2026人教版高中化学选择性必修1--第四章 第一节 第1课时 原电池的工作原理（含解析）
文档属性
| 名称 | 2026人教版高中化学选择性必修1--第四章 第一节 第1课时 原电池的工作原理（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 842.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-25 12:30:56 | ||
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文档简介
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2026人教版高中化学选择性必修1
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
基础过关练
题组一 原电池形成条件
1.(2024安徽蚌埠月考)下列装置中,电流表指针不能发生偏转的是 ( )
A B
C D
2.(2025河南郑州外国语学校月考)某原电池总反应为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是 ( )
选项 A B C D
电极材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag
电解液 FeCl3溶液 Fe(NO3)2溶液 CuSO4溶液 Fe2(SO4)3溶液
题组二 原电池的工作原理
3.(2025湖南长沙雅礼中学期中)某实验小组同学设计原电池装置如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.Cu极为正极,发生还原反应
B.Zn极质量减小,Cu极质量增大
C.放电时,盐桥中的K+向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动
D.原电池总反应的离子方程式为Zn+Cu2+ Zn2++Cu
4.(2025安徽多校联考)铍和铝的性质相似。将Be+2NaOH+2H2O Na2[Be(OH)4]+H2↑设计成如图所示原电池。电池放电过程中,下列有关叙述错误的是 ( )
A.a极为正极
B.电子由b极经电解质溶液流向a极
C.OH-向b极迁移
D.b极反应式为Be+4OH--2e- [Be(OH)4]2-
5.(2025广东广州执信中学月考)一种可完全生物降解的Zn-Mo原电池结构如下所示,电池使用过程中在Zn表面形成一层ZnO薄膜,下列说法正确的是 ( )
Zn Mo
水凝胶掺杂NaCl
A.Mo是原电池负极
B.电子由Zn经水凝胶掺杂NaCl流向Mo
C.Zn电极反应:Zn-2e-+H2O ZnO+2H+
D.Zn电极发生还原反应
6.(2025黑龙江省实验中学月考)某原电池装置如图所示,盐桥中装有琼脂-KNO3。
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为Ag++e- Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
⑤盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液
⑥电子的移动方向:Cu电极→导线→Ag电极→AgNO3溶液→盐桥→Cu(NO3)2溶液
上述①~⑥中正确的有 ( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
7.(2024河北衡水中学一调)银铝电池具有能量密度高的优点,电池装置如图所示,电池放电时的反应为2Al+3AgO+2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4]+3Ag。
下列说法正确的是 ( )
A.Al电极的电势比AgO电极的高
B.正极反应式为AgO+2e-+2H+ Ag+H2O
C.阳离子交换膜允许阳离子和电子通过
D.当导线中通过0.3 mol电子时,负极区溶液质量减少4.2 g
题组三 原电池原理的应用
8.(教材习题改编)有M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+ M2++N;②M、P用导线连接放入稀硫酸中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e- E,N-2e- N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A.P>M>N>E B.E>N>M>P
C.P>N>M>E D.E>P>M>N
9.(2025山东临沂月考)依据反应:2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计原电池如图所示。
