2017-2018学年高中化学选修4教学案：第1章 第3节 第1课时 原电池(3)

[三级训练·节节过关]

1．下列说法正确的是( )

A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属

B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应 D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能

解析：选C 原电池也可以用石墨做电极，A错误。电子流出的一极是负极，负极发生氧化反应，B错误。粗锌中的杂质与锌及稀硫酸构成原电池，加快锌与稀硫酸的反应速率，C正确。原电池将化学能转化为电能，转化效率较高，但不能全部转化为电能，原电池工作时发热就是一部分能量转化为热能，D错误。

2．用锌片、铜片和硝酸银组成的原电池，正极上发生的电极反应是( ) A．2H＋2e===H2↑ B．Zn===Zn2＋2e

＋

－

＋

－

C．2H2O＋O2＋4e===4OH D．Ag＋e===Ag

解析：选D 题给原电池中，锌片为负极，电极反应为Zn－2e===Zn2；铜片为正极，

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＋

－－＋－

电极反应为Ag＋e===Ag。

3．镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为xMg＋Mo3S4

放电充电

＋

＋－

MgxMo3S4，则镁电池放电时，下列说法错误的是( )

A．Mg2向正极迁移

xB．正极反应式为Mo3S4＋2xe===Mo3S24

－

－

C．Mo3S4发生氧化反应

D．负极反应式为xMg－2xe===xMg2

－

＋

解析：选C 放电时，该电池作原电池，镁是还原剂，作原电池的负极，失去电子，电极反应式是xMg－2xe===xMg2，D选项正确。Mo3S4在反应中是氧化剂，得到电子，

－

＋

x

发生还原反应，电极反应式是Mo3S4＋2xe===Mo3S24，B选项正确、C选项错误。原电池

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－

中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，A选项正确。

4．氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%～40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为H2＋2OH－2e===2H2O,2H2O＋O2＋4e===4OH。则下列叙述正确的是( )

A．通入H2的一极是正极，通入O2的一极是负极 B．通入O2的一极是正极，通入H2的一极是负极

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－

－

－

C．工作一段时间后电解质溶液的pH增大 D．工作时负极区附近pH增大

解析：选B 根据电池反应可知：H2在负极上发生氧化反应，在碱性条件下，其电极反应为H2＋2OH－2e===2H2O，负极区OH浓度降低。O2在正极上发生还原反应，氧原子得电子，生成－2价的氧，只能以OH形式存在，其电极反应为2H2O＋O2＋4e===4OH

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－

－

－

－

－

。由于反应生成H2O，导致c(OH)减小，溶液的pH减小。

5．依据氧化还原反应2Ag(aq)＋Cu(s)===Cu2(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。

＋

＋

－

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：该原电池的电池反应为2Ag(aq)＋Cu(s)===Cu2(aq)＋2Ag(s)，由此可知X极

＋

＋

是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。

答案：(1)Cu AgNO3溶液 (2)正 Ag＋e===Ag Cu－2e===Cu2 (3)X(Cu) Ag

＋

－

－

＋

1．以下反应在理论上不能用于设计原电池的是( ) A．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH<0

B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH<0 C．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH<0 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH<0 解析：选A 只有氧化还原反应才能设计成原电池。 2．如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )

解析：选B A中两电极相同，C中没有构成闭合回路，D中酒精是非电解质，都不符合原电池的构成条件，只有B符合条件。

3．一个原电池总反应为Zn＋Cu2===Zn2＋Cu，该电池材料及电解质溶液可能是

＋

＋

( )

选项 A B C D 正极 Zn Cu Cu Ag 负极 Cu Zn Zn Cu ＋＋电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 CuSO4 －

解析：选C 原电池总反应为Zn＋Cu2===Zn2＋Cu，可得出其负极反应：Zn－2e

＋

＋

－

===Zn2(氧化反应)，正极反应：Cu2＋2e===Cu(还原反应)，因此负极材料只能是Zn。正极为Cu2得电子还原成铜，电解质应为可溶性铜盐，正极材料为活泼性比Zn弱的Cu、Fe(或

