课堂新坐标人教选修四：4.1原电池 练习(含解析)

课时作业(十七)
[学业水平层次（A）]
1．在组装原电池时，下列各项中不需要的是()
A．电极材料B．直流电源
C．电解质溶液D．金属导线
【解析】组装原电池不需要直流电源。

【答案】 B
2．关于右图装置的叙述，正确的是()
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原为H2
【解析】本题主要考查有关原电池的知识，由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化；Cu为原电池的正极，电子经导线流向正极(Cu极)，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2。

电流流向与电子流向相反。

【答案】 D
3．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列不能使氢气生成速率加快的是()
A．加热
B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸
C．加少量硫酸铜溶液
D．不用铁片，改用铁粉
【解析】加热升高温度和增大固体反应物的接触面积都能加快化学反应速率，A、D正确；铁在浓硫酸中钝化，不产生氢气，B错误；加入少量硫酸铜溶液，由于Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，则构成铜—铁—稀硫酸原电池，加快了铁片与稀硫酸反应制氢气的速率，C正确。

【答案】 B
4．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()
【解析】B、C选项均无化学反应；D选项Zn与稀H2SO4反应，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求。

【答案】 A
5．可以将反应Zn＋Br2===ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：①Br2＋2e－===2Br－②2Br－－2e－===Br2③Zn－2e－===Zn2＋④Zn2＋＋2e－===Zn
其中表示放电时负极和正极反应的分别是()
A．②和③B．②和①C．③和①D．④和①
【解析】放电时负极反应物为Zn，失电子被氧化，正极反应物为Br2，得电子被还原。

【答案】 C
6．某原电池反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法中正确的是() A．用HNO3作电解质溶液
B．用锌作原电池正极
C．用铁作负极，铁的质量不变
D．用铜作原电池正极
【解析】由电池反应的离子方程式知，电池的负极为铁，则正极应是比铁不活泼的金属(B 被否定)，在反应中负极不断被消耗(C被否定)，由于反应中放出了氢气并生成了Fe2＋，故知电解质溶液不能是HNO3。

由以上分析可知正确选项为D。

【答案】 D
7．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速度甲比乙慢
【解析】甲装置是铜锌原电池，乙不能形成原电池装置。

所以乙烧杯中铜表面无气泡生成，则甲中铜表面有气泡生成，A错；乙中Cu片不可能是负极，B错；甲、乙两装置发生的反应均是Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋，所以两烧杯中溶液的pH均增大，C对；因甲是原电池装置，所以甲烧杯中产生H2的速度快，D错。

【答案】 C
8．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．①②③B．③④⑤
C．④⑤⑥D．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，③④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
9．现有如下两个反应：
(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_______________________________________。

(2)如果不能，说明其原因______________________________________________。

(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：
负极：________，________________，___________________；
正极：________，________________，_____________________；
若导线上转移电子1 mol，则正极质量增加________g，电解质溶液：________。

【解析】(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行。

(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。

【答案】(1)(A)不能，(B)可以
(2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移
(3)Cu Cu－2e－===Cu2＋氧化反应碳棒、Ag、Pt、Au(任选一)2Ag＋＋2e－===2Ag还原反应108
AgNO3溶液
10．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)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)银电极为原电池的________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】该原电池的电池总反应式为2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)，由此可知X 极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。

电子从原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2Ag＋＋2e－===2Ag(或Ag＋＋e－===Ag)
Cu－2e－===Cu2＋
(3)Cu(负)Ag(正)
[能力提升层次（B）]
11．右图所示装置中，电流表A发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列各
组中的()
A．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4
B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4
C．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液
D．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液
【解析】原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有先于H＋放电的金属阳离子。

【答案】 D
12．下图中甲和乙均是双液原电池装置。

判断下列说法不正确的是()
甲乙
A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．乙电池中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出
【解析】根据甲、乙装置分析可知A项正确，且可推知Cd的活泼性强于Ag，故Ag不能置换出Cd，B项错误。

【答案】 B
13．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、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
【解析】Al、Cu、稀硫酸组成的原电池中，较活泼金属Al为负极，A正确；因为Mg与NaOH溶液不反应，故Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池中，Al为负极，发生氧化反应，B正确；因Fe比Cu活泼，Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池时，Fe失电子被氧化，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；因Al可被浓硝酸钝化，故Al、Cu、浓硝酸原电池中，Cu为负极，失电子被氧化，D正确。

【答案】 C
14.(2014·福建高考)某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。

下列说法正确的是()
A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
【解析】根据电池总反应可以看出Cl2得电子，Ag失电子，所以在原电池中Cl2在正极上发生还原反应，Ag在负极上发生氧化反应。

正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，A项错误。

因为电解质溶液为盐酸，所以负极上Ag失电子生成的Ag＋随即与附近的Cl－反应生成白色沉淀，B项错误。

用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C项错误。

当电路中转移0.01 mol e－时，负极生成0.01 mol Ag＋，由于Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以消耗0.01 mol Cl－，由于电荷守恒，同时有0.01 mol H＋通过阳离子交换膜转移至右侧，D项正确。

【答案】 D
15．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。

(1)原电池的负极反应是_________________________________， 正极反应是________________________________。

(2)电流的方向是________。

(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，H 2SO 4恰好消耗一半。

则产生这些气体的同时，共消耗________g 锌，有________个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是 ________(设溶液体积不变)。

【解析】 产生0.075 mol H 2，通过0.075 mol×2＝0.15 mol 电子，消耗0.075 mol Zn 和0.075 mol H 2SO 4。

所以m (Zn)＝0.075 mol×65 g·mol －
1＝4.875 g ，N (e －
)＝0.15 mol×6.02×1023 mol
－1
＝9.03×1022，c (H 2SO 4)＝0.075 mol ×20.2 L ＝0.75 mol·L －1。

【答案】 (1)Zn －2e －
===Zn 2＋
2H ＋
＋2e －
===H 2↑
(2)由Cu 极流向Zn 极
(3)4.875 9.03×1022 0.75 mol·L －
1
16．已知可逆反应：AsO 3－
4＋2I －
＋2H
＋
AsO 3－
3＋I 2＋H 2O 。

(Ⅰ)如下图所示，若向B 中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。

(Ⅱ)若改用向B 中滴加40%的NaOH 溶液，发现电流表指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。

试回答问题：
(1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？_____________________________ ______________________________________________________。

(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？
______________________________________________________。

(3)操作(Ⅰ)中，C 1棒上的反应为__________________________。

(4)操作(Ⅱ)中，C2棒上的反应为__________________________。

【解析】(Ⅰ)滴入浓盐酸，溶液中c(H＋)增大，题给可逆反应平衡正向移动，I－失去电子变为I2，C1棒上产生电子，并沿外电路流向C2棒，AsO3－4得电子变为AsO3－3。

(Ⅱ)滴加40%的NaOH(aq)将H＋中和，溶液中c(H＋)减小，题给可逆反应平衡逆向移动，电子在C2棒上产生，并沿外电路流向C1棒，I2得电子变为I－，AsO3－3变为AsO3－4。

【答案】(1)两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转
(2)两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反
(3)2I－－2e－===I2
(4)AsO3－3＋2OH－－2e－===AsO3－4＋H2O。