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 溶液。
(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应式为 。
(3)电子通过外电路 (填“从左到右”或“从右到左”)移动。
(4)盐桥中装有含KCl的琼胶,盐桥中K+向 (填“左”或“右”)烧杯中迁移,盐桥的作用是 。
10.(易错题)根据下列图像,将字母填在相应横线上:
A B C D
(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是 。
(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入等量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是 。
(3)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CH3COONa溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是 。
能力提升练
题组一 电极的判断与电极反应式的书写
1.(甄选真题)(2023广东高考)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是 ( )
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e- 4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2,最多去除1 mol Cl-
2.(创新题·新情境)(2025重庆一中期末)某化学小组探究Cu-Fe-浓HNO3原电池中c(HNO3)对“电极反转”的影响,将规格完全相同的Cu片和Fe片插入9.4 mol·L-1、13.3 mol·L-1、13.4 mol·L-1、13.7 mol·L-1、15.0 mol·L-1 HNO3溶液中,组成原电池测试电流变化如图所示。已知:Al2O3氧化层比Fe3O4更致密。
根据上述实验,下列说法错误的是 ( )
A.M点时Fe电极发生氧化反应
B.15 mol·L-1的HNO3溶液中,一段时间后,发生“电极反转”
C.N点负极的电极反应式为3Fe-8e-+4H2O Fe3O4+8H+
D.将Fe换为Al后,测得“Cu-Al-HNO3”原电池电极反转的c(HNO3)的临界值为9.1 mol·L-1,工业上用铝罐储存浓HNO3更合适
题组二 实验探究原电池工作原理
3.(2025福建厦门外国语学校月考)某实验小组依据反应As+2H++2I- As+I2+H2O设计电池如图1,探究pH对As氧化性的影响,测得输出电压与pH的关系如图2。下列有关叙述错误的是( )
图1 图2
A.c点时,正极的电极反应式为As+2H++2e- As+H2O
B.b点时,反应处于化学平衡状态
C.a点时,盐桥中的K+向左移动
D.pH>0.68时,氧化性I2>As
4.(2025四川泸州期中联考)为验证不同化合价Fe的氧化还原能力,利用如图电池装置进行实验。
(1)电池反应一段时间后,测得Fe电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L-1。石墨电极上未见Fe析出。石墨电极溶液中c(Fe2+)= (假设两个烧杯中溶液体积均为V L)。
(2)Fe电极反应式为 ;该实验验证了Fe2+氧化性小于 ,还原性小于 。
(3)实验前需要对Fe电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将Fe电极浸泡一段时间,Fe电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A A项,Zn插入CuCl2溶液中,Zn置换出Cu,电子不经过导线(易错点),没有电流产生,则电流表指针不发生偏转;B项,可构成原电池,镁为负极,铝为正极,电流表指针发生偏转;C项,可构成原电池,Zn为负极,Cu为正极,电流表指针发生偏转;D项,可构成原电池,Zn为负极,Cu为正极,电流表指针发生偏转。
2.D 原电池总反应为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+,反应中铜失去电子,铁离子得到电子,铜是负极,比铜不活泼的金属或能导电的非金属作正极,含有铁离子的可溶性盐溶液作电解液:
A Zn的活泼性大于Cu,Zn为负极,形成的原电池总反应为Zn+2Fe3+ Zn2++2Fe2+ 错误
B 金属铜和亚铁盐不反应,没有自发的氧化还原反应 错误
C Fe、Zn、CuSO4溶液形成的原电池总反应为Zn+Cu2+ Zn2++Cu 错误
