鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)D．銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是2H＋＋2e－=H2↑解析：選A。該原電池中，Zn為負(fù)極，Cu為正極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電子由Zn電極流向Cu電極，故A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因電子由Zn電極流向Cu電極，故銅電極的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，所以鹽橋中的陽離子向CuSO4溶液中遷移，陰離子向ZnSO4溶液中遷移，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．下列各裝置能形成原電池的是()解析：選D。推斷一個(gè)裝置能否形成原電池，要看是否符合原電池的形成條件：①電極材料(兩種活動(dòng)性不同的金屬或金屬與導(dǎo)電非金屬)；②電解質(zhì)溶液；③構(gòu)成閉合回路；④能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。A裝置：由于兩個(gè)電極是同種金屬，不能形成原電池；B裝置：酒精不是電解質(zhì)，不能形成原電池；C裝置：沒有形成閉合回路，不能形成原電池；D裝置：符合原電池形成的條件，能形成原電池。6．將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是()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(fù)極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢解析：選C。乙燒杯中鋅片與銅片沒有接觸，不能構(gòu)成原電池，但鋅可以與稀硫酸干脆反應(yīng)，鋅片上有H2放出，溶液pH增大。甲燒杯中銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中形成了原電池，由于金屬活動(dòng)性Zn＞Cu，所以鋅為負(fù)極，銅片上有H2放出，加快了鋅的溶解，溶液pH增大，故只有C項(xiàng)正確。7．(2024·高考全國卷Ⅱ)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－=Mg2＋B．正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=AgC．電池放電時(shí)Cl－由正極向負(fù)極遷移D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑解析：選B。該電池中Mg做負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Mg2＋，A項(xiàng)正確；正極反應(yīng)為AgCl＋e－=Ag＋Cl－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池放電時(shí)，Cl－從正極向負(fù)極遷移，C項(xiàng)正確；在負(fù)極，Mg會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，D項(xiàng)正確。8．(2024·安陽高二測(cè)試)以鋅片和銅片為兩極，以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池，當(dāng)導(dǎo)線中通過2mol電子時(shí)，下列說法正確的是()A．鋅片溶解了1mol，銅片上析出1molH2B．兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等C．鋅片溶解了31g，銅片上析出了1gH2D．鋅片溶解了1mol，硫酸消耗了0.5mol解析：選A。在涉及原電池的有關(guān)計(jì)算中，關(guān)鍵是要把握住一點(diǎn)：兩極得失電子數(shù)相等。利用這一特點(diǎn)，從電極反應(yīng)式看，負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋；正極：2H＋＋2e－=H2↑。當(dāng)溶解1mol鋅時(shí)失去2mol電子，銅片上析出1mol氫氣得到2mol電子，得失電子守恒，這樣即可推出A正確。9．向等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b中分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)向a中加少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間t(min)的關(guān)系如圖所示，正確的是()解析：選A。Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，向a中加入少量的CuSO4溶液，則有Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又構(gòu)成多數(shù)微小的Zn-Cu原電池，加快了Zn與稀硫酸的反應(yīng)速率，所以反應(yīng)先完成，但因Cu2＋消耗了肯定量的Zn，生成H2的量要小于b。10.(2024·太原高二檢測(cè))如圖所示裝置中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a極漸漸變粗，b極漸漸變細(xì)，c為電解質(zhì)溶液，則a、b、c應(yīng)是下列選項(xiàng)中的()A．a(chǎn)是Zn、b是Cu、c為稀H2SO4B．a(chǎn)是Cu、b是Zn、c為稀H2SO4C．a(chǎn)是Fe、b是Ag、c為AgNO3溶液D．a(chǎn)是Ag、b是Fe、c為AgNO3溶液解析：選D。原電池工作時(shí)，a極漸漸變粗，b極漸漸變細(xì)，說明b極失去電子是負(fù)極，a極上金屬離子得電子是正極，電解質(zhì)溶液中含有先于H＋放電的金屬陽離子。11．(2024·黃岡高二質(zhì)檢)有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的試驗(yàn)裝置及部分試驗(yàn)現(xiàn)象如下：試驗(yàn)裝置部分試驗(yàn)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極無改變d極溶解；c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動(dòng)性依次是()A．