高中化学选修四第四章第一节习题

选修四第四章第一节原电池1．(2012·哈尔滨高二检测)如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下。在卡片上，描述合理的是()实验后的记录：①Zn为正极，Cu为负极。②H＋向负极移动。③电子流动方向Zn―→Cu。④Cu极上有H2产生。⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol。⑥正极的电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋。A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④解析：选B。Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，每转移1mol电子，产生0.5molH2，电子由负极Zn流出，经导线流向正极铜片，溶液中H＋向正极移动，SO2－4向负极移动。2．将甲、乙两种金属的性质相比较，已知①甲跟水反应比乙与水反应剧烈；②甲单质能从乙的盐溶液中置换出单质乙；③甲的最高价氧化物对应水化物的碱性比乙的最高价氧化物对应水化物的碱性强；④以甲、乙两金属为电极构成原电池，甲作负极。能说明甲的金属性比乙强的是()A．①②③B．③④C．②③④D．①②③④解析：选A。金属的金属性越强，金属的还原性也就越强，则在反应时越易失去电子。④中两种金属作电极，一般是较活泼的金属作负极，但也要具体问题具体分析，如Mg比Al活泼，Mg、Al、NaOH溶液组成原电池时，Al作负极。3．(2010·高考新课标全国卷)根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(s)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)解析：选A。第一个原电池装置中，Cd作负极，Co作正极，自发进行的氧化还原反应是Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)；第二个原电池装置中，Co作负极，Ag作正极，自发进行的氧化还原反应是2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)。由以上两个方程式相加可得2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)，因此B、C、D都正确，Cd2＋不能氧化Ag，所以A不正确，故本题选A。4．(1)下列装置属于原电池的是________。(2)在选出的原电池中，________是负极，发生________反应，________是正极，该极的现象是________。(3)此原电池反应的化学方程式为________________________________________________________________________。解析：(1)构成原电池的条件：①两个活泼性不同的电极，②电解质溶液，③形成闭合回路，④自发进行的氧化还原反应，根据此条件知，⑤属于原电池。(2)(3)在⑤原电池中，Fe为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，表面有气泡冒出，反应实质为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。答案：(1)⑤(2)Fe氧化CuCu表面有气泡产生(3)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑5．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？________。若能，请写出电极反应式，负极：________________________________________________________________________，正极：________________________________________________________________________。(若不能，后两空不填)(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。解析：(1)当Cu、Al导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。(2)因为Fe2(SO4)3能与Cu发生反应：Fe2(SO4)3＋Cu===2FeSO4＋CuSO4，因此根据给出条件可以设计成原电池，其负极为Cu，反应为Cu－2e－===Cu2＋，正极为石墨，电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。(3)因为反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质为稀硫酸，即可画出装置图。答案：(1)二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而铝作负极被腐蚀(2)能Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(3)如图1．对于原电池的电极名称，叙述错误的是()A．发生氧化反应的一极为负极B．正极为电子流入的一极C．比较不活泼的金属为负极D．电流流出的一极为正极解析：选C。在原电池中，较活泼的金属为负极，失电子，发生氧化反应，故A正确，C错误；电子流入(或电流流出)的一极为正极，B、D正确。2．下列说法正确的是()A．原电池是把电能转化为化学能的装置B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应C．原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应D．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动解析：选D。原电池是把化学能转化为电能的装置，电子流出的一极是负极，负极发生氧化反应，电解质溶液中的阴离子向负极移动；电子流进的一极是正极，正极发生还原反应，电解质溶液中的阳离子向正极移动。3．下列装置可以组成原电池的是()解析：选A。B项中乙醇不是电解质溶液；C项装置不构成闭合回路；D项两极材料活泼性相同。4．100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是()A．加入适量的6mol/L的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液解析：选B。增大氢离子浓度能加快反应速率，但由于是跟过量的锌片反应，所以再加入适量的6mol/L的盐酸会增加生成氢气的量，故A错误；加入数滴氯化铜溶液，锌置换出铜以后，就会构成原电池，从而加快反应速率，故B正确；加入适量蒸馏水或加入适量的氯化钠溶液都会减小氢离子浓度，从而减慢了反应速率。5．(2012·珠海高二检测)X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成下图的装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的()编号XYZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液解析：选D。由题意可知该装置是原电池，X棒变粗，Y棒变细，说明X为正极，Y为负极，且电解质溶液中要有离子能够在X极析出，还要使Y极溶解。6．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，下列叙述中正确的是()A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出B．负极附近Cl－的浓度减小C．正极附近Cl－的浓度逐渐增大D．溶液中Cl－的浓度基本不变解析：选D。在该原电池中，Fe为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极为Ag，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，整个溶液中Cl－的浓度基本保持不变，故D正确。7．(2012·平顶山高二检测)锌铜原电池产生电流时，阴离子()A．移向Zn极，阳离子移向Cu极B．移向Cu极，阳离子移向Zn极C．和阳离子都移向Zn极D．和阳离子都移向Cu极解析：选A。锌铜原电池，锌是负极。原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极。8．工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制盐酸，流程复杂且造成浪费。有人设想利用原电池原理直接制备盐酸的同时，获取电能，假设这种想法可行，下列说法错误的是()A．两极材料都用石墨，用稀盐酸作电解质溶液B．通入氢气的电极为原电池的正极C．电解质溶液中的阳离子向通入氯气的电极移动D．通氯气的电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－解析：选B。两极反应物都是气体，故两极材料可以都用石墨，A项正确；根据原电池原理判断可知，通入氢气的电极为负极，B项错；在原电池中，阳离子向正极移动，C项正确；Cl2在正极上得电子被还原：Cl2＋2e－===2Cl－，D项正确。9．电子表所用电源常为微型银锌原电池，其电极为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应分别为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列叙述正确的是()A．Zn为正极，Ag2O为负极B．放电时，电池负极附近溶液的pH变大C．放电时，溶液中阴离子向Ag2O极方向移动D．放电时，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极解析：选D。从电极反应分析可以知道：Zn极失电子，发生氧化反应，为负极，Ag2O极得电子，发生还原反应，为正极，故A项不正确；从负极的电极反应式Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O看出，反应中消耗了OH－，所以负极附近溶液的pH变小，溶液中的阴离子应向负极移动，来补充电荷，以维持电极附近溶液的电中性，故B、C项不正确；原电池在工作时，电子的流向是由负极流向正极，即由Zn极流向Ag2O极，故D项是正确的。10．(2012·武汉高二检测)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)________________________________________________________________________。解析：当电解质溶液为H2SO4时，总反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，则负极为Fe，正极为石墨，正极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑；当电解质溶液为FeCl3时，总反应为：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，负极为Fe，正极为石墨。答案：(1)A(2)2H＋＋2e－===H2↑(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋11．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为________；X电极上发生的电极反应为________________________________________________________________________；(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。解析：由氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)可知，可以选用Cu－Ag－AgNO3(aq)构成简易的原电池。因此题图中电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是AgNO3(aq)，正极为Ag，正极上发生的反应为Ag＋＋e－===Ag↓；负极为Cu，负极上发生的反应为Cu－2e－===Cu2＋。在外电路，电子由负极流向正极，即从X电极流向Ag电极。答案：(1)CuAgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－===AgCu－2e－===Cu2＋(