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- 2021-07-08 发布
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2011-2012学年高二化学选修4(人教版)同步练习第四章
第一节 原电池
一. 教学内容:
原电池
二. 重点、难点:
1. 重点是进一步了解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式
2. 难点是原电池的工作原理
三. 具体内容:
1. 原电池的概念
2. 原电池构成的条件
3. 正负极的判断,并设计锌和铜离子反应的装置
4. 铜锌原电池
(1)装置
(2)现象
(3)盐桥的作用
(4)电极反应
(5)原理
(6)半电池
(7)电解质溶液和电极的选择
(8)电子和电流的流向
【典型例题】
[例1] 如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。试写出可能的电极反应式,并指出正、负电极及电极反应类型。
(1)Fe:____________、___________(可不填满,也可补充,下同);
(2)Pb片:__________、____________。
答案:(1)开始时,Fe是正极:4H++2NO3—+2e-=2NO2↑+2H2O(还原反应);后来,Fe是负极:3Fe-6e-=3Fe2+(氧化反应)
(2)开始时,Pb是负极:Pb-2e-=Pb2+(氧化反应);后来,Pb是正极:
2NO3—+8H++6e-=2NO↑+4H2O(还原反应)
解析:把物质的性质和原电池联系。
[例2] 把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中有0.2mol电子通过时,负极的质量变化( )
A. 减少0.1g B. 减少6.5g C. 减少5.6g D. 增加6.4g
答案:B
解析:利用原电池反应的实质是氧化还原反应进行计算。
[例3] 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池,在工作过程中,电解质溶液的pH( )
A. 不变 B. 先变小后变大 C. 逐渐变大 D. 逐渐变小
答案:C
解析:考察基本的电极反应的判断。
[例4] 将等质量的A、B两份锌粉装入试管中,分别加入过量的稀硫酸,同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。图表示产生氢气的体积V与时间t的关系,其中正确的是( )
答案:D
解析:考察原电池的应用和判断产物的方法。
[例5] 有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连结起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们活动性由强到弱的须序是( )
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:根据原电池电极判断的原理判断金属活动性。
[例6] 下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B. 实验室中用稀HNO3溶液与Cu反应制取NO气体反应很慢,加一块石墨使之与Cu接触后反应加快
C. 把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D. 把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快
答案:C
解析:具体原电池的判断。
[例7](1)当K断开时,________上有气泡产生,生成气体对应的离子方程式为__________。
(2)当K闭合时,________片上有气泡。生成气体对应的离子方程式为____________。
答案:(1)Zn;Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑;
(2)Cu;2H+ + 2e— = H2↑
解析:考察原电池形成的条件和电极反应。
[例8] 在Cu—Zn原电池中,200mL H2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后,从装置中共收集到 0.168L升气体,则流过导线的电子为__________mol,溶液的pH值为_________。(溶液体积变化忽略不计,已知lg2=0.3 lg3=0.5)
答案:0.015 、3.2
解析:考察有关原电池的计算和pH的结合。
【模拟试题】(答题时间:30分钟)1. 下列叙述中,金属甲的活动性一定比金属乙的活动性强的是( )
A. 在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B. 同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C. 甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D. 将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极
2. 形成原电池的条件一般有:① 电解质溶液;② 两个电极;③ 能自发地发生氧化还原反应;④ 形成闭合回路,请根据上述条件判断下列装置中属于原电池的是( )
3. Cu、Fe作两极,稀硫酸作电解质溶液的原电池中:①Cu作____极,②Fe作____极;电极反应式是:负极_________,正极_________,总反应式是__________。
4. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;
c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )
A. a > b > c > d B. a > c > d > b
C. c > a > b .> d D. b > d > c > a
5. 在如下图所示的8个装置中,属于原电池的有 。
6.(1)将反应2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。(2)判断正负极并写出电极反应。
7. X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示。
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_________________
8. X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成原电池时,Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为( )
A. X>Y>Z B. X>Z>Y C. Y>X>Z D. Y>Z>X
9. 有A、B、C三种金属,两两分别接触并同处于稀H2SO4中,反应冒气泡,判断三种金属活动性顺序 。
10. 下列装置能够组成原电池,产生电流的是( )
11. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH怎样变化( )
A. 不变 B. 先变大后变小 C. 逐渐变大 D. 逐渐变小
12. 以Mg片和Al片为电极,并用导线连接,同时插入NaOH溶液中,负极为_____。
【试题答案】
1. C 2. CD 3. 正;负;Fe-2e-=Fe2+;2H++2e-=H2↑;Fe+2H+=Fe2++H2↑
4. B 5. ④⑥⑦
6. 负极(铁):Fe-2e-=Fe2+;正极(石墨):Fe3+ + e-=Fe2+
7. Z>Y>X>W 8. C 9. C>B>A 10. BC 11. C 12. Al
【试题解析】
1. A中应是失电子能力强,而不是个数多;B中应是甲的还原性即金属性弱;C中证明甲在氢前乙在氢后,间接证明甲比乙活泼;D中如果电解质是NaOH溶液则铝作负极,镁作正极。
2. 基本原电池的判断,A中不是闭合回路;B中没有电解质溶液。
4. 根据金属活动性强的作负极,电流由正极向负极移动,电子由负极向正极移动,产生气泡的为正极来进行判断。
5. 根据形成原电池的条件来推断。
7. 根据盐酸溶液中,作为原电池负极的是相对活泼的金属。
9. 根据图中所画的气泡产生的电极是正极,金属性差来判断。
11. 根据工作原理是锌与氢离子反应,所以溶液的酸性减弱,pH增大。
12. 因为电解质溶液是NaOH,对于此溶液Al更活泼,所以为负极。
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