高一化学上原电池同步训练(附答案和解释)

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高一化学上原电池同步训练(附答案和解释)

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文章
来源莲
山课件 w ww.5 Y K j.Co M

原电池
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________


1.下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4,在Cu电极上产生大量气泡的是(  )。
 

2.下列各变化中属于原电池反应的是(  )。
A.在空气中,金属铝表面迅速氧化形成保护层
B.镀锌铁表面有划损时,锌被氧化
C.红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色保护层
D.浓HNO3比稀HNO3更易氧化金属铜
3.将用导线连接的电极X、Y插入装有硫酸铜溶液的烧杯中(外电路中电子流向如图所示)。据此判断下列说法正确的是(  )。
A.外电路中电流方向为X→Y
B.若电极材料分别为锌片和铜片,则Y为锌片
C.X极上发生还原反应
D.若电极材料都是金属,则金属活动性:X>Y
4.下列关于原电池的叙述中,正确的是(  )
A.电极只能由两种不同的金属构成
B.负极发生的电极反应是还原反应
C.工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极
D.能将化学能转变为电能
5.在如图所示的8个装置中,属于原电池的是(  )
 
A.①④ B.③④⑤
C.④⑧ D.②④⑥⑦
6.根据Fe+Cu2+===Fe2++Cu的反应原理设计一个原电池,当铁为负极时,正极不可以选用的材料是(  )
A.铂 B.石墨
C.铜 D.锌
7.废电池必须进行集中处理的首要原因是(  )
A.充电后可再使用
B.回收利用石墨电极和金属材料
C.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源
D.防止电池中的电解质溶液腐蚀其他物品
8.对于a、b、c、d四块金属片,若a、b用导线相连浸泡在稀H2SO4中,电子由a流向b;c、d用导线相连浸泡在稀H2SO4时,d产生大量气泡;a、c用导线相连浸泡在稀CuSO4中时,c上附着上一层红色物质;d浸泡在b的硝酸盐溶液中,置换出b的单质。由这四种金属的活动顺序由大到小为(  )
A.a>b>c>d B.a>c>d>b
C.c>a>b>d D.b>d>c>a
9.100 mL 2 mol/L H2SO4与过量Zn粉反应,在一定温度下,为了加快反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可以采取的措施是(  )
A.加入碳酸钠固体
B.改用18 mol/L的浓H2SO4
C.滴入少量硫酸铜溶液
D.加入硫酸钾溶液
10.X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成下图的装置,实验中电流表指针发生偏转,同时X棒变粗,Y棒变细,则X、Y、Z可能是下列中的(  )
 
编号 X Y Z
A Zn Cu 稀硫酸
B Cu Zn 稀硫酸
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Ag Zn 硝酸银溶液


11.利用实验室常用的物品,根据电化学原理,可以设计原电池。请填写下列空白:
(1)实验原理:Fe+2H+=              。
(2)实验用品:电极(              、             )(填所用电极的名称)、稀硫酸、烧杯、导线、耳机(或电流计)。
(3)实验装置如图所示。
 
(4)原电池工作原理分析:
该原电池工作时,负极为          (填化学式),发生          (填“氧化”或“还原”),其电极反应式为               ,另一电极为正极,发生          反应,其电极反应式为                ,外电路中电子流动方向为                。
12.某化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案,请完成有关问题。
方案Ⅰ:将形状和大小均相同的铁片和铜片,分别同时放入100 mL 2.0 mol•L-1稀硫酸中,观察反应的情况,据此确定它们的金属活动性。
方案Ⅱ:利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的金属活动性。
(1)方案Ⅰ中发生反应的离子方程式为                。
(2)在方框内画出方案Ⅱ中的原电池装置图,注明电解质溶液名称和正、负极材料,标出电子流动方向,并写出电极反应式:
正极:                   ;
负极:                   。
(3)结合你所学的知识,请你再设计一个与方案Ⅰ、Ⅱ不同的验证Fe、Cu活动性的简单实验方案:                 ,用离子方程式表示其反应原理:                     。
13.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,填写空格。
(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
正极电极反应式为______________。
(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为_____________,当线路中转移0.2 mol电子时,则被腐蚀铜的质量为_____________g。
(3)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,负极分别为______________。
A.铝片、铜片   B.铜片、铝片  C.铝片、铝片
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图,回答下列问题:
 
①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是:________________。
②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
14.下列反应:①氢氧化钠与硫酸,②一氧化碳与氧气,③八水合氢氧化钡与氯化铵,④金属铜与硝酸银。其中(用序号填空):
(1)属于放热反应的是_______________________________。
(2)属于吸热反应的是_______________________________。
(3)能设计成原电池的反应是_________________________。
(4)能设计成燃料电池的反应是_______________________。
 
