1、课时作业4原电池的工作原理1将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入相同浓度的稀硫酸中，一段时间后，下列叙述正确的是()A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D甲中产生气泡的反应速率比乙中的慢2某化学兴趣小组利用反应Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2，设计了如图所示的装置，下列说法正确的是()AZn为负极，发生还原反应B石墨电极上发生的反应为Fe3e=Fe2C电子流动方向为石墨电极电流表锌电极D盐桥中K移向ZnCl2溶液，Cl移向FeCl3溶液3如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置下列说
2、法正确的是()A外电路的电流方向为：X外电路YB若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC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极上发生的是氧化反应4有a、b、c、d四种金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小，b极质量增加b极有气体产生，c极无变化d极溶解，c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()AabcdBdabcCbcdaDabdc5如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：卡片上的描述合理的是()ABCD6控制适合的条件，
3、将反应2Fe32I2Fe2I2设计成下图所示的原电池，已知KI溶液过量。下列判断正确的是()A.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3发生氧化反应B反应开始时，乙中石墨电极的反应式：I22e=2IC.电流计读数为零时，在甲中加入KSCN溶液，出现血红色D电流计读数为零时，反应处于停止状态7利用如图装置设计原电池(a、b电极均为Pt电极)，下列说法正确的是Ab电极为负极，电子由b极从外电路到a极B离子交换膜c为阴离子交换膜Cb极的电极反应式为：O24e4H=2H2OD电路中转移4mol电子，生成CO244g8有关下图装置的说法中正确的是()A氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应B乙池中电极反应式为
4、NO4He=NO22H2OC当铜棒质量减少6.4g时，甲池溶液质量增加6.4gD当铜棒质量减少6.4g时，向乙池密封管中通入标准状况下1.12LO2，将使气体全部溶于水9将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度的NaOH溶液的烧杯中，用导线和电流表连接成原电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确的是()A.Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2B铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理C该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的DAl是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出10高锰酸钾被广泛用作氧化剂。现有一个氧化还原反应的体系中共有KMnO4、MnSO4、H2O、Fe2(SO4)3、
5、FeSO4、H2SO4、K2SO4七种物质。.写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应的化学方程式(需要配平)：_。.某研究性学习小组根据上述反应设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol/L，溶液的体积均为200mL，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SO移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)乙烧杯中的电极反应式为_。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5molL1，则反应中转移的电子为_mol。11某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：(
6、1)反应过程中，_棒质量减少。(2)负极的电极反应式为_。(3)反应过程中，当其中一个电极质量增加2g时，另一电极减轻的质量_(填“大于”“小于”或“等于”)2g。(4)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供NH和Cl，使两烧杯溶液中保持电荷守恒。反应过程中NH将进入_烧杯(填“甲”或“乙”)。当外电路中转移0.2mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子是_。12(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流表。锌片上发生的电极反应为_；银片上发生的电极反应为_。(2)若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净经干燥后称重，总质量为47g，试计算：产生氢气的体
