【化學(xué)：選修4人教版同步練習(xí)題】第四章第一節(jié) 原電池（人教版）

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2011-2012學(xué)年高二化學(xué)選修4（人教版）同步練習(xí)第四章 第一節(jié) 原電池 一. 教學(xué)內(nèi)容： 原電池 二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 1. 重點(diǎn)是進(jìn)一步了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式 2. 難點(diǎn)是原電池的工作原理 三. 具體內(nèi)容： 1. 原電池的概念 2. 原電池構(gòu)成的條件 3. 正負(fù)極的判斷，并設(shè)計(jì)鋅和銅離子反應(yīng)的裝置 4. 銅鋅原電池 （1）裝置 （2）現(xiàn)象 （3）鹽橋的作用 （4）電極反應(yīng) （5）原理 （6）半電池 （7）電解質(zhì)溶液和電極的選擇 （8）電子和電流的流向 【典型例題】 [例1] 如圖所示，燒杯內(nèi)盛有濃HNO3，在燒杯中放入用導(dǎo)線相連的鐵、鉛兩個(gè)電極，已知原電池停止工作時(shí)，F(xiàn)e、Pb都有剩余。試寫(xiě)出可能的電極反應(yīng)式，并指出正、負(fù)電極及電極反應(yīng)類型。 （1）Fe：____________、___________（可不填滿，也可補(bǔ)充，下同）； （2）Pb片：__________、____________。 答案：（1）開(kāi)始時(shí)，F(xiàn)e是正極：4H＋＋2NO3—＋2e－＝2NO2↑＋2H2O（還原反應(yīng)）；后來(lái)，F(xiàn)e是負(fù)極：3Fe－6e－＝3Fe2＋（氧化反應(yīng)） （2）開(kāi)始時(shí)，Pb是負(fù)極：Pb－2e－＝Pb2＋（氧化反應(yīng)）；后來(lái)，Pb是正極： 2NO3—＋8H＋＋6e－＝2NO↑＋4H2O（還原反應(yīng)） 解析：把物質(zhì)的性質(zhì)和原電池聯(lián)系。 [例2] 把鐵棒和鋅棒用導(dǎo)線連接插入硫酸銅溶液中有0.2mol電子通過(guò)時(shí)，負(fù)極的質(zhì)量變化（ ） A. 減少0.1g B. 減少6.5g C. 減少5.6g D. 增加6.4g 答案：B 解析：利用原電池反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。 [例3] 由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池，在工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的pH（ ） A. 不變 B. 先變小后變大 C. 逐漸變大 D. 逐漸變小 答案：C 解析：考察基本的電極反應(yīng)的判斷。 [例4] 將等質(zhì)量的A、B兩份鋅粉裝入試管中，分別加入過(guò)量的稀硫酸，同時(shí)向裝A的試管中加入少量CuSO4溶液。圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V與時(shí)間t的關(guān)系，其中正確的是（ ） 答案：D 解析：考察原電池的應(yīng)用和判斷產(chǎn)物的方法。 [例5] 有A、B、C、D四種金屬。將A與B用導(dǎo)線連結(jié)起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕。將A、D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里，無(wú)明顯變化。如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷它們活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的須序是（ ） A. D>C>A>B B. D>A>B>C C. D>B>A>C D. B>A>D>C 答案：B 解析：根據(jù)原電池電極判斷的原理判斷金屬活動(dòng)性。 [例6] 下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（ ） A. 把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡 B. 實(shí)驗(yàn)室中用稀HNO3溶液與Cu反應(yīng)制取NO氣體反應(yīng)很慢，加一塊石墨使之與Cu接觸后反應(yīng)加快 C. 把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵 D. 把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快 答案：C 解析：具體原電池的判斷。 [例7]（1）當(dāng)K斷開(kāi)時(shí)，________上有氣泡產(chǎn)生，生成氣體對(duì)應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________。 （2）當(dāng)K閉合時(shí)，________片上有氣泡。生成氣體對(duì)應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________。 