2021高中同步创新课堂化学优化方案—习题(苏教版选修4)：专题1第二单元第1课时课后达标巩固提升

[基础达标]
1．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()
A．电子从锌电极通过导线流向铜电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生还原反应
D．铜电极上发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
解析：选A。

该原电池中，较活泼的金属——锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极，负极、正极反应分别为负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu；盐桥中的阴离子向负极区域硫酸锌溶液中迁移，故A正确，B、C、D错误。

2．如图所示装置中，可观看到电流表指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此推断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()
选项M N P
A 锌铜稀硫酸溶液
B 铜锌稀盐酸
C 银锌硝酸银溶液
D 锌铁硝酸铁溶液
解析：选C。

依据试验现象可知，M为原电池的正极，N为原电池的负极，N比M活泼，P 中的阳离子在M电极上析出并附着，C项符合题意。

3.
在如图所示的装置中，a的金属活动性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各项叙述不正确的是()
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流淌，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
解析：选B。

电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。

因活动性a>b(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。

电极反应式为a(负)极：a－n e－===a n＋(氧化反应)，b(正)极：n H＋＋n e－===
n
2H2↑(还原反应)。

由于正极放电消耗H
＋，溶液中c(H＋)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经电流计流向b极。

4．某原电池总反应离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是() A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液
解析：选D。

由2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋得出负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，可知负极材料为铁，正极材料为比铁不活泼的导体，电解质溶液中必需有Fe3＋，故选D。

5．按下图装置试验，若x轴表示流出负极的电子的物质的量，则y轴应表示()
①c(Ag＋)②c(NO－3)③a棒的质量④b棒的质量
⑤溶液的质量
A．①③⑤B．③④
C．①②④D．②
解析：选D。

在这个原电池中，负极：Fe－2e－===Fe2＋，使a棒质量减轻；正极：Ag＋＋e－===Ag，使b棒增重，溶液中c(NO－3)不变；反应过程中每溶解56 g铁，析出216 g银，故溶液质量减轻。

6．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中不正确的是()
A．由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
解析：选C。

由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极材料是Fe，反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错。

7．将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是()
解析：选A。

加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成铜锌原电池，加快反应速率，a中Cu2＋与少量Zn反应，导致与H＋反应的Zn削减，H2体积减小。

8．如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调整杠杆并使其在水中保持平衡，然后当心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向推断正确的是(试验过程中，不考虑两球的浮力变化) ()
A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为导体时，A端低B端高
D．当杠杆为导体时，A端高B端低
解析：选C。

当杠杆为导体时，构成原电池，Fe作负极，Cu作正极，电极反应式分别为负极：Fe－2e－===Fe2＋，
正极：Cu2＋＋2e－===Cu，
铜球增重，铁球质量减轻，杠杆A端低B端高。

当杠杆为绝缘体时，Fe与Cu2＋直接发生置换反应，Fe上附着Cu，质量增大，所以A端高B端低。

9．某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：
2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O
盐桥中装有饱和K2SO4溶液，下列叙述中正确的是()
A．乙烧杯中发生还原反应
B．甲烧杯中溶液的pH渐渐减小
C．电池工作时，盐桥中的SO2－4移向甲烧杯
D．外电路的电流方向是从a到b
解析：选D。

由2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O可知，Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价上升，失去电子，则b为负极，a为正极，则乙烧杯中发生氧化反应，故A错误；甲烧杯中发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO－4＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，溶液中H＋浓度降低，溶液的pH渐渐上升，故B错误；阴离子向负极移动，b为负极，则盐桥中的SO2－4移向乙烧杯，故C错误；由上述分析可知，a为正极，b为负极，电流由正极流向负极，即从a流向b，故D正确。

10．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。

(1)原电池的负极反应式是
________________________________________________________________________，正极反应式是
________________________________________________________________________。

(2)外电路中电流的方向是
________________________________________________________________________。

(3)一段时间后，当在铜片上放出2.24 L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。

则产生这些气体的同时，共消耗________ g锌，此时转移的电子的物质的量为________，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。

解析：依据电极材料可知，锌为负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，铜为正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，外电路中电流从正极流向负极；当正极上析出2.24 L氢气时，则有：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑～2e－
65 g 1 mol 22.4 L 2 mol
m n(H2SO4) 2.24 L n(e－)
列比例式，计算可得：m＝6.5 g，n(H2SO4)＝0.1 mol，
n(e－)＝0.2 mol，c(H2SO4)＝
0.1 mol×2
0.2 L
＝1.0 mol/L。

