【化學：選修4人教版同步練習題】第四章第一節(jié) 原電池（人教版）

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2011-2012學年高二化學選修4（人教版）同步練習第四章 第一節(jié) 原電池 一. 教學內(nèi)容： 原電池 二. 重點、難點： 1. 重點是進一步了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式 2. 難點是原電池的工作原理 三. 具體內(nèi)容： 1. 原電池的概念 2. 原電池構(gòu)成的條件 3. 正負極的判斷，并設(shè)計鋅和銅離子反應(yīng)的裝置 4. 銅鋅原電池 （1）裝置 （2）現(xiàn)象 （3）鹽橋的作用 （4）電極反應(yīng) （5）原理 （6）半電池 （7）電解質(zhì)溶液和電極的選擇 （8）電子和電流的流向 【典型例題】 [例1] 如圖所示，燒杯內(nèi)盛有濃HNO3，在燒杯中放入用導線相連的鐵、鉛兩個電極，已知原電池停止工作時，F(xiàn)e、Pb都有剩余。試寫出可能的電極反應(yīng)式，并指出正、負電極及電極反應(yīng)類型。 （1）Fe：____________、___________（可不填滿，也可補充，下同）； （2）Pb片：__________、____________。 答案：（1）開始時，F(xiàn)e是正極：4H＋＋2NO3—＋2e－＝2NO2↑＋2H2O（還原反應(yīng)）；后來，F(xiàn)e是負極：3Fe－6e－＝3Fe2＋（氧化反應(yīng)） （2）開始時，Pb是負極：Pb－2e－＝Pb2＋（氧化反應(yīng)）；后來，Pb是正極： 2NO3—＋8H＋＋6e－＝2NO↑＋4H2O（還原反應(yīng)） 解析：把物質(zhì)的性質(zhì)和原電池聯(lián)系。 [例2] 把鐵棒和鋅棒用導線連接插入硫酸銅溶液中有0.2mol電子通過時，負極的質(zhì)量變化（ ） A. 減少0.1g B. 減少6.5g C. 減少5.6g D. 增加6.4g 答案：B 解析：利用原電池反應(yīng)的實質(zhì)是氧化還原反應(yīng)進行計算。 [例3] 由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池，在工作過程中，電解質(zhì)溶液的pH（ ） A. 不變 B. 先變小后變大 C. 逐漸變大 D. 逐漸變小 答案：C 解析：考察基本的電極反應(yīng)的判斷。 [例4] 將等質(zhì)量的A、B兩份鋅粉裝入試管中，分別加入過量的稀硫酸，同時向裝A的試管中加入少量CuSO4溶液。圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V與時間t的關(guān)系，其中正確的是（ ） 答案：D 解析：考察原電池的應(yīng)用和判斷產(chǎn)物的方法。 [例5] 有A、B、C、D四種金屬。將A與B用導線連結(jié)起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕。將A、D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷它們活動性由強到弱的須序是（ ） A. D>C>A>B B. D>A>B>C C. D>B>A>C D. B>A>D>C 答案：B 解析：根據(jù)原電池電極判斷的原理判斷金屬活動性。 [例6] 下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是（ ） A. 把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡 B. 實驗室中用稀HNO3溶液與Cu反應(yīng)制取NO氣體反應(yīng)很慢，加一塊石墨使之與Cu接觸后反應(yīng)加快 C. 把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵 D. 把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快 答案：C 解析：具體原電池的判斷。 [例7]（1）當K斷開時，________上有氣泡產(chǎn)生，生成氣體對應(yīng)的離子方程式為__________。 （2）當K閉合時，________片上有氣泡。生成氣體對應(yīng)的離子方程式為____________。 答案：（1）Zn；Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑； （2）Cu；2H+ + 2e— = H2↑ 解析：考察原電池形成的條件和電極反應(yīng)。 [例8] 在Cu—Zn原電池中，200mL H2SO4溶液的濃度為0.125mol/L，若工作一段時間后，從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流過導線的電子為__________mol，溶液的pH值為_________。（溶液體積變化忽略不計，已知lg2=0.3 lg3=0.5） 答案：0.015 、3.2 解析：考察有關(guān)原電池的計算和pH的結(jié)合。 【模擬試題】（答題時間：30分鐘）1. 下列敘述中，金屬甲的活動性一定比金屬乙的活動性強的是（ ） A. 在氧化還原反應(yīng)中，甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多 B. 同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強 C. 甲能跟稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣而乙不能 D. 將甲、乙作電極組成原電池時，甲是負極 2. 形成原電池的條件一般有：① 電解質(zhì)溶液；② 兩個電極；③ 能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)；④ 形成閉合回路，請根據(jù)上述條件判斷下列裝置中屬于原電池的是（ ） 3. Cu、Fe作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：①Cu作____極，②Fe作____極；電極反應(yīng)式是：負極_________，正極_________，總反應(yīng)式是__________。 4. 把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為（ ） A. a > b > c > d B. a > c > d > b C. c > a > b .> d D. b > d > c > a 5. 在如下圖所示的8個裝置中，屬于原電池的有 。 6.（1）將反應(yīng)2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計成原電池。（2）判斷正負極并寫出電極反應(yīng)。 7. X、Y、Z、W四種金屬片進入稀鹽酸中，用導線連接，可以組成原電池，實驗結(jié)果如下圖所示。 則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為_________________ 8. X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y為電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為（ ） A. X＞Y＞Z　　　 B. X＞Z＞Y　　　 C. Y＞X＞Z　　　 D. Y＞Z＞X 9. 有A、B、C三種金屬，兩兩分別接觸并同處于稀H2SO4中，反應(yīng)冒氣泡，判斷三種金屬活動性順序 。 10. 下列裝置能夠組成原電池，產(chǎn)生電流的是（ ） 11. 由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH怎樣變化（ ） A. 不變 B. 先變大后變小 C. 逐漸變大 D. 逐漸變小 12. 以Mg片和Al片為電極，并用導線連接，同時插入NaOH溶液中，負極為_____。 【試題答案】 1. C 2. CD 3. 正；負；Fe－2e－=Fe2+；2H++2e-=H2↑；Fe+2H+=Fe2++H2↑ 4. B 5. ④⑥⑦ 6. 負極（鐵）：Fe－2e－=Fe2+；正極（石墨）：Fe3+ + e－=Fe2+ 7. Z>Y>X>W 8. C 9. C＞B＞A 10. BC 11. C 12. Al 【試題解析】 1. A中應(yīng)是失電子能力強，而不是個數(shù)多；B中應(yīng)是甲的還原性即金屬性弱；C中證明甲在氫前乙在氫后，間接證明甲比乙活潑；D中如果電解質(zhì)是NaOH溶液則鋁作負極，鎂作正極。 2. 基本原電池的判斷，A中不是閉合回路；B中沒有電解質(zhì)溶液。 4. 根據(jù)金屬活動性強的作負極，電流由正極向負極移動，電子由負極向正極移動，產(chǎn)生氣泡的為正極來進行判斷。 5. 根據(jù)形成原電池的條件來推斷。 7. 根據(jù)鹽酸溶液中，作為原電池負極的是相對活潑的金屬。 9. 根據(jù)圖中所畫的氣泡產(chǎn)生的電極是正極，金屬性差來判斷。 11. 根據(jù)工作原理是鋅與氫離子反應(yīng)，所以溶液的酸性減弱，pH增大。 12. 因為電解質(zhì)溶液是NaOH，對于此溶液Al更活潑，所以為負極。 5