2022-2023学年 苏教版选择性必修1专题1第二单元 化学能与电能的转化 第1课时 原电池的工作原理 课时练 (含答案)

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名称 2022-2023学年 苏教版选择性必修1专题1第二单元 化学能与电能的转化 第1课时 原电池的工作原理 课时练 (含答案)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-11-27 21:05:40

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第二单元 化学能与电能的转化
第1课时 原电池的工作原理
1. (2022·沭阳期中)某铜锌原电池的结构如图所示,下列说法正确的是(  )
A. Zn电极为该原电池的正极
B. 若盐桥中电解质为KCl,则电池工作时K+向右侧移动
C. 电池工作时,电子由Zn电极流出,经溶液和盐桥流入Cu电极
D. Cu电极上的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+
2. 下列装置中,电流表指针不能发生偏转的是(  )
  
A B
  
C D
3. 如图所示的原电池装置,X、Y为两个电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,下列关于此装置的叙述正确的是(  )
A. 外电路中的电流方向为X→外电路→Y
B. 若两个电极分别为Zn和碳棒,则X为碳棒,Y为Zn
C. 若两个电极都是金属,则它们的活动性为X>Y
D. X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
4. 控制合适的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(  )
A. 反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B. 反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C. 电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态
D. 电流表读数为零后,向甲中加入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极
5. 有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验,判断四种金属的活动性顺序是(  )
①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A极为负极;
②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流由D→导线→C;
③A、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极产生大量气泡;
④B、D相连后,同时浸入稀硫酸中,D极发生氧化反应。
A. A>C>D>B
B. A>B>C>D
C. C>A>B>D
D. B>D>C>A
6. (2020·大连期末)关于下列装置的说法正确的是(  )
 
① ②
A. 装置①中,盐桥(含琼胶的KCl饱和溶液)中的K+移向CuSO4溶液
B. 装置①中,Zn为负极,发生还原反应
C. 装置②中的Fe得到电子
D. 装置②中电子由Fe流向石墨,然后再经溶液流向Fe
7. (2020·苏北三市高三模拟)依据Cd(Hg)+Hg2SO4===3Hg+Cd2++SO反应原理,设计出韦斯顿标准电池,其简易装置如图所示。下列有关该电池的说法正确的是(  )
A. 电池工作时Cd2+向电极B移动
B. 电极A上发生反应Hg2SO4+2e-===2Hg+SO
C. 电极B上发生反应Cd(Hg)-4e-===Hg2++Cd2+
D. 每生成a mol Hg转移3a mol e-
8. (2022·泰州中学检测)某原电池装置如图所示。下列有关叙述正确的是(  )
A. 电池工作中,盐桥中的Cl-向负极移动
B. 负极反应式:2H++2e-===H2↑
C. 工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
D. Fe作正极,发生氧化反应
9. 结合下图判断,下列叙述不正确的是(  )
 