a(chǎn)>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a(chǎn)>b>d>c解析：選C。由第一個(gè)裝置a極溶解，可知a極是負(fù)極，金屬活動(dòng)性a>b；其次個(gè)裝置依據(jù)氧化性、還原性的強(qiáng)弱規(guī)律推出金屬活動(dòng)性b>c；第三個(gè)裝置的金屬活動(dòng)性d>c；由第四個(gè)裝置電流從a→d，則電子從d→a，故金屬活動(dòng)性d>a。12．限制合適的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列推斷不正確的是()A．反應(yīng)起先時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)起先時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流計(jì)讀數(shù)為零后，向甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極解析：選D。由題圖并結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得到電子變?yōu)镕e2＋，被還原，I－失去電子變?yōu)镮2，被氧化，A、B項(xiàng)正確；電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確；向甲中加入FeCl2固體，對(duì)于反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，此時(shí)Fe2＋被氧化，I2被還原，故甲中石墨電極為負(fù)極，乙中石墨電極為正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題13．(2024·泉州高二質(zhì)檢)為了避開鋅片與Cu2＋干脆接觸發(fā)生反應(yīng)而影響原電池的放電效率，有人設(shè)計(jì)了如圖裝置，按要求回答下列問題：(1)此裝置工作時(shí)，可以視察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________________________________________________________，電池總反應(yīng)式為_________________________________________。(2)以上電池中，鋅和鋅鹽溶液組成________，銅和銅鹽溶液組成________，中間通過鹽橋連接起來。(3)電池工作時(shí)，硫酸鋅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移動(dòng)，硫酸銅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移動(dòng)。(4)此鹽橋內(nèi)為飽和KCl溶液，鹽橋是通過________的定向移動(dòng)來導(dǎo)電的。在工作時(shí)，K＋移向________。解析：(1)該裝置為鋅銅原電池，總反應(yīng)式為Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋，電池工作時(shí)，視察到①鋅片不斷溶解，②銅片上有紅色物質(zhì)析出，③電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)Zn與ZnSO4溶液組成鋅半電池，Cu與CuSO4溶液組成銅半電池。(3)電池工作時(shí)，ZnSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向負(fù)極或鋅電極移動(dòng)，CuSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向鹽橋移動(dòng)。(4)鹽橋中，K＋向正極區(qū)或CuSO4溶液移動(dòng)，Cl－向負(fù)極區(qū)或ZnSO4溶液移動(dòng)，這樣依靠離子的定向移動(dòng)形成閉合回路而導(dǎo)電。答案：(1)鋅片漸漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu(2)鋅半電池銅半電池(3)鋅電極(或負(fù)極)鹽橋(4)離子正極區(qū)(或CuSO4溶液)14．A、B、C、D四種金屬按下表中的裝置圖進(jìn)行試驗(yàn)。裝置現(xiàn)象A不斷溶解生成二價(jià)離子C的質(zhì)量增加A上有氣泡產(chǎn)生依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題：(1)裝置甲中負(fù)極的電極反應(yīng)是__________________________________________。(2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)是__________________________________________。(3)裝置丙中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的依次是______________________________________。解析：甲、乙、丙均為原電池裝置。依據(jù)原電池原理，甲中A不斷溶解，則A為負(fù)極、B為正極，活動(dòng)性A>B；乙中C的質(zhì)量增加，即析出Cu，則B為負(fù)極，活動(dòng)性B>C；丙中A上有氣泡即H2產(chǎn)生，則A為正極，活動(dòng)性D>A，隨著H＋的消耗，溶液pH漸漸變大。答案：(1)A－2e－=A2＋(2)Cu2＋＋2e－=Cu(3)變大(4)D>A>B>C15．已知某原電池的電極反應(yīng)是Fe－2e－=Fe2＋、Cu2＋＋2e－=Cu，據(jù)此設(shè)計(jì)原電池，并回答下列問題。(1)若原電池裝置為圖甲所示：①電極材料A是________，B是________。(寫材料名稱)②A電極視察到的現(xiàn)象是______________________________________________。(2)若原電池裝置為圖乙所示：①電極材料X可以是________(填字母，下同)。a．鐵b．銅c．石墨②電解質(zhì)Y可以是________。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl2解析