4.1.1原电池的工作原理 课时训练 高中化学人教版选择性必修1(含解析)


第四章 第一节 原电池的工作原理
A组·基础达标
1.下列装置不可以组成原电池的是(  )
        
    
【答案】C
2.(2023·陕西西安期中)关于如图所示装置(盐桥含KCl)的叙述,正确的是(  )
A.该装置中的盐桥起导电作用,可以用石墨代替
B.铜作负极,铜片上有气泡产生
C.电流从锌片经导线流向铜片,再由铜片经电解质溶液流回锌片
D.右侧烧杯中,SO的物质的量几乎不变,K+的数目增多
【答案】D 【解析】石墨可传导电子,但不能传导离子,若装置中的盐桥用石墨代替时,则原电池不能工作,A错误;原电池中Zn作负极,Cu作正极,正极Cu2+得电子生成Cu,无气泡产生,B错误;电流从正极向负极流动,铜片为正极,锌片为负极,所以应是从铜片经导线流向锌片,再由锌片经电解质溶液流回铜片,C错误;反应本质是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,SO的物质的量几乎不变,原电池中,盐桥中的K+向正极移动,所以右侧烧杯中的K+的数目增多,而SO的数目几乎不变,D正确。
3.下列说法正确的是(  )
A.原电池中,负极上发生的反应是还原反应
B.原电池中,电流的方向是负极→导线→正极
C.双池原电池中的盐桥也可以用金属导线代替
D.在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极
【答案】D
4.(2023·黑龙江哈尔滨期末)某化学兴趣小组设计了一个水果电池如图所示,该电池工作时,下列说法不正确的是(  )
A.锌片作负极
B.铜片发生还原反应质量增加
C.将化学能转化为电能
D.电子由锌经导线流向铜片
【答案】B 【解析】锌的活泼性大于铜,所以锌作负极,A正确;铜片做正极,但正极无金属析出,故铜片质量不变,B错误;水果电池为原电池,将化学能转化为电能,C正确;锌为负极,铜为正极,电子由锌经导线流向铜片,D正确。
5.镁 H2O2酸性电池采用海水作为电解质溶液(加入一定量的酸),下列说法正确的是(  )
A.电池总反应的离子方程式为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O
B.负极的电极反应为H2O2+2H++2e-===2H2O
C.工作时,正极周围海水的pH减小
D.电池工作时,溶液中的H+向负极移动
【答案】A 【解析】由题意分析可知该酸性电池的总反应为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O,A正确;负极发生氧化反应,正极反应消耗H+,故电池工作时,正极周围海水的pH增大,且溶液中的H+向正极移动,B、C、D均错误。
6.(2023·广东清远高二月考)18世纪末,伏打电池的发明开创了电池发展新纪元。如图所示的电池工作时(  )
A.将电能转化为化学能
B.电子由银电极流向锌电极
C.正极反应:Zn2++2e-===Zn
D.电池总反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑
【答案】D
7.下列关于实验现象的描述不正确的是(  )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B.把镁条和铝条紧靠在一起浸入氢氧化钠溶液中,镁条表面出现气泡
C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有稀盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率增大
【答案】C
8.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(  )
A.D>C>A>B  B.D>A>B>C
C.D>B>A>C   D.B>A>D>C
【答案】B
B组·能力提升
9.设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq),铜片,铁片,锌片和导线。
(1)完成原电池甲的装置示意图(如图),并作相应标注。
要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
(2)铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极______________________________________________。
(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是____________,其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)(下列三幅图中,作出任意一幅即可)
(2)电极逐渐溶解,表面有红色固体析出 (3)甲 乙池的负极可与CuSO4溶液直接发生反应,导致部分化学能转化为其他形式的能量;甲池的负极不与所接触的电解质溶液发生化学反应,化学能在转化为电能的过程中损耗较小
10.(1)利用反应Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2设计成如图所示的原电池,回答下列问题:
①发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”);外电路的电流方向:从________(填“a”或“b”,下同)到________。
②写出电极反应式:
正极__________________________________________________________________;
负极___________________________________________________________________。
③图中X溶液是________________,Y溶液是__________________。
④原电池工作时,盐桥中的________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。
请回答下列问题:
①反应开始时,乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为________________________________。甲中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为________________________________。
②电流表读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入FeCl2固体,则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极,该电极的反应式为_____________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)①甲 b a ②2Fe3++2e-===2Fe2+ Cu-2e-===Cu2+ ③CuCl2溶液 FeCl3溶液 ④阴 (2)①氧化 2I--2e-===I2 还原 2Fe3++2e-===2Fe2+ ②正 I2+2e-===2I-
【解析】(1)①根据分析,Cu由0价变为+2价, Cu失去电子发生氧化反应,对应电极为负极;Cu为负极,C为正极,则电流从b到a;②原电池中正极得到电子,则根据方程式可知正极是铁离子得到电子,正极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+,负极是铜失去电子,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+;③图中碳棒是正极,铜棒是负极,因此X溶液是FeCl3,Y溶液是CuCl2;④原电池工作时溶液中的阳离子向正极移动,因此盐桥中的阳离子向X溶液方向移动。(2)①碘离子失去电子,则乙中石墨是负极,所以反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应,电极反应式为2I--2e-===I2。甲中石墨电极上发生还原反应,电极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+;②电流计读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入FeCl2固体,平衡向逆反应方向进行,则乙中的石墨作正极,该电极的反应式为I2+2e-===2I-。
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第四章 第一节 原电池的工作原理
A组·基础达标
1.下列装置不可以组成原电池的是(  )
        