答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑
(2)由Cu极流向Zn极
(3)6.50.2 mol 1.0 mol·L－1
11．利用反应2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋设计一个带盐桥的原电池，并在下面方框内画出试验装置图。

并指出正极为________，电极反应式为
________________________________________________________________________。

负极为________，电极反应式为
________________________________________________________________________。

此装置中盐桥的作用为
________________________________________________________________________。

Ｋ
解析：依据反应Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋知，该反应中的氧化反应为Zn－2e－===Zn2＋，应接受Zn片作负极，还原反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，故应选择比Zn不活泼的金属或非金属石墨等作正极，一般选择与电极材料相同的金属阳离子的电解质溶液作电解液，故负极区应选含
Zn2＋的盐溶液(如ZnSO4溶液)，正极区选含Fe3＋的溶液作电解液[如FeCl3、Fe2(SO4)3溶液等]。

答案：装置图见下图(合理即可)Pt(与装置对应即可)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Zn Zn－2e－===Zn2＋使两个半电池连成一个通路；使电流持续传导
[力量提升]
12．已知在酸性条件下发生的反应为AsO3－4＋2I－＋2H＋===AsO3－3＋I2＋H2O，在碱性条件下发生的反应为AsO3－3＋I2＋2OH－===AsO3－4＋H2O＋2I－。

设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：
Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸；
Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液。

结果发觉检流计指针均发生偏转，且偏转方向相反。

试回答下列问题：
(1)两次操作中指针为什么发生偏转？
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)操作Ⅰ过程中C1棒上发生的反应为__________________________________。

(4)操作Ⅱ过程中C2棒上发生的反应为__________________________________。

(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向______烧杯溶液(填“A”或“B”)。

解析：由于酸性条件下发生的反应为AsO3－
4
＋2I－＋2H＋===AsO3－3＋I2＋H2O、碱性条件下发生的反应为AsO3－3＋I2＋2OH－===AsO3－4＋H2O＋2I－，都是氧化还原反应，而且满足构成原电池的三大要素：①不同环境中的两电极(连接)；②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)；③形成闭合回路。

当加酸时，C1：2I－－2e－===I2，为负极；C2：AsO3－4＋2H＋＋2e－===AsO3－3＋H2O，为正极。

当加碱时，C1：I2＋2e－===2I－，为正极；C2：AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O，为负极。

答案：(1)两次操作均能形成原电池，化学能转变成电能
(2)酸性条件下，AsO3－4得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极；碱性条件下，AsO3－3失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。

故加入浓盐酸和NaOH溶液时发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即检流计指针偏转方向不同
(3)2I－－2e－===I2
(4)AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O(5)A
13．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性挨次，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的稀H2SO4中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。

(1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式：
负极：________________________________________________________________________，正极：________________________________________________________________________。

(2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式：
负极：________________________________________________________________________，正极：________________________________________________________________________。

总反应离子方程式为
________________________________________________________________________。

(3)假如甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会推断出________活动性更强，而乙会推断出________活动性更强。

(填写元素符号)
(4)由此试验，可得到如下哪些结论？________。

A．利用原电池反应推断金属活动性挨次应留意选择合适的介质
B．镁的金属性不肯定比铝的金属性强
C．该试验说明金属活动性挨次表已过时，已没有有用价值
D．该试验说明化学争辩对象简单、反应条件多变，应具体问题具体分析
(5)上述试验也反过来证明白“利用金属活动性挨次表直接推断原电池中正、负极”的做法________(填“牢靠”或“不行靠”)。

如不行靠，则请你提出另一个推断原电池正、负极可行的试验方案：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)甲池中电池总反应方程式为Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，Al作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

(2)乙池中电池总反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极上为Al被氧化生成Al3＋后与OH－反应生成AlO－2，电极反应式为2Al－6e－＋8OH－===2AlO－2＋4H2O；正极产物为H2，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑。

(3)甲池中Mg为负极，Al为正极；乙池中Al为负极，Mg为正极，若依据负极材料金属比正极活泼，则甲会推断出Mg活动性更强，乙会推断出Al活动性更强。

(4)Mg的金属活动性肯定比Al强，金属活动性挨次表是正确的，应用广泛。

(5)推断正、负极可依据回路中电流方向或电子流向等进行推断，直接利用金属活动性挨次表推断原电池的正、负极是不行靠的。

答案：(1)Mg－2e－===Mg2＋
2H＋＋2e－===H2↑
(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O
6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
(3)Mg Al(4)AD
(5)不行靠将两种金属电极连上电流表而构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而推断电子的流淌方向，再来确定原电池的正、负极(合理即可)。