2021-2022学年高一化学下学期新教材暑假作业5原电池原理

5原电池原理例1．某化学兴趣小组组装的原电池装置如下图所示：下列有关说法正确的是A．X极上发生的是还原反应B．外电路电流方向为：Y外电路XC．电子流动方向为：Y电解质溶液XD．烧杯中一定是稀硫酸例2．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：。其工作示意图如图所示，下列说法不正确的是A．Zn电极是负极B．Ag2O电极发生还原反应C．放电前后电解质溶液中c(OH-)保持不变D．Zn电极的电极反应式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)21．下列化学反应可设计成原电池的是A．HCl+NaOH=NaCl+H2OB．2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2C．Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O\nD．CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO32．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气体的是A．B．C．D．3．下列有关装置的说法正确的是A．装置I中Mg为原电池的负极B．装置II为一次电池C．装置III中a极发生反应：D．装置IV工作时，电子由锌通过导线流向碳棒4．将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中，下列叙述中正确的是A．该装置能形成原电池，其中铝是负极B．该装置能形成原电池，其中铜是负极C．该装置不能形成原电池D．以上说法均不正确5．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是A．该电池的总反应为B．C极为电池的正极C．电流从C极经导线流向Fe极D．在C极表面被氧化6．M、N、P、E四种金属：\n①M+N2+=N+M2+；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表示有大量气泡；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．PMNEB．ENMPC．PNMED．EPNE7．如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法不正确的是A．电子由铜通过导线流向锌，再通过番茄汁回到铜B．该装置属于原电池，是将化学能转化为电能的装置C．锌电极作为负极，发生氧化反应D．番茄汁中含有大量果酸，因此可以起到电解质溶液的作用8．等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，并向a中加入少量CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系正确的是A．B．C．D．9．电化学法处理是目前研究的热点。利用双氧水氧化吸收可消除污染，并制备硫酸。设计装置如图所示（已知电极为石墨电极只起导电作用，质子交换膜只允许通过）。下列叙述中错误的是A．通入的一极为电池负极\nB．导线上箭头方向表示电流方向C．B池中的反应为D．若（标准状况）参与反应，则A池中增加10．如图为某氨气燃料电池示意图。电池工作时，下列说法不正确的是A．正极的电极反应为：B．若电极1上有1mol被还原，则电路中转移3mol电子C．移向电极2D．电子流向为：电极1→负载→电极211．电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。（1）用图甲、乙所示装置进行实验，图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸，乙中G为电流计。请回答下列问题：以下叙述中，正确的是_______（填选项字母）。a．甲中锌片是负极，乙中铜片是正极b．两烧杯中铜片表面均有气泡产生c．两烧杯中溶液的c(H+)均减小d．乙中电流从铜片经导线流向锌片e．乙溶液中SO向铜片方向移动\n（2）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。实验测得OH-定向移向A电极，则_______（填A或B）处电极入口通CH4，其电极反应式为_______________________。（3）一种处理垃圾渗透液并用其发电的装置工作示意图如图所示：①在空气里，微生物将垃圾渗透液硝化，写出该反应的离子方程式：_______。②电极Y的电极反应式为_____________________。③电子由_______（填“X”或“Y”，下同）极经导线移向_______极；当转移电子时，生成标准状况下N2的体积为_______。12．Zn-MnO2干电池应用广泛，其示意图如下，电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是_______。电池工作时，电子流向_______（填“正极”或“负极”）。