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新教材2021-2022学年化学鲁科版选择性必修1课时评价:1-2-1 原电池的工作原理 WORD版含解析.doc

上传人:高**** 文档编号:404479 上传时间:2024-05-27 格式:DOC 页数:12 大小:410KB
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1、高考资源网() 您身边的高考专家温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。三原电池的工作原理【基础通关】 (40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)1(2021泰安高二检测)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后,甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡【解析】选C。原电池反应为ZnCuSO4=ZnSO4Cu。

2、Cu电极作正极,Cu2在正极得电子,发生还原反应,A项错误;由于两半池中的阴离子SO不能透过半透膜,故c(SO)都不变,B项错误;甲池中由于生成Zn2,而乙池中Cu22e=Cu,则乙池中的CuSO4部分变为ZnSO4,导致乙池中溶液总质量变大,C项正确;阴离子不能透过半透膜,D项错误。2.(双选)(2021南京高二检测)如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,离子导体为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向:X外电路YB若两电极分别为Zn和石墨棒,则X为Zn,Y为石墨棒C若两电极都是金属,则它们的活动性为XYDX极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧

3、化反应【解析】选B、C。由图可知,电子的流动方向是X外电路Y,则电流的方向就为Y外电路X;X为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y的强;X极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。3(双选)某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是()A.电池工作中,盐桥中的Cl向负极移动B负极反应式:2H2e=H2C工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变DFe作负极,发生氧化反应【解析】选A、D。根据原电池工作原理,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷,所以Cl向负极移动,故A正确;铁作负极,电极反应式:Fe2e=Fe2,正极反应式为2H2e=H2,故B错误;左烧

4、杯中pH基本不变,右烧杯中消耗H,c(H)减小,pH增大,故C错误;总电极反应式为Fe2H=Fe2H2,铁作负极,发生氧化反应,故D正确。4有M、N、P、E四种金属,已知:MN2=NM2;M、P用导线连接后放入硫酸氢钠溶液中,M表面有大量气泡产生;N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E22e=E,N2e=N2。则四种金属的还原性由强到弱的顺序是()AP、M、N、EBE、N、M、PCP、N、M、E DE、P、M、N【解析】选A。由知,还原性:MN;由知,M为原电池正极,故还原性:PM;由知,N为原电池负极,故还原性:NE。综上所述,还原性:PMNE。5(2021成都高二检测)等质量

5、的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量的CuSO4溶液,如图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,正确的是()【解析】选A。若向a中加入少量的CuSO4溶液,则发生反应:ZnCuSO4=CuZnSO4,消耗一部分Zn,生成的Cu附着于Zn上,构成无数微小的CuZn原电池,加快了Zn的反应速率,所以Zn与稀硫酸反应时,加入CuSO4溶液则反应速率加快,生成H2的量a小于b。【互动探究】若将题干中“等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸”改为“足量的等质量两份锌粉a、b分别加入50 mL等浓度的稀硫酸”,其余不变,则哪个选项符合?提示:B选项。锌是足量的,此时产生氢

6、气的量取决于硫酸的量,而两者稀硫酸的物质的量相等,因此产生氢气的量相等。6(2021南阳高二检测)某小组为研究电化学原理,设计如图装置,下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时,铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu22e=CuC无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da、b连接起来,铁失电子的速率等于两端不连接的速率【解析】选D。a、b不连接,未形成原电池,Cu2与Fe在接触面上直接反应,A项正确;a、b用导线连接,铜片作正极,Cu2在该电极上得电子,B项正确;a、b连接与否,溶液中的Cu2均得电子发生还原反应生成Cu,Fe均失电子发生氧化反应生

7、成Fe2,故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色,C项正确;a、b连接起来,铁失电子的速率大于两端不连接的速率,D项错误。7.(2021北京丰台区高二检测)一种子弹头形的纳米铜铂电池,它在稀溴水中能沿着铜极方向移动(如图),电池反应为CuBr2=CuBr2。下列说法正确的是()A铜为电池的正极B铂不断溶解C稀溴水为离子导体D电池工作时实现机械能向电能再向化学能转化【解析】选C。由信息可知,铜铂电池中,Cu为负极,不断溶解,Pt为正极,质量不变,该装置中能量变化是将化学能转化为电能。8.(2021衡水高二检测)如图所示装置中,电流表A发生偏转,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,c为离子导体,则a、b、c应是

8、下列各组中的()Aa是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4Ba是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4Ca是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液Da是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液【解析】选D。原电池工作时,a极逐渐变粗,同时b极逐渐变细,说明b极失去电子是负极,a极上金属离子得电子是正极,离子导体中含有先于H放电的金属阳离子,综上所述,D项符合。9.(双选)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为离子导体的无水LiClKCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是()A正极

9、反应式:Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中,Li向硫酸铅电极移动C每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g PbD.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转【解析】选B、D。正极上发生还原反应,A项错误;放电过程中Li向正极移动,由电池的反应式得硫酸铅电极为正极,B项正确;由电池总反应式可知,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.05 mol Pb,质量为10.36 g,C项错误;常温下,离子导体不是熔融态,离子不能移动,不能产生电流,因此连接电流表或检流计,指针不偏转,D项正确。10.(2021郑州高二检测)如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅

