2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第4章 第1节 8页

第四章　第一节 一、选择题 ‎1．某同学根据离子反应方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋来设计原电池。下列设计方案中可行的是(　　)‎ A．电极材料为Fe和Zn，电解质溶液为FeCl3溶液 B．电极材料为Fe和Cu，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C．电极材料为Fe和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液 D．电极材料为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液 解析：据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，负极发生氧化反应的是Fe－2e－===Fe2＋，因此Fe作负极，正极应是活泼性比Fe弱的金属或碳棒，电解质溶液应是可溶性铁盐酸，B合适。‎ 答案：B ‎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．①②③ B．③④⑤‎ C．①⑤⑥ D．②③④‎ 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1 mol电子通过时，产生H2为0.5 mol。故⑤正确。‎ 答案：B ‎3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：‎ 实验装置 部分实验现象 a极质量减小，b极质量增加 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)‎ A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 解析：由第一个装置可知a极溶解，故a极是负极，可知金属活动性a>b；第二个装置依据氧化性，还原性的规律可知金属活动性b>c；由第三个装置得金属活动性d>c；第四个装置电子从d→a；故金属活动性d>a。‎ 答案：C ‎4．理论上不能设计为原电池的化学反应是(　　)‎ A．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH<0‎ B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(aq)　ΔH<0‎ C．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH<0‎ D．2FeCl3(l)＋Fe(s)===3FeCl2(l)　ΔH<0‎ 解析：原电池反应均是氧化还原反应，A、C、D均属氧化还原反应，理论上可以设计成原电池，而B是非氧化还原反应，不能设计成原电池。‎ 答案：B ‎5．下列叙述正确的是(　　)‎ A．反应AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以设计成原电池 B．Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率 C．把Fe片和Cu片放人稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化 D．Zn—Cu原电池工作过程中，溶液中H＋向负极作定向移动 解析：A项，属于非氧化还原反应，不能用于设计原电池；B项，锌与置换出来的铜在电解质溶液中构成原电池，加快产生H2的速率；C项，Cu与稀H2SO4不反应，Fe在稀H2SO4中不发生钝化；D项，H＋应向原电池的正极作定向移动。‎ 答案：B ‎6．按下图装置实验，若x轴表示负极流出的电子的物质的量，则y轴应表示(　　)‎ ‎①c(Ag＋)　②c(NO)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的质量 A．①③ B．③④‎ C．①②④ D．②‎ 解析：在这个原电池中，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：Ag＋＋e－===Ag，使b棒增重，溶液中c(NO)不变。‎ 答案：D ‎7．100 mL 2 mol·L－1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总量，可采用的方法是(　　)‎ A．加入适量的6 mol/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：A项，加入6 mol·L－1的盐酸，会使产生的H2总量增加；B项，加入CuCl2溶液后，Zn置换出Cu，Cu附着在Zn上，形成原电池，加快反应速率；C、D两项，蒸馏水和NaCl溶液都会稀释原盐酸溶液，使反应速率减慢。‎ 答案：B ‎8．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)‎ M N P A 锌 铜 稀硫酸溶液 B 铜 铁 稀盐酸溶液 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 解析：N棒变细，说明被腐蚀，N极活泼性大于M极，A、D均不合题意。M棒变粗，说明有金属单质析出，B不合题意。‎ 答案：C ‎9．(2014·广州高中毕业班测试二)(双选)某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是(　　)‎ A．装置Ⅰ，铜片上有O2逸出 B．装置Ⅰ，锌片溶解，发生还原反应 C．装置Ⅱ，电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu D．装置Ⅱ，外电路中，电子从锌电极流向铜电极 解析：本题考查原电池装置分析，意在考查考生对原电池工作原理的理解能力。装置Ⅰ，铜片为正极，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，逸出H2，A项错误；装置Ⅰ，锌片为负极，发生氧化反应，B项错误；装置Ⅱ的电池反应实质为Zn和CuSO4的置换反应，C项正确；装置Ⅱ，Zn为负极，Cu为正极，电子从锌电极流出经导线流向铜电极，D项正确。‎ 答案：CD ‎10．(2014·福建省高中毕业班质量检查)如图所示原电池工作时，右池中Y2O转化为Y3＋。下列叙述正确的是(　　)‎ A．左池中电极反应式：X4＋＋2e－===X2＋‎ B．每消耗1 mol Y2O转移3 mol电子 C．左池中阴离子数目增加 D．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变 解析：本题考查原电池知识，意在考查考生对化学理论的应用能力。