D Ag、Cu、Fe2(SO4)3溶液形成的原电池总反应为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+ 正确
故选D。
3.C 该装置为原电池,Zn失电子发生氧化反应为负极,质量减小,电极反应式为Zn-2e- Zn2+,Cu为正极,Cu2+得电子发生还原反应,Cu极质量增大,电极反应式为Cu2++2e- Cu,A、B正确;放电时,盐桥中的K+向盛有CuSO4溶液的烧杯中移动,C错误;总反应的离子方程式为Zn+Cu2+ Zn2++Cu,D正确。
名师点津 (1)盐桥中阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(2)盐桥不能用导线代替。
(3)盐桥取出后,不能形成闭合回路,不能形成原电池。
4.B 根据Be+2NaOH+2H2O Na2[Be(OH)4]+H2↑可知,铍失去电子,b极为负极(破题关键),发生氧化反应,a极为正极,发生还原反应,故A正确;放电时,电子由负极经外电路流向正极,故B错误;放电时,阴离子向负极迁移,OH-向b极迁移,故C正确;根据Be+2NaOH+2H2O Na2[Be(OH)4]+H2↑可知,负极上铍发生氧化反应生成[Be(OH)4]2-,电极反应式为Be+4OH--2e- [Be(OH)4]2-,故D正确。
5.C Zn表面形成一层ZnO薄膜,则Zn失电子发生氧化反应是负极,电极反应式为Zn-2e-+H2O ZnO+2H+,Mo为正极(破题关键),A、D错误,C正确;电子从负极Zn流向正极Mo,不会进入水凝胶掺杂NaCl,B错误。
6.C 根据金属活动性和图示装置可知,Cu为负极,Ag为正极。外电路中,电流由正极(Ag电极)流向负极(Cu电极),①错误;正极Ag+得电子生成Ag,②正确;取出盐桥,不能构成闭合回路,无法形成原电池,③错误;铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同,均为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,④正确;盐桥中的K+向正极移动,即移向AgNO3溶液,⑤错误;电子只能在外电路中移动,不能通过电解质溶液,⑥错误;综上,正确的只有②④,故选C。
7.D 金属铝是负极,正极的电势高于负极,所以Al电极的电势比AgO电极的低,故A错误;电解质溶液显碱性,正极反应式为AgO+2e-+H2O Ag+2OH-(易错点),故B错误;电子不能通过溶液和阳离子交换膜,故C错误;根据电池放电时的反应可知,当导线中通过0.3 mol电子时,消耗2.7 g铝,同时负极区溶液中有0.3 mol Na+移到正极区,所以负极区溶液质量减少0.3 mol×23 g·mol-1-2.7 g=4.2 g,故D正确。
8.A 一般,原电池中负极金属的还原性大于正极金属的还原性(破题关键)。
9.答案 (1)Cu AgNO3
(2)正 Ag++e- Ag
(3)从左到右
(4)右 传递离子,平衡电荷,形成闭合回路
解析 (1)根据总反应方程式可知,电极X是Cu,Y是AgNO3溶液。
(2)Cu为负极,Ag为正极,正极的电极反应式为Ag++e- Ag。
(3)在原电池中,电子从负极Cu经外电路流向正极Ag,电子通过外电路从左到右移动。
(4)在原电池中,盐桥中K+向正极移动,即向右烧杯迁移,盐桥中的阴离子和阳离子分别移向负极和正极,从而维持电中性。
方法点津 设计制作化学电源的方法
10.答案 (1)A (2)B (3)C
解析 以图析题:
A B C D
(1)向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,Zn可以置换出Cu,在溶液中构成原电池,生成氢气的速率加快,但由于部分Zn参与置换Cu的反应,产生H2的量减少,选A。
(2)向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,Zn与CuSO4反应置换出Cu,在溶液中构成原电池,加快反应速率,但由于Zn足量,n(H+)相同,产生H2的量相同(易错点),选B。
(3)向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CH3COONa溶液,CH3COO-与H+反应生成弱电解质CH3COOH,溶液中c(H+)减小,但随着H+被消耗,CH3COOH CH3COO-+H+平衡右移,最终与锌粉反应的n(H+)不变,故反应速率减慢,产生H2的量一样多(易错点),选C。
能力提升练
1.B O2在Pt上得电子发生还原反应,Pt为正极,Ag为负极,A错误;电子由Ag经活性炭流向Pt,B正确;溶液呈酸性,正极的电极反应为O2+4H++4e- 2H2O,C错误;每消耗标准状况下11.2 L O2,转移电子2 mol,根据负极反应Ag-e-+Cl- AgCl可知,最多去除2 mol Cl-,D错误。