答案：（1）Zn；Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑； （2）Cu；2H+ + 2e— = H2↑ 解析：考察原電池形成的條件和電極反應(yīng)。 [例8] 在Cu—Zn原電池中，200mL H2SO4溶液的濃度為0.125mol/L，若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流過(guò)導(dǎo)線的電子為_(kāi)_________mol，溶液的pH值為_(kāi)________。（溶液體積變化忽略不計(jì)，已知lg2=0.3 lg3=0.5） 答案：0.015 、3.2 解析：考察有關(guān)原電池的計(jì)算和pH的結(jié)合。 【模擬試題】（答題時(shí)間：30分鐘）1. 下列敘述中，金屬甲的活動(dòng)性一定比金屬乙的活動(dòng)性強(qiáng)的是（ ） A. 在氧化還原反應(yīng)中，甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多 B. 同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng) C. 甲能跟稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣而乙不能 D. 將甲、乙作電極組成原電池時(shí)，甲是負(fù)極 2. 形成原電池的條件一般有：① 電解質(zhì)溶液；② 兩個(gè)電極；③ 能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)；④ 形成閉合回路，請(qǐng)根據(jù)上述條件判斷下列裝置中屬于原電池的是（ ） 3. Cu、Fe作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：①Cu作____極，②Fe作____極；電極反應(yīng)式是：負(fù)極_________，正極_________，總反應(yīng)式是__________。 4. 把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為（ ） A. a > b > c > d B. a > c > d > b C. c > a > b .> d D. b > d > c > a 5. 在如下圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的有 。 6.（1）將反應(yīng)2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計(jì)成原電池。（2）判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反應(yīng)。 7. X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中，用導(dǎo)線連接，可以組成原電池，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。 則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)________________ 8. X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋? ） A. X＞Y＞Z　　　 B. X＞Z＞Y　　　 C. Y＞X＞Z　　　 D. Y＞Z＞X 9. 有A、B、C三種金屬，兩兩分別接觸并同處于稀H2SO4中，反應(yīng)冒氣泡，判斷三種金屬活動(dòng)性順序 。 10. 下列裝置能夠組成原電池，產(chǎn)生電流的是（ ） 11. 由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH怎樣變化（ ） A. 不變 B. 先變大后變小 C. 逐漸變大 D. 逐漸變小 12. 以Mg片和Al片為電極，并用導(dǎo)線連接，同時(shí)插入NaOH溶液中，負(fù)極為_(kāi)____。 【試題答案】 1. C 2. CD 3. 正；負(fù)；Fe－2e－=Fe2+；2H++2e-=H2↑；Fe+2H+=Fe2++H2↑ 4. B 5. ④⑥⑦ 6. 負(fù)極（鐵）：Fe－2e－=Fe2+；正極（石墨）：Fe3+ + e－=Fe2+ 7. Z>Y>X>W 8. C 9. C＞B＞A 10. BC 11. C 12. Al 【試題解析】 1. A中應(yīng)是失電子能力強(qiáng)，而不是個(gè)數(shù)多；B中應(yīng)是甲的還原性即金屬性弱；C中證明甲在氫前乙在氫后，間接證明甲比乙活潑；D中如果電解質(zhì)是NaOH溶液則鋁作負(fù)極，鎂作正極。 2. 基本原電池的判斷，A中不是閉合回路；B中沒(méi)有電解質(zhì)溶液。 4. 根據(jù)金屬活動(dòng)性強(qiáng)的作負(fù)極，電流由正極向負(fù)極移動(dòng)，電子由負(fù)極向正極移動(dòng)，產(chǎn)生氣泡的為正極來(lái)進(jìn)行判斷。 5. 根據(jù)形成原電池的條件來(lái)推斷。 7. 根據(jù)鹽酸溶液中，作為原電池負(fù)極的是相對(duì)活潑的金屬。 9. 根據(jù)圖中所畫(huà)的氣泡產(chǎn)生的電極是正極，金屬性差來(lái)判斷。 11. 根據(jù)工作原理是鋅與氫離子反應(yīng)，所以溶液的酸性減弱，pH增大。 12. 因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液是NaOH，對(duì)于此溶液Al更活潑，所以為負(fù)極。 5