10、两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是()AFe比Pb活泼,始终作负极BFe在浓HNO3中钝化,始终不会溶解C电池停止工作时,烧杯中生成了Fe(NO3)3D利用浓HNO3作离子导体不符合“绿色化学”思想【解析】选D。开始时,离子导体是浓HNO3,Fe在浓HNO3中钝化,所以开始时Pb是负极:Pb2e=Pb2;随着反应的进行,浓HNO3变成稀HNO3,Fe变为原电池的负极:Fe2e=Fe2。由于最终Fe有剩余,所以不会生成Fe(NO3)3。根据Pb与浓HNO3反应:Pb4HNO3(浓)=Pb(NO3)22NO22H2O,过量的Fe与稀HNO3发生反应:3Fe8H

11、NO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O,可知反应产生了有害气体NO2、NO,会污染环境,不符合“绿色化学”思想。故选D。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11(15分)为了避免锌片与Cu2直接接触发生反应而影响原电池的放电效率,有人设计了如图所示的装置,按要求完成以下填空:(1)此装置在工作时,可以观察到的现象是_,电池的总反应式为_。(2)原电池工作时,CuSO4溶液中SO向_移动。(3)盐桥是通过_的定向移动实现导电的,若此盐桥内为KCl饱和溶液,则该电池在工作时,K移向_(填“正”或“负”)极。【解析】该装置为锌铜原电池,总反应式为ZnCu2=CuZn2,该电池工作时,观察

12、到电流计指针发生偏转,锌片不断溶解,铜片上有红色物质析出。该电池工作时,CuSO4溶液中SO向盐桥移动。在原电池中,盐桥是通过离子定向移动实现导电的,若盐桥内为KCl饱和溶液,K向正极移动。答案:(1)电流计的指针发生偏转,锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质析出ZnCu2=Zn2Cu(2)盐桥(3)离子正12.(15分)(2021大连高二检测)依据氧化还原反应:2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:(1)电极X的材料是_;离子导体Y是_。(2)银电极为电池的_极,发生的电极反应为_;X电极上发生的电极反应为_。(3)外电路中的电子是从_电极流向_

13、电极。【解析】原电池正极发生还原反应,负极发生氧化反应,Ag作氧化剂,正极反应式为Age=Ag,则Cu作负极,负极反应式为Cu2e=Cu2,则Y为AgNO3溶液,外电路中的电子由负极流向正极。答案:(1)铜AgNO3溶液(2)正Age=AgCu2e=Cu2(3)铜(或X)银【能力进阶】(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)13(2021泰安高二检测)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓硝酸中组成原电池(如图甲),测得原电池的电流(I)随时间(t)的变化如图乙所示。已知Ot1 s时,原电池的负极是Al片,反应过程中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是()AO

14、t1 s时,正极的电极反应式为2HNOe=NO2H2OBOt1 s时,溶液中的H向Cu电极移动Ct1 s之后,负极的电极反应式为Cu2e=Cu2Dt1 s时,原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化,氧化膜阻碍了Al的进一步反应【解析】选A。原电池的正极发生还原反应,电极反应式为2HNOe=NO2H2O,故A错误;在Ot1 s时,铝作负极,在电场作用下,阳离子向电池正极移动,即溶液中的H向Cu电极移动,故B正确;由图乙得t1 s时刻电流方向改变,说明电池的负极发生变化,所以t1 s之后,负极的电极反应式为Cu2e=Cu2,故C正确;t1 s时,原电池中电子流动方向发生改变是因为Al

15、在浓硝酸中钝化,氧化膜阻碍了Al的进一步反应,故D正确。14(双选)(2021宁波高二检测)原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关,也与离子导体有关。下列说法错误的是()A由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池,负极反应式为Cu2e=Cu2B由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池,负极反应式为Al3e=Al3C由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池,负极反应式为Al3OH3e=Al(OH)3D由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池,负极反应式为Cu2e=Cu2【解析】选A、C。铁比铜活泼,铁作负极,负极反应式为Fe2e=Fe2,故A错误;铝比铜活泼,铝作负极,负极反应式为Al3e=Al3,故B正确;

16、虽然镁比铝活泼,但镁不与氢氧化钠溶液反应,因此铝作负极,由于NaOH过量,负极反应式为Al4OH3e=Al(OH)4,故C错误;Al遇浓硝酸发生钝化反应,则铜作负极,负极反应式为Cu2e=Cu2,故D正确。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)15某研究性学习小组根据反应2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题:(1)此原电池的正极是石墨_(填“a”或“b”),发生_反应。(2)电池工作时,盐桥中的S

17、O移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_,乙_。(4)若不考虑溶液的体积变化,MnSO4浓度变为1.5 molL1,则反应中转移的电子为_mol。【解析】(1)根据题目提供的总反应方程式可知,KMnO4作氧化剂,发生还原反应,故石墨a是正极。(2)电池工作时,SO向负极移动,即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO5e8H=Mn24H2O;乙烧杯中的电极反应式为5Fe25e=5Fe3。(4)溶液中的MnSO4浓度由1 molL1变为1.5 molL1,由于溶液的体积未变,则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5 molL10.2 L0.1 mol,转移的电子为0.1 mol50.5 mol。答案:(1)a还原(2)乙(3)MnO5e8H=Mn24H2O5Fe25e=5Fe3(4)0.5关闭Word文档返回原板块- 12 - 版权所有高考资源网

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