参考答案
1.A
【解析】铜与稀硫酸不反应,故铜电极上产生大量气泡应是构成原电池,且铜电极作正极。
2.B
【解析】A项中铝直接通过化学反应被氧化成一层致密的氧化物保护膜;B项中Zn、Fe与电解质溶液构成原电池,Zn失电子被氧化;C项中铁与水直接反应生成了氧化物; D项说法正确,但不属于原电池反应。
3.D
【解析】电子带负电荷,故电流方向与电子流动方向相反,A项错误;电子从X极流出,经导线流向Y极,故X极为负极、Y极为正极,X比Y活泼,B项错误、D项正确;X极为负极,发生氧化反应,C项错误。
4.D
【解析】构成原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属,也可以是一种金属和一种非金属,A项不正确;据原电池原理知,原电池负极失去电子,电子经外电路流向正极,负极被氧化,所以B、C两项都不正确。
5.D
【解析】①缺少电极,②形成Zn、C、稀H2SO4原电池,③没有活泼性不同的两种金属或一种金属和一种非金属,⑤Fe、C均不与酒精反应,无电解质溶液,⑧不能形成闭合回路,所以能形成原电池的为②④⑥⑦,D项正确。
6.D
【解析】当铁做负极时,正极的金属材料的金属活动性应该弱于铁的金属活动性,所以D项符合题意。
7.C
【解析】废电池中含有重金属离子,为了防止重金属离子污染土壤和水源,所以要集中处理。
8.B
【解析】a、b用导线相连浸泡在稀H2SO4中形成原电池,活泼金属做负极,电子由负极经外电路流向正极,因此活泼性a>b;c、d相连浸入稀H2SO4中,H+在正极上得电子生成H2,有气泡生成,所以d为正极,c为负极,活泼性c>d;a、c相连浸入稀CuSO4溶液中时,Cu2+在正极上得电子生成Cu附着在正极表面,a是负极,c为正极,活泼性a>c;又活泼性d>b,所以四种金属的活动性顺序为a>c>d>b,B项正确。
9.C
【解析】加入少量CuSO4发生反应Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu生成Cu附着在Zn上面,形成Zn、Cu、稀H2SO4原电池,Zn为负极失电子速率加快,C项正确。
10.D
【解析】首先由题中所给信息(X棒变粗,Y棒变细)可知X棒是正极,Y棒是负极,Y比X活泼,所以选项A、C均错;再看电解质溶液,B选项中硫酸里的H+在正极X棒上得电子生成氢气,X棒不会变粗;只有D选项符合,D选项中负极Y棒Zn失电子生成Zn2+,Y棒变细,Ag+在正极X棒上得电子生成Ag附着在X棒上使其变粗。
11.(1)Fe2++H2↑
(2)铁钉(或铁片、铁丝等合理答案);铜丝(或其他合理答案)
(4)Fe;氧化;Fe-2e-=Fe2+;还原;2H++2e-=H2↑;Fe→耳机→Cu(或其他合理答案)
【解析】(1)从反应物可知,设计该原电池是基于Fe与H+之间发生的氧化还原反应,生成物为Fe2+和H2。(2)铁失电子被氧化,所以铁作负极,正极可以是比铁不活泼的金属如铜、铂等,也可以是碳棒。(4)该电池工作时负极发生氧化反应:Fe-2e-=Fe2+,正极发生还原反应:2H++2e-=H2↑,外电路中电子从负极流出,经过导线、耳机,流向正极。
12.(1)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2) ;2H++2e-=H2↑;Fe-2e-=Fe2+(其他合理答案均可)
(3)将铁片置于CuSO4溶液中,一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出,即可以证明金属铁的活动性强于金属铜;Fe+Cu2+=Fe2++Cu(其他合理答案均可)
【解析】比较金属的活动性,可以利用原电池原理,即用两种金属作电极组成原电池,根据发生的电极反应或反应现象等确定正、负极,一般情况下,负极的金属活动性强于正极金属活动性;除此之外,利用金属之间的置换、比较相应金属阳离子的氧化性、比较其最高价氧化物对应水化物的碱性强弱等方法都可以。
13.(1)PbO2+4H++SO +2e-===PbSO4+2H2O
(2)Cu      6.4(3)B
(4)①2H2+O2===2H2O ②减小
【解析】(1)正极发生还原反应,化合价降低。故,正极的反应式为PbO2+4H++SO +2e-===PbSO4+2H2O
(2)从化学方程式可知,铜的化合价升高,应该做负极,通过化学方程式知,每转移2mol电子,消耗1mol铜,故当线路中转移0.2mol电子时,被腐蚀的铜的质量为0.1mol,即6.4g.
(3)铝在浓硫酸中发生钝化,铜能够与和浓硫酸反应,此时,铜做负极,铜不能和氢氧化钠溶液反应铝可以和氢氧化钠反应,故此时,铝做负极。B项正确。
(4)反应过程中有水生成,硫酸被稀释,故,硫酸的浓度减小。
14.(1)①②④ (2)③ (3)②④ (4)②
【解析】酸碱中和反应、燃烧、活泼金属置换不活泼金属反应属放热反应,③属于典型的吸热反应。燃烧和置换反应一定是氧化还原反应,理论上均可设计成原电池,且CO燃烧可设计成燃料电池。
 

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