考场速决 由题图信息Cl-在Ag上被去除可知,Ag应失电子发生氧化反应,为原电池负极,电子由负极经活性炭向正极移动,B正确。
2.C 题图中初始阶段电流方向一致,则Fe均是负极发生氧化反应,Cu是正极,A正确;15 mol·L-1的HNO3溶液中,一段时间后电流反向,说明Fe被氧化,形成一层致密的氧化膜,电流反向后,Fe是正极,Cu是负极,即发生了“电极反转”(破题关键),B正确;铁在浓硝酸中形成氧化层,电流方向发生反转,N点时Cu为负极,C错误;测得“Cu-Al-HNO3”原电池电极反转的c(HNO3)的临界值为9.1 mol·L-1,且Al2O3氧化层比Fe3O4更致密,故工业上用铝罐储存浓HNO3更合适,D正确。
3.A c点时,输出电压小于0,反应逆向进行,As在负极失电子,I2在正极得电子,正极的电极反应式为I2+2e- 2I-,A错误;b点时,输出电压为0,反应处于平衡状态,B正确;a点时,输出电压大于0,反应正向进行,乙中I-失电子,则乙中石墨电极为负极,甲中石墨电极为正极,原电池中阳离子向正极移动,所以盐桥中的K+向左移动,C正确;pH>0.68时,电压小于0,反应逆向进行,I2作氧化剂,所以氧化性I2>As,D正确。
4.答案 (1)0.09 mol·L-1
(2)Fe-2e- Fe2+ Fe3+ Fe
(3)取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不出现红色,说明活化反应完成
解析 (1)负极反应为Fe-2e- Fe2+,Fe电极溶液中c(Fe2+)增加0.02 mol·L-1,石墨电极上未见Fe析出,则石墨电极反应为Fe3++e- Fe2+(破题关键),根据得失电子守恒可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)增加0.04 mol·L-1,则石墨电极溶液中c(Fe2+)=(0.04+0.05) mol·L-1=0.09 mol·L-1。
(2)电池总反应为2Fe3++Fe 3Fe2+,Fe3+是氧化剂,Fe是还原剂,Fe2+既是氧化产物又是还原产物,该实验验证了Fe2+氧化性小于Fe3+,还原性小于Fe。
(3)该活化反应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+(破题关键),只要检验活化后溶液中是否还含Fe3+就可以,取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不出现红色,说明活化反应完成。
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第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
基础过关练
题组一 原电池形成条件
1.(2024安徽蚌埠月考)下列装置中,电流表指针不能发生偏转的是 ( )
A B
C D
2.(2025河南郑州外国语学校月考)某原电池总反应为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是 ( )
选项 A B C D
电极材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag
电解液 FeCl3溶液 Fe(NO3)2溶液 CuSO4溶液 Fe2(SO4)3溶液
题组二 原电池的工作原理
3.(2025湖南长沙雅礼中学期中)某实验小组同学设计原电池装置如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.Cu极为正极,发生还原反应
B.Zn极质量减小,Cu极质量增大
C.放电时,盐桥中的K+向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动
D.原电池总反应的离子方程式为Zn+Cu2+ Zn2++Cu
4.(2025安徽多校联考)铍和铝的性质相似。将Be+2NaOH+2H2O Na2[Be(OH)4]+H2↑设计成如图所示原电池。电池放电过程中,下列有关叙述错误的是 ( )
A.a极为正极
B.电子由b极经电解质溶液流向a极
C.OH-向b极迁移
D.b极反应式为Be+4OH--2e- [Be(OH)4]2-
5.(2025广东广州执信中学月考)一种可完全生物降解的Zn-Mo原电池结构如下所示,电池使用过程中在Zn表面形成一层ZnO薄膜,下列说法正确的是 ( )
Zn Mo
水凝胶掺杂NaCl
A.Mo是原电池负极
B.电子由Zn经水凝胶掺杂NaCl流向Mo
C.Zn电极反应:Zn-2e-+H2O ZnO+2H+
D.Zn电极发生还原反应
6.(2025黑龙江省实验中学月考)某原电池装置如图所示,盐桥中装有琼脂-KNO3。