Ⅰ Ⅱ
A. Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn+Cu2+===Zn2++Cu
B. Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移,均是把化学能转化为电能
C. 随着反应的进行,Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅
D. 取a中溶液,加足量Ba(NO3)2溶液,过滤后向滤液中加AgNO3溶液,有白色沉淀产生
10. 某同学习设计的水果电池如图所示,下列有关说法错误的是(  )
A. 若金属片A是正极,则该金属片上会产生H2
B. 水果电池的化学能转化为电能
C. 此水果发电的原理是电磁感应
D. 金属片A、B可以一个是铜片,另一个是铁片
11. (2022·扬州中学阶段检测)实验发现,298 K时,在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后,Fe3+立即被还原成Fe2+。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是(  )
A. 该原电池的正极反应式为Zn-2e-===Zn2+
B. 左边烧杯中溶液的红色逐渐褪去
C. 该电池铂电极上有气泡生成
D. 该电池总反应为3Zn+2Fe3+===2Fe+3Zn2+
12. 现有A、B、C、D和Cu五种金属片,将其分别用导线连接后浸入稀硫酸中(如图所示),每次实验时,通过灵敏电流计测出电子流动方向如下。
实验分组 所用金属 电子流向
① A、Cu A→Cu
② C、D D→C
③ A、C C→A
④ B、Cu Cu→B
⑤ … …
根据上述情况,回答下列问题。
(1) 上述五种金属的活动性顺序:____________________________________。
(2) 在①中,Cu片上观察到的现象是________________。
(3) 在②中,溶液中H+向金属片________移动。
(4) 如果实验⑤用B、D,则导线中电流方向为________(填“B→D”或“D→B”)。
(5) 已知反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。请用下列试剂和材料,用上图所示装置,将此反应设计成原电池。
试剂:CuCl2溶液、FeCl3溶液、FeCl2溶液、KSCN溶液、双氧水、NaOH溶液。材料:Cu片、Fe片、石墨棒。
设计电池应选用的试剂和材料是__________________。
13. 右图是原电池的装置图。
请回答:
(1) 若C为稀硫酸溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,则A电极上发生的电极反应式为____________________;反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(2) 若需将反应Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置,则A(负极)极材料为________,B(正极)极材料为________,溶液C为________。
(3) 若C为CuCl2溶液,Zn是________极,Cu极发生________反应,电极反应式为_____________________________________________________________。
反应过程溶液中c(Cu2+)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
14. 由铁片、铜片和200 mL稀硫酸组成的原电池如图所示。
(1) 原电池的负极反应式:______________________________________,
________正极反应式:__________________________________________。
(2) 电流的方向是________________。
(3) 一段时间后,当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时,H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时,共消耗________g铁,有________个电子通过了导线,原硫酸的物质的量浓度是___________________(设溶液体积不变)。
15. 某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol·L-1稀硫酸中,乙同学将电极放入6 mol·L-1NaOH溶液中,如图所示。
(1) 写出甲池中发生的有关电极反应式:
负极________________________________________________________,
正极_________________________________________________________。
(2) 乙池中负极为________,正极发生________反应,总反应的离子方程式为______________________________________________________________。
(3) 如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出________(填写元素符号,下同)活动性更强,而乙会判断出________活动性更强。
(4) 由此实验分析,下列结论正确的是________(填字母)。
A. 利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质
B. 镁的金属性不一定比铝的金属性强
C. 该实验说明金属活动性顺序表已过时,已没有实用价值
D. 该实验说明化学研究对象复杂,反应条件多变,应具体问题具体分析
第二单元 化学能与电能的转化
第1课时 原电池的工作原理
1. B 解析:根据总反应,Zn失电子,故为该原电池的负极,A错误;原电池中阳离子移向正极,故电池工作时K+向右侧移动,B正确;电池工作时,电子不能通过溶液和盐桥,C错误;Cu电极上发生得电子的反应,故电极反应式为Cu2+ +2e-===Cu,D错误。
2. A 解析:锌插入氯化铜溶液,锌置换出铜,电子不经过导线,没有电流产生,则电流表指针不发生偏转,A符合题意;镁为负极,铝为正极,可构成原电池,电流表指针发生偏转,B不符合题意;锌为负极,铜为正极,可构成原电池,电流表指针发生偏转,C不符合题意;锌为负极,铜为正极,可构成原电池,电流表指针发生偏转,D不符合题意。
3. C 解析:外电路的电子流向为X―→外电路―→Y,则电流流向为Y―→外电路―→X,A错误;若两个电极分别为Zn和碳棒,则Zn作负极,X为Zn,Y为碳棒,B错误;若两个电极都是金属,则活动性X>Y,C正确;X极失去电子,发生氧化反应,Y极得到电子,发生还原反应,D错误。
4. D 解析:由题图并结合原电池原理分析可知,石墨电极上I-失去电子变为I2,被氧化,A正确;Fe3+得到电子变为Fe2+,被还原,B正确;电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态,C正确;D正确且符合题意,故选D。
5. A 解析:①活泼性较强的金属作原电池的负极,A、B用导线相连后,同时插入稀硫酸中,A极为负极,则活动性:A>B;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电子由负极→导线→正极,电流由正极→导线→负极,C为负极,则活动性:C>D;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极产生大量气泡,说明C为原电池的正极,则活动性:A>C;④B、D相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,D极发生氧化反应,说明D为原电池的负极,则活动性:D>B;所以活动性顺序为A>C>D>B,故选A。
6. A 解析:装置①为原电池,锌比铜活泼,锌作为负极,铜作为正极,盐桥中的K+移向CuSO4溶液,即向正极移动,A正确;装置①中,Zn为负极,发生氧化反应,B错误;装置②中,铁失去电子,C错误;电子只能经过外电路,不能经过溶液,D错误。
7. B 解析:根据电池总反应式可知,电池工作时Cd在负极失电子,故B为负极,电极反应式为Cd-2e-===Cd2+,生成的Cd2+移向A极,A、C错误;正极上Hg2SO4得电子生成Hg和SO,电极反应式为Hg2SO4+2e-===2Hg+SO,结合总反应式知当生成a mol Hg时,转移a mol电子,B正确,D错误。
8. A 解析: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,A正确;铁作负极,电极反应式:Fe-2e-===Fe2+,正极反应式为2H++2e-===H2↑,B错误;左烧杯中pH基本不变,右烧杯中消耗H+,c(H+)减小,pH增大,C错误;总电极反应式为Fe+2H+===Fe2++H2↑,铁作负极,发生氧化反应,D错误。
9. B 解析:Ⅰ中发生的是化学反应,没有电能产生,Ⅱ中发生的是电化学反应,化学能转化为电能,但二者的反应原理都是Zn+Cu2+===Zn2++Cu,A正确,B错误;随着反应的进行,Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)逐渐减小,溶液颜色均渐渐变浅,C正确;在原电池工作过程中,盐桥中的Cl-移向负极,即a中溶液含有Cl-,故取a中溶液,加足量Ba(NO3)2溶液,过滤后向滤液中加AgNO3溶液,有AgCl沉淀产生,D正确。
10. C 11. B
12. (1) D>C>A>Cu>B
(2) 有无色气泡生成
(3) C (4) B→D
(5) FeCl3溶液、Cu片、石墨棒
13. (1) 2H++2e-===H2↑ 升高
(2) Cu 石墨(其他合理答案也可) FeCl3溶液 (3) 负 还原 Cu2++2e-===Cu 变小
14. (1) Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑
(2) 由Cu极经外电路流向Fe极
(3) 4.2 9.03×1022 0.75 mol·L-1
15. (1) Mg-2e-===Mg2+ 2H++2e-===H2↑
(2) Al 还原 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ (3) Mg Al (4) AD