原电池工作时，右池中Y2O转化为Y3＋，故右池中Y2O得电子，右池为正极区，左池为负极区。A项，左池中电极反应式应为X2＋－2e－===X4＋，错误；B项，每消耗1 mol Y2O，应转移6 mol电子，错误；C项，阴离子向负极区(左池)移动，左池阴离子数目增加，正确；D项，改变右池溶液的c(H＋)，电流强度会发生变化，错误。‎ 答案：C 二、非选择题 ‎11．某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果：‎ 实验序号 A B 烧杯中的液体 灵敏电流表指针是否偏转 ‎1‎ Zn Zn 乙醇 无 ‎2‎ Zn Cu 稀硫酸 有 ‎3‎ Zn Cu 稀硫酸 无 ‎4‎ Zn Cu 苯 无 ‎5‎ Cu C 氯化钠溶液 有 ‎6‎ Mg Al 氢氧化钠溶液 有 分析上述实验，回答下列问题：‎ ‎(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。‎ ‎(2)实验6中电子由B极流向A极，表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极。‎ ‎(3)实验5表明________(填字母序号，下同)。‎ A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀 B．铜的腐蚀是自发进行的 ‎(4)分析上表有关信息，下列说法不正确的是________。‎ A．相对活泼的金属一定作负极 B．失去电子的电极是负极 C．烧杯中的液体必须是电解质溶液 D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属)‎ 答案：(1)B　A　(2)铝　(3)B　(4)A ‎12．将Fe片和石墨用导线相连，一组插入稀硫酸中，一组插入FeCl3的溶液中，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：当电解质溶液为稀硫酸时，总反应为Fe＋H2SO4FeSO4＋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＋2FeCl33FeCl2，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＋＋Fe3Fe2＋‎ ‎13．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的质量增加 A上有气体产生 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pH________(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H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。‎ 答案：(1)A－2e－===A2＋‎ ‎(2)Cu2＋＋2e－Cu ‎(3)变大 ‎(4)D>A>B>C ‎14．(2014·合肥调研)某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：‎ 方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________。‎ 方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。‎ 正极反应式：_______________________________________________________________；‎ 负极反应式：_______________________________________________________________。‎ 方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案I、Ⅱ不能雷同)：________________________________________________________，‎ 用离子方程式表示其反应原理：_______________________________________________。‎ 答案：方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ 方案Ⅱ：‎ ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ Fe－2e－===Fe2＋‎ 方案Ⅲ：把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质(合理即可)‎ Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋‎ ‎15．(2014·开封高二调考)有甲、乙两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如下图所示的原电池，请完成下列问题： ‎ ‎(1)甲池中正极上的实验现象是________。‎ ‎(2)乙池中总反应的离子方程式为：________。‎ ‎(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”，这种做法________(填“可靠”或“不可靠”)，如不可靠，请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案________________________。(若你认为可靠，此空可不作答)‎ ‎(4)一段时间后，乙学生将乙池两极取出，然后取少许乙池溶液逐滴滴加6 mol/L H2SO4溶液直至过量，①可能观察到的现象是________________________；②各阶段对应的离子方程式分别是________、________、________。‎ 解析：当稀硫酸是电解液时，Mg作负极(活泼性Mg>Al)，Al作正极且电极上产生气泡；当NaOH是电解液时，Al作负极(因为Mg不与NaOH溶液反应)，总反应为2Al＋2OH－‎ ‎＋2H2O===2AlO＋3H2↑。‎ 乙学生将乙池两极取出，电解液中含有AlO，是NaOH和NaAlO2的混合溶液，所以逐滴滴加稀H2SO4，应该先中和掉NaOH，再与NaAlO2反应生成沉淀，当硫酸过量时，Al(OH)3沉淀逐渐消失。‎ 答案：(1)电极上产生气泡 ‎(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎(3)不可靠　将两种金属电极连上电流计而构成原电池，利用电流计检测电流的方向，从而判断电子流动方向，由此确定原电池的正负极 ‎(4)①开始无明显变化，过一段时间产生白色沉淀，后逐渐溶解最后消失　②H＋＋OH－===H2O　AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ‎