2020化学材同步导学提分教程人教选修四测试第四章电化学基础第一节课后提升练习解析

[A篇对点强化训练]知识点一原电池的构成及工作原理1．下列反应不可用于设计原电池的是()A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2OB．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2OC．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3答案A解析只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，NaOH与HCl的反应为非氧化还原反应。2．下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：卡片上的描述合理的是()A．①②③B．③④⑤C．①⑤⑥D．②③④答案B解析构成原电池的正极是Cu，负极是Zn，故①错误；电子从负极Zn流出，流向正极Cu，H＋向正极移动，在Cu上得电子：2H＋＋2e－===H2↑，故②错误，③、④正确；此原电池负极上发生的反应是Zn－2e－===Zn2＋，⑥错误；总反应方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，当有1mol电子通过时，产生的H2为0.5mol，故⑤正确。3．一种子弹头形的纳米铜铂电池，它在稀溴水中能沿着铜极方向移动(下图)，电池反应为：Cu＋Br2===CuBr2。下列说法正确的是()A．铜为电池的正极B．铂不断溶解C．稀溴水为电解质溶液D．电池工作时实现机械能向电能再向化学能转化答案C解析由信息可知，铜铂电池中，Cu为负极，不断溶解，Pt为正极，质量不变，该装置将化学能转化为电能。4．下图是一个盐桥中充满饱和KCl溶液的锌铜原电池装置，下列分析正确的是()A．Cu片上发生氧化反应B．电子由Cu片经外电路流向Zn片C．盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液D．一段时间后烧杯中c(Zn2＋)、c(Cu2＋)均减小答案C解析Cu片为正极，正极发生还原反应，A项错误；电子从Zn片(负极)经外电路流向Cu片(正极)，B项错误；盐桥中的阴离子移向负极，即Cl－移向ZnSO4溶液，C项正确；负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，左烧杯中c(Zn2＋)增大，D项错误。5.下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→YB．若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为ZnC．若两电极都是金属，则它们的活动性为XYD．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应答案C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的强，若两电极分别为Zn和碳棒，则X为Zn，Y为碳棒，X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。所以，A、B、D错误，C正确。知识点二原电池原理的应用6．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＋(aq)＋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)答案A解析由第一个装置图中正负极的标注可知，Cd失去电子作负极，则金属性CdCo；由第二个装置图正负极的标注可知，Co失去电子被氧化作负极，则金属性CoAg，综上分析可知三者金属性的强弱顺序为CdCoAg。根据活泼性强的金属能将活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来的规律判断A项错误。7．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应的原电池的组成正确的是()选项ABCD正极ZnAgCuCu负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl2答案C解析根据负极材料要求可知，A、B错误，D项的自发氧化还原反应为Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe，不符合题目要求，也不正确。8．有A、B、D、E四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋。则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为()A．ABEDB．ABDEC．DEABD．DABE答案D解析原电池电子由负极流向正极，负极较活泼，故活动性AB；当A、D组成原电池时，A为正极，金属活动性为DA；B与E构成原电池时，B失去电子，即B作负极，金属活动性为BE，故A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为DABE。9．下列各组的电极材料和电解质溶液，不能组成原电池的是()A．铜片、石墨棒，稀硫酸B．铜片、石墨棒，硝酸银溶液C．锌片、铜片，稀盐酸D．铜片、银片，FeCl3溶液答案A解析A项，铜片和稀硫酸不能自发地发生氧化还原反应，所以不能构成原电池；B项，两电极的活泼性不同，且铜片与硝酸银溶液能自发地发生氧化还原反应，所以能构成原电池；C项，两金属的活泼性不同，且锌片与稀盐酸能自发地发生氧化还原反应，所以能构成原电池；D项，两金属的活泼性不同，且铜片与氯化铁溶液能自发地发生氧化还原反应，所以能构成原电池。[B篇综合提升训练]10．如图所示，电流计的指针发生偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是()A．正极Cu，负极Zn，S为稀H2SO4B．正极Zn，负极Cu，S为CuSO4溶液C．正极Ag，负极Zn，S为AgNO3溶液D．正极Fe，负极Cu，S为AgNO3溶液答案C解析原电池中，负极失去电子发生氧化反应，根据题意负极变细，即金属单质失去电子，负极应是活泼金属，B、D错误；又因为正极变粗，即该电池的总反应应是金属的置换反应，A错误。11．Mg­AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是()A．可用于海上照明供电B．负极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－C．Mg为电池的正极D．AgCl为正极，发生了氧化反应答案A解析电池工作时将化学能转化为电能，电能的产生可用于海上应急照明供电，A正确；根据电池反应知，Mg元素化合价由0价变为＋2价，则Mg作负极，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，B、C错误；根据电池反应，Ag元素化合价由＋1价变为0价，所以AgCl为电池正极，发生还原反应，D错误。12．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移B．电子从锌电极通过检流计流向铜电极C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑答案B解析Zn失电子作负极、Cu作正极，阴离子向负极移动，则盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液迁移，故A错误；锌作负极、铜作正极，电子从锌电极通过检流计流向铜电极，故B正确；锌失电子发生氧化反应，铜电极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，故C、D错误。13．由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是___________________________________。(2)装置乙中正极的电极反应式是___________________________________。(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是________。答案(1)A－2e－===A2＋(2)Cu2＋＋2e－===Cu(3)变大(4)DABC解析甲、乙、丙均为原电池装置，依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性BC；丙中A上有气体(即有H2)产生，则A为正极，活泼性DA，随着H＋的消耗，pH变大。14．某校化学兴趣小组为了探究原电池的工作原理，进行如下系列实验，请回答下列问题。(1)实验一中盐桥中的K＋流向________溶液(填“ZnSO4”或“CuSO4”)，如果Zn的消耗速率为1×10－3mol/s，为使电荷守恒，则K＋的迁移速率为________mol/s。实验表明，若将装置中两个电极位置调换，则电路中没有电流通过，原因是_____________________________________________________________________。(2)实验二中刚将铜、锌片插入溶液中时电流计指针有偏转，但立即就归零了，为什么锌失去的电子不能持续通过导线流向铜电极给Cu2＋？____________________________________________________________________________________。(3)实验三中铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流计的指针偏转，但在较短时间内电流就明显减小。实验结束时测得锌片减少了3.94g，铜片增加了3.84g，则该原电池的工作效率是(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)_________________________________________________________________。(4)与实验三相比，实验一中原电池的工作效率较高，原因是________________________________________________________________________________。答案(1)CuSO42×10－3Zn直接与Cu2＋发生反应(2)未形成闭合的回路(3)60%(4)Zn和Cu2＋不直接接触发生反应，电子只能通过导线发生转移解析(3)铜片增加的质量是铜片上析出的单质铜的质量，生成的单质铜的物质的量为n(Cu)＝0.06mol，需要溶解的锌也是0.06mol，质量为3.9g，多减少了0.04g是因为在锌表面还直接发生了Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋这一反应(由题目中锌片表面有红色物质析出知)，设参加该反应的锌的质量为m，则Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋Δm65g1gm0.04g解得：m＝0.04×651g＝2.6g故该原电池的工作效率为3.9g/(3.9g＋2.6g)×100%＝60%。