    
2.(2023·陕西西安期中)关于如图所示装置(盐桥含KCl)的叙述,正确的是(  )
A.该装置中的盐桥起导电作用,可以用石墨代替
B.铜作负极,铜片上有气泡产生
C.电流从锌片经导线流向铜片,再由铜片经电解质溶液流回锌片
D.右侧烧杯中,SO的物质的量几乎不变,K+的数目增多
3.下列说法正确的是(  )
A.原电池中,负极上发生的反应是还原反应
B.原电池中,电流的方向是负极→导线→正极
C.双池原电池中的盐桥也可以用金属导线代替
D.在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极
4.(2023·黑龙江哈尔滨期末)某化学兴趣小组设计了一个水果电池如图所示,该电池工作时,下列说法不正确的是(  )
A.锌片作负极
B.铜片发生还原反应质量增加
C.将化学能转化为电能
D.电子由锌经导线流向铜片
5.镁 H2O2酸性电池采用海水作为电解质溶液(加入一定量的酸),下列说法正确的是(  )
A.电池总反应的离子方程式为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O
B.负极的电极反应为H2O2+2H++2e-===2H2O
C.工作时,正极周围海水的pH减小
D.电池工作时,溶液中的H+向负极移动
6.(2023·广东清远高二月考)18世纪末,伏打电池的发明开创了电池发展新纪元。如图所示的电池工作时(  )
A.将电能转化为化学能
B.电子由银电极流向锌电极
C.正极反应:Zn2++2e-===Zn
D.电池总反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑
7.下列关于实验现象的描述不正确的是(  )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B.把镁条和铝条紧靠在一起浸入氢氧化钠溶液中,镁条表面出现气泡
C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有稀盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率增大
8.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(  )
A.D>C>A>B  B.D>A>B>C
C.D>B>A>C   D.B>A>D>C
B组·能力提升
9.设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq),铜片,铁片,锌片和导线。
(1)完成原电池甲的装置示意图(如图),并作相应标注。
要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
(2)铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极______________________________________________。
(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是____________,其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10.(1)利用反应Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2设计成如图所示的原电池,回答下列问题:
①发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”);外电路的电流方向:从________(填“a”或“b”,下同)到________。
②写出电极反应式:
正极__________________________________________________________________;
负极___________________________________________________________________。
③图中X溶液是________________,Y溶液是__________________。
④原电池工作时,盐桥中的________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。
(2)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。
请回答下列问题:
①反应开始时,乙中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为________________________________。甲中石墨电极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为________________________________。
②电流表读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入FeCl2固体,则乙中的石墨作________(填“正”或“负”)极,该电极的反应式为_____________________________
________________________________________________________________________。
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