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为Ag++e- Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
⑤盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液
⑥电子的移动方向:Cu电极→导线→Ag电极→AgNO3溶液→盐桥→Cu(NO3)2溶液
上述①~⑥中正确的有 ( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
7.(2024河北衡水中学一调)银铝电池具有能量密度高的优点,电池装置如图所示,电池放电时的反应为2Al+3AgO+2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4]+3Ag。
下列说法正确的是 ( )
A.Al电极的电势比AgO电极的高
B.正极反应式为AgO+2e-+2H+ Ag+H2O
C.阳离子交换膜允许阳离子和电子通过
D.当导线中通过0.3 mol电子时,负极区溶液质量减少4.2 g
题组三 原电池原理的应用
8.(教材习题改编)有M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+ M2++N;②M、P用导线连接放入稀硫酸中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e- E,N-2e- N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A.P>M>N>E B.E>N>M>P
C.P>N>M>E D.E>P>M>N
9.(2025山东临沂月考)依据反应:2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计原电池如图所示。
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 溶液。
(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应式为 。
(3)电子通过外电路 (填“从左到右”或“从右到左”)移动。
(4)盐桥中装有含KCl的琼胶,盐桥中K+向 (填“左”或“右”)烧杯中迁移,盐桥的作用是 。
10.(易错题)根据下列图像,将字母填在相应横线上:
A B C D
(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是 。
(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入等量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是 。
(3)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中,同时向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CH3COONa溶液,产生H2的体积V与时间t的关系是 。
能力提升练
题组一 电极的判断与电极反应式的书写
1.(甄选真题)(2023广东高考)负载有Pt和Ag的活性炭,可选择性去除Cl-实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是 ( )
A.Ag作原电池正极
B.电子由Ag经活性炭流向Pt
C.Pt表面发生的电极反应:O2+2H2O+4e- 4OH-
D.每消耗标准状况下11.2 L的O2,最多去除1 mol Cl-
2.(创新题·新情境)(2025重庆一中期末)某化学小组探究Cu-Fe-浓HNO3原电池中c(HNO3)对“电极反转”的影响,将规格完全相同的Cu片和Fe片插入9.4 mol·L-1、13.3 mol·L-1、13.4 mol·L-1、13.7 mol·L-1、15.0 mol·L-1 HNO3溶液中,组成原电池测试电流变化如图所示。已知:Al2O3氧化层比Fe3O4更致密。
根据上述实验,下列说法错误的是 ( )
A.M点时Fe电极发生氧化反应
B.15 mol·L-1的HNO3溶液中,一段时间后,发生“电极反转”
C.N点负极的电极反应式为3Fe-8e-+4H2O Fe3O4+8H+
D.将Fe换为Al后,测得“Cu-Al-HNO3”原电池电极反转的c(HNO3)的临界值为9.1 mol·L-1,工业上用铝罐储存浓HNO3更合适
题组二 实验探究原电池工作原理
3.(2025福建厦门外国语学校月考)某实验小组依据反应As+2H++2I- As+I2+H2O设计电池如图1,探究pH对As氧化性的影响,测得输出电压与pH的关系如图2。下列有关叙述错误的是( )