＋

C、Pt)等。

4．如图所示的各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是( )

解析：选B A项和C项装置中无外接电源，则构成原电池，铜电极均作正极，发生的电极反应均为2H＋2e===H2↑，均放出H2。B项装置是电解池，铜电极作阳极，电极反应为Cu－2e===Cu2，铜电极上无气体生成。D项装置是电解池，铜电极作阴极，电极

－

＋

＋

－

反应为2H＋2e===H2↑，有H2放出。

5．目前常见的燃料电池主要有四种，下面是这四种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是( )

＋－

解析：选C A中通空气的一极为正极，电极反应式为O2＋4e===2O2。B中通O2

－

－

的一极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e===4OH。C中通空气的一极为正极，电极反应式为4H＋O2＋4e===2H2O。D中通CO2和O2的一极为正极，电极反应式为2CO2＋O2＋4e===2CO23。

－

－

＋

－

－－

6．某蓄电池放电、充电时的反应为 Fe＋Ni2O3＋3H2O

放电充电

Fe(OH)2＋2Ni(OH)2

下列推断中正确的是( )

①放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极 ②充电时，阴极上的电极反应式是Fe(OH)2＋ 2e===Fe＋2OH ③充电时，Ni(OH)2为阳极 ④该蓄电池的电极必须是浸在某种碱性电解质溶液中

A．①②③ C．①③④

B．①②④ D．②③④

－

－

解析：选D 根据元素化合价变化，放电时Fe为负极，Ni2O3为正极，①错；充电时，阴极发生还原反应，②对；充电时，Ni(OH)2中Ni元素的化合价升高，因此Ni(OH)2为阳极，③对；因Fe、Ni2O3、Fe(OH)2、Ni(OH)2均可以与酸反应，因此该蓄电池的电极必须浸在碱性电解质溶液中，④对。

7．M、N、P、E四种金属，①M＋N2===N＋M2 ②M、P用导线连接放入硫酸氢

＋

＋

钠溶液中，M表面有大量气泡 ③N、E用导线连接放入E的硫酸溶液中，电极反应为E2

＋

＋2e===E，N－2e===N2。四种金属的还原性由强到弱顺序是( )

－

－

＋

A．PMNE B．ENMP C．PNME D．EPMN

解析：选A 由①知，活泼性M＞N，由②知，活泼性P＞M；由③知，N、E构成的原电池N作负极，活泼性N＞E。

8．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为2Ag＋Zn(OH)2

充电放电

Ag2O＋Zn＋H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )

A．Ag C．Ag2O

B．Zn(OH)2 D．Zn

解析：选D 电池放电时其负极发生氧化反应，元素的化合价升高，即负极材料为Zn。 9．由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。

装置 现象 二价金属A不断溶解 C极质量增加 A上有气泡产生 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c(H)________(填“变大”“变小”或“不变”)。

(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_________________________________________。 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，活动性A>B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即产生H2，则A为正极，活动性D>A，随着H的消耗，c(H)减小。

答案：(1)A－2e===A2 (2)Cu2＋2e===Cu (3)变小 (4)D>A>B>C

－

＋

＋

－

＋

＋

＋

10．某实验室备有如下实验用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3溶液、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、NaCl溶液以及部分导线。

试回答下列问题：

(1)若选用铜片、碳棒、FeCl3溶液及导线，________(填“能”或“否”)构成原电池。 ①若能，请画出其装置图。

判断该电池的正极材料是__________，负极材料是__________，正极反应为________________________________________________________________________，

负极反应为__________________________________________________________， 电池反应为______________________________________________________________。 ②若不能，请说明原因：__________________________________________________。 (2)若选用铜片、铁片、NaCl溶液及导线并外加电流计，________(填“能”或“否”)组成原电池装置。

解析：在分析构成条件时，要特别注意三个因素：活泼程度不同的金属作电极(也可以

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