（2）如果该电池的工作原理为Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3↑+H2↑，其正极反应式为________________________。\n（3）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_______。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的_______（填字母）。a．NaOHb．Znc．Fed．NH3·H2O\n答案与解析例1．【答案】B【解析】由图可知X为负极，发生氧化反应，Y为正极，发生还原反应，电流由正极流向负极，电子由负极沿着导线流向正极。A．根据上述分析可知：X为负极，发生氧化反应，故A错误；B．根据上述分析可知：外电路电流方向为正极流向负极，即Y外电路X，故B正确；C．根据上述分析可知：电子流动方向为从负极沿着导线流向正极，即X外电路Y，故C错误；D．题中未告知原电池的构成，故烧杯中不一定是稀硫酸，故D错误；故答案B。例2．【答案】C【解析】A．根据总反应方程式可知：在反应中Zn失去电子，发生氧化反应，所以Zn电极作负极，A正确；B．Ag2O得到电子变为单质Ag，发生还原反应，所以Ag2O电极作正极，B正确；C．根据反应的化学方程式可知反应过程中NaOH溶液的物质的量不变，但反应消耗水，导致NaOH浓度增大，溶液中c(OH-)增大，C错误；D．电解质溶液显碱性，Zn电极失去电子产生Zn2+，Zn2+与溶液中的OH-结合形成Zn(OH)2，故Zn电极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，D正确；故合理选项是C。1．【答案】B【解析】能自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池；A．该反应无化合价变化，不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故A错误；B．该反应Cu和Fe的化合价发生变化，为自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故B正确；C．该反应中没有电子转移，不属于氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故C错误；D．该反应无化合价变化，不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误；故选B。2．【答案】A【解析】A．Zn、Cu构成原电池，Zn的活泼性大于Cu，Cu是正极，正极反应式\n2H++2e-=H2↑，故选A；B．Cu、Ag和稀硫酸都不反应，不能构成原电池，故不选B；C．Cu、C和稀硫酸都不反应，不能构成原电池，故不选C；D．没有形成闭合电路，不能构成原电池，铜和硫酸不反应，铜表面没有气体生成，故不选D。答案为A。3．【答案】D【解析】A．Al能够与NaOH溶液发生氧化还原反应，而Mg不能反应，所以装置I中Mg为原电池的正极，Al为原电池的负极，A错误；B．装置II可充电，为电解池；也可放电，为原电池，故装置II电池为二次电池，B错误；C．装置III中a极氢气发生反应转化成H+，H+与溶液中OH-不能共存，反应生成水，电极反应式为H2−2e−+2OH-=2H2O，C错误；D．由于电极活动性Zn比C强，所以Zn为负极，碳棒为正极，故装置IV工作时，电子由负极锌通过导线流向正极碳棒，D正确；故选D。4．【答案】B【解析】A．该装置能形成原电池，铝在浓硝酸中钝化，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，铝是正极、铜是负极，故A错误；B．该装置能形成原电池，铝在浓硝酸中钝化，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，铝是正极、铜是负极，故B正确；C．铜能够与浓硝酸发生氧化还原反应，该装置符合原电池构成条件，能形成原电池，故C错误；D．以上说法中B正确，故D错误；答案选B。5．【答案】D【解析】A．铁是该电池的负极，电解质为FeCl3，该电池的总反应为，故A正确； B．铁是该电池的负极，C极为电池的正极，故B正确；C．铁是该电池的负极，C极为电池的正极，电流从C极经导线流向Fe极，故C正确；D．C极发生反应，在C极表面被还原，故D错误；选D。6．【答案】A【解析】由①可知，M为还原剂，N为还原产物，则还原性：M>N；由②可知，M电极为原电池的正极，则还原性：P>M；由③可知，E为原电池的正极，N为负极，则还原性：N>E，则四种金属的还原性强弱为：P>M>N>E；答案选A。\n7．【答案】A【解析】该装置中，有活泼性不同的两极，电解质溶液（番茄中），形成闭合回路，此装置为原电池，据此进行分析。A．此装置为原电池，锌的活泼性大于铜，锌作负极，铜作正极，电子由锌通过导线流向铜，电子不能流经电解质溶液，故A错误；B．此装置为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故B正确；C．