图1 图2
A.c点时,正极的电极反应式为As+2H++2e- As+H2O
B.b点时,反应处于化学平衡状态
C.a点时,盐桥中的K+向左移动
D.pH>0.68时,氧化性I2>As
4.(2025四川泸州期中联考)为验证不同化合价Fe的氧化还原能力,利用如图电池装置进行实验。
(1)电池反应一段时间后,测得Fe电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L-1。石墨电极上未见Fe析出。石墨电极溶液中c(Fe2+)= (假设两个烧杯中溶液体积均为V L)。
(2)Fe电极反应式为 ;该实验验证了Fe2+氧化性小于 ,还原性小于 。
(3)实验前需要对Fe电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将Fe电极浸泡一段时间,Fe电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A A项,Zn插入CuCl2溶液中,Zn置换出Cu,电子不经过导线(易错点),没有电流产生,则电流表指针不发生偏转;B项,可构成原电池,镁为负极,铝为正极,电流表指针发生偏转;C项,可构成原电池,Zn为负极,Cu为正极,电流表指针发生偏转;D项,可构成原电池,Zn为负极,Cu为正极,电流表指针发生偏转。
2.D 原电池总反应为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+,反应中铜失去电子,铁离子得到电子,铜是负极,比铜不活泼的金属或能导电的非金属作正极,含有铁离子的可溶性盐溶液作电解液:
A Zn的活泼性大于Cu,Zn为负极,形成的原电池总反应为Zn+2Fe3+ Zn2++2Fe2+ 错误
B 金属铜和亚铁盐不反应,没有自发的氧化还原反应 错误
C Fe、Zn、CuSO4溶液形成的原电池总反应为Zn+Cu2+ Zn2++Cu 错误
D Ag、Cu、Fe2(SO4)3溶液形成的原电池总反应为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+ 正确
故选D。
3.C 该装置为原电池,Zn失电子发生氧化反应为负极,质量减小,电极反应式为Zn-2e- Zn2+,Cu为正极,Cu2+得电子发生还原反应,Cu极质量增大,电极反应式为Cu2++2e- Cu,A、B正确;放电时,盐桥中的K+向盛有CuSO4溶液的烧杯中移动,C错误;总反应的离子方程式为Zn+Cu2+ Zn2++Cu,D正确。
名师点津 (1)盐桥中阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(2)盐桥不能用导线代替。
(3)盐桥取出后,不能形成闭合回路,不能形成原电池。
4.B 根据Be+2NaOH+2H2O Na2[Be(OH)4]+H2↑可知,铍失去电子,b极为负极(破题关键),发生氧化反应,a极为正极,发生还原反应,故A正确;放电时,电子由负极经外电路流向正极,故B错误;放电时,阴离子向负极迁移,OH-向b极迁移,故C正确;根据Be+2NaOH+2H2O Na2[Be(OH)4]+H2↑可知,负极上铍发生氧化反应生成[Be(OH)4]2-,电极反应式为Be+4OH--2e- [Be(OH)4]2-,故D正确。
5.C Zn表面形成一层ZnO薄膜,则Zn失电子发生氧化反应是负极,电极反应式为Zn-2e-+H2O ZnO+2H+,Mo为正极(破题关键),A、D错误,C正确;电子从负极Zn流向正极Mo,不会进入水凝胶掺杂NaCl,B错误。
6.C 根据金属活动性和图示装置可知,Cu为负极,Ag为正极。外电路中,电流由正极(Ag电极)流向负极(Cu电极),①错误;正极Ag+得电子生成Ag,②正确;取出盐桥,不能构成闭合回路,无法形成原电池,③错误;铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同,均为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,④正确;盐桥中的K+向正极移动,即移向AgNO3溶液,⑤错误;电子只能在外电路中移动,不能通过电解质溶液,⑥错误;综上,正确的只有②④,故选C。
7.D 金属铝是负极,正极的电势高于负极,所以Al电极的电势比AgO电极的低,故A错误;电解质溶液显碱性,正极反应式为AgO+2e-+H2O Ag+2OH-(易错点),故B错误;电子不能通过溶液和阳离子交换膜,故C错误;根据电池放电时的反应可知,当导线中通过0.3 mol电子时,消耗2.7 g铝,同时负极区溶液中有0.3 mol Na+移到正极区,所以负极区溶液质量减少0.3 mol×23 g·mol-1-2.7 g=4.2 g,故D正确。
8.A 一般,原电池中负极金属的还原性大于正极金属的还原性(破题关键)。