7、积(标准状况下)为_；通过导线的总电量为_。(已知NA6.021023mol1，1个电子所带的电荷量为1.601019C，结果保留三位有效数字)13将反应IO5I6H3I23H2O设计成如图所示的原电池。(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针向右偏转，此时甲池中发生的电极反应式为_，工作过程中关于电流计的读数，下列说法正确的是_(填字母)。a电流计读数逐渐减小b电流计读数有可能变为0c电流计读数一直不变d电流计的读数逐渐增大(2)如果在加浓硫酸后，甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，则溶液变蓝的烧杯是_(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。(3)工作一段时间后，如果再向甲烧杯中滴入浓NaOH溶液，
8、此时乙池中发生的电极反应式为_，电流计指针向_(填“左”或“右”)偏转。14甲、乙两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质。甲、乙同学设计的原电池如下图所示，请回答下列问题：(1)a池中正极上的实验现象是_。(2)b池中总反应的离子方程式为_。(3)该实验证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池正负极”，这种做法_(填“可靠”或“不可靠”)，若不可靠，请提出另一种判断原电池正负极的可行方案_(若你认为可靠，此空可不作答)。(4)一段时间后，乙学生将b池两极取出，然后取少许b池溶液于烧杯中，向其中逐滴滴加6molL1H2SO4溶液直至过量，可能观察到的现象是_，各阶段
9、对应的离子方程式分别是_。课时作业4原电池的工作原理1解析：甲中形成了原电池，氢气在铜极放出，而乙不能形成闭合回路，不能产生电流，铜片不是负极，A、B项错误；甲中产生气泡的反应速率比乙中的快，因为甲中锌失去的电子流向铜，铜周围生成氢气，乙中只是锌参加反应，反应过程中会使锌片周围产生大量的ZnSO4，H浓度下降，从而使反应速率减小，D项错误。答案：C2解析：Zn为负极，发生氧化反应，A项错误；石墨为正极，Fe3在正极得电子发生还原反应，生成Fe2，B项正确；电子从负极(锌电极)流出，经电流表流向正极(石墨电极)，C项错误；由于Fe3在石墨电极上得到电子生成Fe2，右侧烧杯中正电荷减少，所以盐桥中
10、的阳离子(K)移向FeCl3溶液(阳向正)，阴离子(Cl)移向ZnCl2溶液(阴向负)，D项错误。答案：B3答案：C4解析：装置甲是原电池，a极质量减小，b极质量增加，则a极为负极，b极为正极，所以金属活动性顺序：ab。装置乙不能构成原电池，b极有气体产生，c极无变化，所以金属活动性顺序：bc。装置丙是原电池，d极溶解，c极有气体产生，则d是负极，c是正极，所以金属活动性顺序：dc。装置丁是原电池，电流从a极流向d极，则a极为正极，d极为负极，所以金属活动性顺序：da。因此这四种金属的活动性顺序：dabc。答案：B5解析：构成原电池的正极是Cu，负极是Zn，故错误；电子从负极Zn流出，流向正极
11、Cu，H向正极移动，在Cu上得电子：2H2e=H2，故错误，、正确；此原电池负极上发生的反应是Zn2e=Zn2，错误；总反应方程式：Zn2H=Zn2H2，当有1mol电子通过时，产生H2为0.5mol，故正确。答案：B6解析：根据所给原电池的反应可知，Fe3在正极发生还原反应，甲池中存在Fe3，故A错误；乙池中的电极为负极，失电子的物质是I，B错误；此反应是可逆反应，电流计的读数为零时说明反应处于平衡状态，但c(Fe3)0，故C正确，D错误。答案：C7解析：b极上氧气得电子生成H2O，发生还原反应作正极，a极上CH4失电子转变成CO2，失电子发生氧化反应作负极，电子由负极经导线流向正极，即从a
12、极流向b极，故A错误；由图示可知氢离子可以通过离子交换膜由a极区进入b极区，则离子交换膜应为阳离子交换膜或质子交换膜，故B错误；b极上氧气得电子生成H2O，且电解质环境为酸性，发生的电极反应为：O24e4H=2H2O，故C正确；负极发生的反应为：CH42H2O8e=CO28H，由反应可知每转移8mol电子生成1mol二氧化碳，则转移4mol电子，生成CO20.5mol，质量为22g，故D错误。答案：C8解析：该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A项错误；乙池是正极，溶液中的NO得到电子，电极反应式为NO2He=NO2H2O，B项错误；当铜棒质
