1、2011-2012 学年高二化学选修学年高二化学选修 4(人教版)同步练习第四章(人教版)同步练习第四章 第一节第一节 原电池原电池 一. 教学内容: 原电池 二. 重点、难点: 1. 重点是进一步了解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式 2. 难点是原电池的工作原理 三. 具体内容: 1. 原电池的概念 2. 原电池构成的条件 3. 正负极的判断,并设计锌和铜离子反应的装置 4. 铜锌原电池 (1)装置 (2)现象 (3)盐桥的作用 (4)电极反应 (5)原理 (6)半电池 (7)电解质溶液和电极的选择 (8)电子和电流的流向 【典型例题典型例题】 例 1 如图所示,烧杯内盛
2、有浓 HNO3,在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停 止工作时,Fe、Pb 都有剩余。试写出可能的电极反应式,并指出正、负电极及电极反应类型。 (1)Fe:_、_(可不填满,也可补充,下同) ; (2)Pb 片:_、_。 答案答案: (1)开始时,Fe 是正极:4H 2NO32e2NO22H2O(还原反应) ;后来,Fe 是负极: 3Fe6e 3Fe2(氧化反应) (2)开始时,Pb 是负极:Pb2e Pb2(氧化反应) ;后来,Pb 是正极: 2NO3 8H6e2NO4H2O(还原反应) 解析:解析:把物质的性质和原电池联系。 例 2 把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中有
3、 0.2mol 电子通过时,负极的质量变化() A. 减少 0.1gB. 减少 6.5gC. 减少 5.6gD. 增加 6.4g 答案:答案:B 解析:解析:利用原电池反应的实质是氧化还原反应进行计算。 例 3 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池,在工作过程中,电解质溶液的 pH() A. 不变B. 先变小后变大C. 逐渐变大D. 逐渐变小 答案:答案:C 解析:解析:考察基本的电极反应的判断。 例 4 将等质量的 A、B 两份锌粉装入试管中,分别加入过量的稀硫酸,同时向装 A 的试管中加入少 量 CuSO4溶液。图表示产生氢气的体积 V 与时间 t 的关系,其中正确的是() 答案:答案:D 解析:
4、解析:考察原电池的应用和判断产物的方法。 例 5 有 A、B、C、D 四种金属。将 A 与 B 用导线连结起来,浸入电解质溶液中,B 不易腐蚀。将 A、 D 分别投入等浓度的盐酸中,D 比 A 反应剧烈。将铜浸入 B 的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入 C 的盐溶液里,有金属 C 析出。据此判断它们活动性由强到弱的须序是() A. DCABB. DABCC. DBACD. BADC 答案:答案:B 解析:解析:根据原电池电极判断的原理判断金属活动性。 例 6 下列关于实验现象的描述不正确的是() A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡 B. 实验室中用稀 HNO3溶液与
5、Cu 反应制取 NO 气体反应很慢,加一块石墨使之与 Cu 接触后反应加 快 C. 把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁 D. 把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快 答案:答案:C 解析:解析:具体原电池的判断。 例 7(1)当 K 断开时,_上有气泡产生,生成气体对应的离子方程式为_。 (2)当 K 闭合时,_片上有气泡。生成气体对应的离子方程式为_。 Zn Cu K 盐酸 答案答案: (1)Zn;Zn + 2H+= Zn2+ H2; (2)Cu;2H+ 2e = H2 解析:解析:考察原电池形成的条件和电极反应。 例 8 在 CuZn 原电池中,200
6、mL H2SO4溶液的浓度为 0.125mol/L,若工作一段时间后,从装置中 共收集到 0.168L 升气体,则流过导线的电子为_mol,溶液的 pH 值为_。 (溶液体积变 化忽略不计,已知 lg2=0.3lg3=0.5) 答案:答案:0.015 、3.2 解析:解析:考察有关原电池的计算和 pH 的结合。 【模拟试题模拟试题】 (答题时间:30 分钟)1. 下列叙述中,金属甲的活动性一定比金属乙的活动性强的是 () A. 在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 B. 同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强 C. 甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 D. 将甲、乙作电极组成原电池时
7、,甲是负极 2. 形成原电池的条件一般有: 电解质溶液; 两个电极; 能自发地发生氧化还原反应; 形 成闭合回路,请根据上述条件判断下列装置中属于原电池的是() 3. Cu、Fe 作两极,稀硫酸作电解质溶液的原电池中:Cu 作_极,Fe 作_极;电极反应式是: 负极_,正极_,总反应式是_。 4. 把 a、b、c、d 四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若 a、b 相连时,a 为负极; c、d 相连时,电流由 d 到 c;a、c 相连时,c 极上产生大量气泡,b、d 相连时,b 上有大量气泡产生,则 四种金属的活动性顺序由强到弱的为() A. a b c dB. a c d b
8、C. c a b . dD. b d c a 5. 在如下图所示的 8 个装置中,属于原电池的有。 6.(1)将反应 2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。 (2)判断正负极并写出电极反应。 7. X、Y、Z、W 四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示。 则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_ 8. X、Y、Z 都是金属,把 X 浸入 Z 的硝酸盐溶液中,X 的表面有 Z 析出,X 与 Y 组成原电池时,Y 为电池的负极。X、Y、Z 三种金属的活动性顺序为() A. XYZB. XZYC. YXZD. YZX 9. 有 A、B、C 三种金属,两两分别接触并
9、同处于稀 H2SO4中,反应冒气泡,判断三种金属活动性顺 序。 10. 下列装置能够组成原电池,产生电流的是() 11. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的 pH 怎样变化() A. 不变B. 先变大后变小C. 逐渐变大D. 逐渐变小 12. 以 Mg 片和 Al 片为电极,并用导线连接,同时插入 NaOH 溶液中,负极为_。 【试题答案试题答案】 1. C2. CD3. 正;负;Fe2e =Fe2+;2H+2e-=H2;Fe+2H+=Fe2+H2 4. B5. 6. 负极(铁) :Fe2e=Fe2+;正极(石墨) :Fe3+ e =Fe2+ 石墨石墨 Fe FeCl3溶液溶液
10、7. ZYXW8. C9. CBA10. BC11. C12.Al 【试题解析试题解析】 1.A 中应是失电子能力强,而不是个数多;B 中应是甲的还原性即金属性弱;C 中证明甲在氢前乙在 氢后,间接证明甲比乙活泼;D 中如果电解质是 NaOH 溶液则铝作负极,镁作正极。 2. 基本原电池的判断,A 中不是闭合回路;B 中没有电解质溶液。 4. 根据金属活动性强的作负极,电流由正极向负极移动,电子由负极向正极移动,产生气泡的为正极 来进行判断。 5. 根据形成原电池的条件来推断。 7. 根据盐酸溶液中,作为原电池负极的是相对活泼的金属。 9. 根据图中所画的气泡产生的电极是正极,金属性差来判断。 11. 根据工作原理是锌与氢离子反应,所以溶液的酸性减弱,pH 增大。 12. 因为电解质溶液是 NaOH,对于此溶液 Al 更活泼,所以为负极。