9.答案 (1)Cu AgNO3
(2)正 Ag++e- Ag
(3)从左到右
(4)右 传递离子,平衡电荷,形成闭合回路
解析 (1)根据总反应方程式可知,电极X是Cu,Y是AgNO3溶液。
(2)Cu为负极,Ag为正极,正极的电极反应式为Ag++e- Ag。
(3)在原电池中,电子从负极Cu经外电路流向正极Ag,电子通过外电路从左到右移动。
(4)在原电池中,盐桥中K+向正极移动,即向右烧杯迁移,盐桥中的阴离子和阳离子分别移向负极和正极,从而维持电中性。
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10.答案 (1)A (2)B (3)C
解析 以图析题:
A B C D
(1)向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,Zn可以置换出Cu,在溶液中构成原电池,生成氢气的速率加快,但由于部分Zn参与置换Cu的反应,产生H2的量减少,选A。
(2)向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CuSO4溶液,Zn与CuSO4反应置换出Cu,在溶液中构成原电池,加快反应速率,但由于Zn足量,n(H+)相同,产生H2的量相同(易错点),选B。
(3)向加入锌粉a的稀硫酸中加入少量CH3COONa溶液,CH3COO-与H+反应生成弱电解质CH3COOH,溶液中c(H+)减小,但随着H+被消耗,CH3COOH CH3COO-+H+平衡右移,最终与锌粉反应的n(H+)不变,故反应速率减慢,产生H2的量一样多(易错点),选C。
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1.B O2在Pt上得电子发生还原反应,Pt为正极,Ag为负极,A错误;电子由Ag经活性炭流向Pt,B正确;溶液呈酸性,正极的电极反应为O2+4H++4e- 2H2O,C错误;每消耗标准状况下11.2 L O2,转移电子2 mol,根据负极反应Ag-e-+Cl- AgCl可知,最多去除2 mol Cl-,D错误。
考场速决 由题图信息Cl-在Ag上被去除可知,Ag应失电子发生氧化反应,为原电池负极,电子由负极经活性炭向正极移动,B正确。
2.C 题图中初始阶段电流方向一致,则Fe均是负极发生氧化反应,Cu是正极,A正确;15 mol·L-1的HNO3溶液中,一段时间后电流反向,说明Fe被氧化,形成一层致密的氧化膜,电流反向后,Fe是正极,Cu是负极,即发生了“电极反转”(破题关键),B正确;铁在浓硝酸中形成氧化层,电流方向发生反转,N点时Cu为负极,C错误;测得“Cu-Al-HNO3”原电池电极反转的c(HNO3)的临界值为9.1 mol·L-1,且Al2O3氧化层比Fe3O4更致密,故工业上用铝罐储存浓HNO3更合适,D正确。
3.A c点时,输出电压小于0,反应逆向进行,As在负极失电子,I2在正极得电子,正极的电极反应式为I2+2e- 2I-,A错误;b点时,输出电压为0,反应处于平衡状态,B正确;a点时,输出电压大于0,反应正向进行,乙中I-失电子,则乙中石墨电极为负极,甲中石墨电极为正极,原电池中阳离子向正极移动,所以盐桥中的K+向左移动,C正确;pH>0.68时,电压小于0,反应逆向进行,I2作氧化剂,所以氧化性I2>As,D正确。
4.答案 (1)0.09 mol·L-1
(2)Fe-2e- Fe2+ Fe3+ Fe
(3)取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不出现红色,说明活化反应完成
解析 (1)负极反应为Fe-2e- Fe2+,Fe电极溶液中c(Fe2+)增加0.02 mol·L-1,石墨电极上未见Fe析出,则石墨电极反应为Fe3++e- Fe2+(破题关键),根据得失电子守恒可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)增加0.04 mol·L-1,则石墨电极溶液中c(Fe2+)=(0.04+0.05) mol·L-1=0.09 mol·L-1。
(2)电池总反应为2Fe3++Fe 3Fe2+,Fe3+是氧化剂,Fe是还原剂,Fe2+既是氧化产物又是还原产物,该实验验证了Fe2+氧化性小于Fe3+,还原性小于Fe。
(3)该活化反应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+(破题关键),只要检验活化后溶液中是否还含Fe3+就可以,取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不出现红色,说明活化反应完成。
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