13、量减少6.4g(即0.1mol)时，甲池溶液中Cu2增加0.1mol，但由于盐桥中Cl向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4g，C项错误；当铜棒质量减少6.4g(即0.1mol)时，转移电子的物质的量是0.2mol，所以根据电极反应式NO2He=NO2H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2mol，则根据反应式4NO2O22H2O=4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05mol，其在标准状况下的体积是1.12L，D项正确。答案：D9解析：铝能与NaOH溶液发生氧化还原反应，而镁与NaOH溶液不能发生反应，铝失电子，作原电池的负极，A错误；由于铝片表面的氧化膜也能与NaOH溶液反应，故可不
14、必处理，B正确；该装置外电路是由电子的定向移动形成电流，而内电路则是由溶液中自由移动离子的定向移动形成电流，C错误；电池开始工作时，负极上铝与NaOH溶液反应生成AlO，此时不会有Al(OH)3白色沉淀生成，D错误。答案：B10解析：.KMnO4有强氧化性，在硫酸溶液中能氧化具有还原性的FeSO4生成Fe2(SO4)3，本身被还原为MnSO4，则发生反应的化学方程式为2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O。.(1)根据上述反应的化学方程式可知，KMnO4做氧化剂，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。
15、(3)乙烧杯中的电极反应式为Fe2e=Fe3。(4)溶液中的MnSO4浓度由1molL1变为1.5molL1，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0.5molL10.2L0.1mol，转移的电子为0.1mol50.5mol。答案：.2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O.(1)a还原(2)乙(3)Fe2e=Fe3(4)0.511解析：(3)转移0.2mol电子时，铜棒质量增加6.4g，锌棒质量减少6.5g，故反应过程中，当铜电极质量增加2g时，另一电极减少的质量大于2g。(4)反应过程中，为了保持溶液的电中性，Cl将进
16、入甲烧杯，NH进入乙烧杯。当外电路中转移0.2mol电子时，乙烧杯中有0.1molCu2消耗，还剩余0.1molCu2，有0.2molNH进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是NH。答案：(1)锌(2)Zn2e=Zn2(3)大于(4)乙NH12解析：(1)该原电池中锌片作负极，电极反应为Zn2e=Zn2；银片作正极，电极反应为2H2e=H2。(2)由电极反应不难看出该电池中溶解Zn和产生H2的物质的量之比为11。锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，m(Zn)60g47g13g，设产生的氢气在标准状况下的体积为x。Zn2H=Zn2H265g22.4L13gx解得x4.48L。通过
17、导线的总电量26.021023mol11.601019C3.85104C。答案：(1)Zn2e=Zn22H2e=H2(2)4.48L3.85104C13解析：(1)根据题中信息，I失电子被氧化，说明乙池中石墨做负极，其电极反应式为2I2e=I2，则甲池中石墨做正极，其电极反应式为2IO12H10e=I26H2O，随反应的进行，碘离子和碘酸根离子的量减小，通过的电量减小，电流计读数不断减小，当反应达到平衡后，电流计的读数为0，故a、b说法正确。(2)根据(1)的分析，两烧杯中都有I2的存在，加入淀粉后，都变蓝。(3)甲烧杯中滴入NaOH溶液，消耗H，促使反应向逆反应方向进行，乙池中电极反应式I2
18、2e=2I，则甲池中电极反应式为I212OH10e=2IO6H2O，甲池失电子，电流计指针向左偏转。答案：(1)2IO10e12H=I26H2Oab(2)甲、乙(3)I22e=2I左14解析：当稀硫酸作电解质溶液时，Mg作负极(金属活动性：MgAl)，Al作正极，Al电极上产生气泡；当NaOH溶液作电解质溶液时，Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应)，原电池总反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。由此可知，原电池的两极与电解质溶液有关，电解质溶液不同，导致两极发生改变；将b池两电极取出，b池溶液是NaOH和NaAlO2的混合溶液，所以逐滴滴加H2SO4溶液时，H2SO4先中和NaOH，再与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀，当H2SO4过量时，Al(OH)3沉淀逐渐消失。答案：(1)产生气泡(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)不可靠将两种金属电极通过导线连上电流表并插入电解液中构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而判断电子流动方向，由此确定原电池的正负极(4)开始无明显现象，过一段时间产生白色沉淀，沉淀逐渐溶解最后消失HOH=H2O，AlOHH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O