此装置为原电池，锌的活泼性大于铜，锌作负极，失电子，发生氧化反应，故C正确；D．番茄汁中含有大量果酸，能传导离子，因此可以起到电解质溶液的作用，故D正确；故选A。8．【答案】D【解析】等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，发生的反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铜-铁-稀硫酸形成原电池，使制取H2的反应速率增大，反应用时少于b，但由于Zn与CuSO4发生反应消耗，导致与硫酸反应的锌的质量减少，因而生成的氢气减少，故a中生成H2少于b，a中生成氢气快而少，图象表示应为D，故选D。9．【答案】D【解析】A．由图示可知，SO2在A池发生氧化反应得到硫酸，通入的一极为电池负极，故A正确；B．通入的一极为电池负极，原电池中，电流从正极流向负极，所以导线上箭头方向表示电流方向，故B正确；C．B池中电极为正极，H2O2在B池发生还原反应得到水，电极反应式为，故C正确；D．A池中，SO2失电子发生氧化反应，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=+4H+，若标况下11.2LSO2参与反应，生成氢离子2mol，转移1mol电子，1mol氢离子转移到B池中，所以A池中增加的H+的物质的量为1mol，故D错误；故答案为D。10．【答案】B【解析】A．正极反应物为氧气，电解质为碱溶液，故正极的电极反应为：，A项正确；B．该电池负极反应为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，若电极1上有1mol被氧化，则电路中转移3mol\n电子，B项错误；C．移向正极，故移向电极2，C项正确；D．电子从负极移动到正极，故电子流向为：电极1→负载→电极2，D项正确；答案选B。11．【答案】（1）cd    （2）A    CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O（3）  NH+2O2=NO+H2O+2H+    2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O    X    Y    0.896L【解析】（1）a．甲没有形成闭合回路，不是原电池，a错误；b．甲中铜不与稀硫酸反应，表面不会有气泡产生，b错误；c．甲、乙烧杯中都是锌与稀硫酸反应生成氢气，氢离子浓度均减小，c正确；d．锌的活动性比铜强，乙中形成原电池，锌作负极，铜作正极，电流从铜片经导线流向锌片，d正确；e．乙中形成原电池，锌作负极失电子，硫酸根离子向负极即锌片移动，e错误；答案选cd。（2）原电池工作时，阴离子向负极移动，因此A电极为负极，燃料电池中燃料作负极，氧气作正极，因此A处电极入口通CH4，甲烷失电子生成二氧化碳，生成的二氧化碳与氢氧根离子结合生成碳酸根离子，因此负极电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O。（3）①由装置图可知，铵根离子被微生物硝化生成硝酸根离子，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：NH+2O2=NO+H2O+2H+。②电极Y上硝酸根离子转化为氮气，氮元素化合价降低，得电子发生还原反应，为正极，电极反应式为：2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O。③X极为负极，Y极为正极，电子由负极经导线流向正极，即电子由X极经导线移向Y极；负极氨气失电子生成氮气，正极硝酸根离子得电子生成氮气，总反应的方程式为：3NO+5NH3+3H+=4N2↑+9H2O，生成4molN2转移15mol电子，则转移0.15mol电子，生成0.04molN2，标准状况下其体积为：0.04mol22.4L/mol=0.896L。12．【答案】（1）Zn（或锌）    正极（2）+2e-=2NH3↑+H2↑（3）电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu\n构成铜锌原电池，而加快锌的腐蚀    b【解析】Zn-MnO2干电池中负极材料为活泼金属Zn，MnO2为正极，电池工作时电子从负极经外电路流向正极。（1）负极上是失电子的，则Zn失电子为负极，电子由负极流向正极，故答案为：Zn（或锌）；正极；（2）该电池的工作原理为Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3↑+H2↑，正极得电子，发生还原反应，则其正极反应式为：+2e-=2NH3↑+H2↑，故答案为：+2e-=2NH3↑+H2↑；（3）电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；题目中a和d项除去杂质离子还会消耗ZnCl2，c项会引入新杂质，所以应选Zn，可以将Cu2+置换为单质而除去，故答案为：电化学腐蚀较化学腐蚀更快、锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池，而加快锌的腐蚀；b。