【金版学案】2014-2015学年高中化学 人教版选修4 同步课时检测：第四章 第一节　原　电　池（含详细解析）

化学·选修4(人教版)
第一节　原　电　池
某化学兴趣小组为了体验水果电池电流的存在进行了下列装置的实验。用橘子一个，铝片和锌片各一片，电灯泡一个，按图连接好，结果灯泡亮了。在实验前，先用砂纸擦去金属表面的氧化膜，实验时保持两金属插在橘子上，不能直接接触。
?水平测试
1．下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是(　　)
解析：铜、银属于不活泼金属，故B、C不能构成原电池；Zn比氢活泼，A中能够形成闭合回路，而D却不能形成闭合回路。
答案：A
2．在理论上不能用于设计原电池的化学反应是(　　)
A．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O　ΔH＜0
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＜0
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)
ΔH＜0
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＜0
解析：原电池的化学反应原理是氧化还原反应，有电子转移，而A是中和反应，为非氧化还原反应，故选A。
答案：A
3．(双选题)某原电池反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是(　　)
A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D．银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
解析：解此题可运用逆向思维。首先通过电池反应可知：Fe失电子应作负极，而正极反应为Fe3＋发生还原反应，正极材料的活泼性要弱于铁。C中锌比铁活泼，铁不能作负极；D中，电解质溶液为Fe(NO3)2，与反应不符。
答案：CD
4．
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右图所示，对此装置的下列说法正确的是(　　)
A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn
C．若两电极都是金属，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
解析：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强；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。所以A、B、D三项错误，C正确。
答案：C
5．(2014·湖南省桑植一中高三联考)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　)
A．正极附近的SO离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
解析：A.负极附近的SO离子浓度逐渐增大，错误；B.电子通过导线由锌片流向铜片，错误；C.正极有H2逸出，错误；D.正确。
答案：D
6．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装置，按要求完成以下填空：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
电池总反应式为________________________________________________________________________。
(2)电池工作时，电子从________经过导线流向______，硫酸锌溶液中SO向________移动，硫酸铜溶液中SO向________移动。
(3)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。在工作时，K＋移向__________，Cl－移向________。
(4)在电池中，电流从____________________经导线流向__________________，再经__________________、盐桥、__________________流回铜电极。
答案：(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有铜析出　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
(2)锌电极　铜电极　锌电极　盐桥
(3)离子　正极区(CuSO4溶液)　负极区(ZnSO4溶液)
(4)铜电极　锌电极　ZnSO4溶液　CuSO4溶液
?能力提升
7．(双选题)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　)
A．正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
解析：铜锌原电池中负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu，总反应为：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，A错，B对；在外电路，电子从负极流向正极，在内电路盐桥中，K＋向正极即CuSO4溶液中移动，Cl－向负极即ZnSO4溶液中移动，故C对，D错。
答案：BC
8．
如右图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)(　　)
A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低
D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高
解析：若杠杆为导体则构成原电池，铁作负极失电子而溶解：Fe－2e－===Fe2＋，溶液中Cu2＋在正极(铜极)得电子生成铜，质量增大，而下降，A端低，B端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和CuSO4溶液发生置换反应生成Cu覆于表面，质量增加，下降，A端高，B端低。
答案：D
9．将Fe片和石墨用导线相连，一组插入稀H2SO4中，一组插入FeCl3溶液中，分别形成了原电池。
(1)这两个原电池中，正极分别是________。
A．石墨、石墨　　　B．石墨、Fe片
C．Fe片、Fe片 D．Fe片、石墨
(2)写出插入稀H2SO4中形成原电池的正极反应式(用离子方程式表示)：________________________________________________________________________。
(3)写出插入FeCl3溶液中形成原电池的电池总反应式(用离子方程式表示)：________________________________________________________________________。
答案：(1)A　(2)2H＋＋2e－===H2↑
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
10．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，有甲、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H2SO4中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH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________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验，可得到的结论是________。
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
(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正负极”，这种做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正负极可行的实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Mg－2e－===Mg2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al　还原
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)Mg　Al　(4)A、D
(5)不可靠　将两种金属电极连上电流表而构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而判断电子的流动方向，再来确定原电池的正、负极