2019-2020学年高中化学第4章电化学基础第1节原电池学业分层测评新人教版

2019-2020学年高中化学第4章电化学基础第1节原电池学业分层测评新人教版(建议用时：45分钟)[学业达标]1．暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当( )原材料名：铁粉、水、活性炭、蛭石、食盐A．正极B．负极C．阳极D．阴极【解析】铁粉与活性炭作为原电池的电极，食盐水作为电解质溶液，加快铁粉的氧化，即铁粉失电子作负极。

【答案】 B2．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】 A3．下列有关原电池的说法中正确的是( )A．在外电路中电子由正极流向负极B．在原电池中，只有金属锌作为负极C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动【解析】在原电池外电路中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。

【答案】 C4．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】 C5．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】 B6．可以将反应Zn＋Br2ZnBr2设计成原电池，下列4个电极反应：①Br2＋2e－2Br－，②2Br－－2e－Br2，③Zn－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】 C7．某原电池总反应离子方程式为：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，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】由2Fe3＋＋Fe3Fe2＋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，电解质溶液中必须有Fe3＋，故D选项不能满足要求。

【答案】 D8．M、N、P、E四种金属：①M＋N2＋N＋M2＋②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－E，N－2e－N2＋。

四种金属的还原性由强到弱的顺序是( ) A．P、M、N、E B．E、N、M、PC．P、N、M、E D．E、P、M、N【解析】由①知，金属活动性M>N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面产生气泡，M作原电池正极，活动性P>M；N、E构成的原电池N作负极，活动性N>E。

【答案】 A9．在如图所示装置中，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( )【解析】本题通过电极变化来确定原电池的正负电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。

【答案】 C10．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池，如图所示。

CuSO4溶液Y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______极流向______极。

【解析】原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。

由总反应方程式可知电极X的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐溶液，常用硝酸银溶液。

电极反应式表示为负极：Cu－2e－Cu2＋，正极：Ag＋＋e－Ag，电子由负极(或Cu)出发，经外电路流向正极(或Ag)。

【答案】(1)铜(或Cu) AgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－Ag Cu－2e－Cu2＋(3)负(或Cu) 正(或Ag)11．A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

(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>C12．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：______________________________________________________________________________________________。

【解析】比较或验证金属活动性的方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证，也可利用原电池原理(负极是较活泼的金属)，也可利用金属单质间的置换反应来完成。

【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(其他答案合理即可)Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋[能力提升]13．将等质量的两份锌粒a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加少许胆矾晶体，下列各图表示产生氢气的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是( )【解析】向a中加入少许胆矾晶体，则有Zn＋Cu2＋Cu＋Zn2＋，消耗一部分Zn，所以产生H2的量较少，但生成的Cu附于Zn上又组成铜锌原电池，加快反应速率，因此曲线a的斜率大于曲线b的斜率。

【答案】 A14．(2013·安徽高考)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl­KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。

该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca CaCl2＋Li2SO4＋Pb。

下列有关说法正确的是( )A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转【解析】仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断。

A．分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；PbSO4中的Pb2＋得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误。

B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误。

C.根据方程式知，每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol铅，其质量为10.35 g，所以C项错误。

D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiCl­KCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转。

【答案】 D15.(2014·福建高考)某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl22AgCl。

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。