2019-2020年高中化學 1.3《化學能轉化為電能-電池》第1課時課堂鞏固訓練2 魯科版選修4.doc

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2019-2020年高中化學 1.3《化學能轉化為電能-電池》第1課時課堂鞏固訓練2 魯科版選修4 1．下列反應，不可以設計成原電池的是(　　) A．2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 B．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O C．2Fe＋3Br2===2FeBr3 D．2KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4 解析：選B。只有自發(fā)進行的氧化還原反應才能設計成原電池，B選項為中和反應，所以不能設計成原電池。 2．關于如圖所示①、②兩個裝置的敘述，正確的是(　　) A．裝置名稱：①是原電池，②是電解池 B．硫酸濃度變化：①增大，②減小 C．電極反應式：①中陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ②中正極：Zn－2e－===Zn2＋ D．離子移動方向：①中H＋向陰極方向移動?、谥蠬＋向負極方向移動 解析：選B。該裝置①為電解池，發(fā)生反應是2H2O2H2↑＋O2↑。②為原電池，電池反應：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。所以H2SO4濃度變化為①增大，②減小。 3．(xx蚌埠高二質(zhì)檢)用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂KNO3的U形管)構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是(　　) ①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極?、谡龢O反應為：Ag＋＋e－===Ag　③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作?、軐~片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同 A．①②　 B．②③ C．②④ D．③④ 解析：選C。根據(jù)原電池原理可判斷相對活潑的銅為負極，失電子，電子經(jīng)導線轉移至銀電極上，乙池中的Ag＋得到電子在電極上析出。電子從Cu→Ag，電流從Ag→Cu；鹽橋的作用是使甲、乙兩電池中電荷平衡，所以取出鹽橋，就不能形成閉合回路，即不會形成原電池；銅片浸入AgNO3溶液后，銅失電子，Ag＋得電子，所以④說法正確，答案為C。 4．關于下圖所示的原電池，下列說法正確的是(　　) A．電子從鋅電極通過電流表流向銅電極 B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移 C．鋅電極發(fā)生還原反應，銅電極發(fā)生氧化反應 D．銅電極上發(fā)生的電極反應是2H＋＋2e－===H2↑ 解析：選A。由圖可見鋅做負極，銅做正極，故電子從鋅電極通過外電路流向銅電極，A正確。內(nèi)電路電流方向是從鋅通過溶液流向銅，而鹽橋中的陰離子反向流向硫酸鋅溶液中，B錯誤。根據(jù)鋅做負極發(fā)生氧化反應，銅做正極發(fā)生還原反應，C錯誤。銅電極上發(fā)生的電極反應是Cu2＋＋2e－===Cu，D錯誤。 5．如圖所示，將兩燒杯用導線如圖相連，Pt、Cu、Zn、C分別為四個電極，當閉合開關后，以下敘述正確的是(　　) A．Cu極附近OH－濃度增大 B．Cu極為原電池負極 C．電子流向是由C極流向Pt極 D．當C極上有4 mol電子轉移時，Pt極上有1 mol O2生成 解析：選A。閉合開關后，右側裝置中有自發(fā)的氧化還原反應，是原電池，Zn做原電池的負極，C做正極。左側裝置是電解池，Cu做陰極，Pt做陽極，B項錯誤。Cu電極的電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，OH－濃度增大，A項正確。電子流向應由電解池的陽極Pt流向原電池的正極C，C項錯誤。Pt電極的電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，當有4 mol電子轉移時，Pt電極上有2 mol Cl2生成，D項錯誤。 6．(xx濰坊高二統(tǒng)考)關于如圖所示各裝置的敘述中，正確的是(雙選)(　　) A．裝置①是原電池，總反應是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ B．裝置①中，鐵做負極，正極反應式為：Fe3＋＋e－===Fe2＋ C．裝置②通電一段時間后石墨Ⅱ電極附近溶液紅褐色加深 D．若用裝置③精煉銅，則d極為粗銅，c極為純銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 解析：選BC。裝置①中，F(xiàn)e為負極，總反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，A錯誤，B正確；裝置②中石墨Ⅱ為陰極，F(xiàn)e(OH)3膠粒帶正電荷，移向陰極，顏色加深，C正確；裝置③中，c為陽極，d為陰極，D錯誤。 7．(xx高考廣東卷)某小組為研究電化學原理，設計下圖裝置，下列敘述不正確的是(　　) A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B．a(chǎn)和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為：Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色 D．a(chǎn)和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動 解析：選D。a和b不連接時，鐵與CuSO4溶液發(fā)生反應：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A項正確；a和b用導線連接時，組成了原電池，F(xiàn)e為負極，Cu為正極，銅片上發(fā)生還原反應：Cu2＋＋2e－===Cu，鐵片上發(fā)生氧化反應：Fe－2e－===Fe2＋，B項正確；通過以上分析可知，無論a和b是否連接，均發(fā)生反應：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均從藍色(Cu2＋的顏色)逐漸變成淺綠色(Fe2＋的顏色)，C項正確；a和b分別連接直流電源正、負極時，構成電解池，銅片為陽極，鐵片為陰極，Cu2＋應向陰極(鐵電極)移動，D項錯誤。 8．(xx高考安徽卷)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”電池在海水中放電時的有關說法正確的是(　　) A．正極反應式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10轉移2 mol電子 C．Na＋不斷向“水”電池的負極移動 D．AgCl是還原產(chǎn)物 解析：選B。A項，Ag＋Cl－－e－===AgCl應為負極反應式，故錯誤；B項，負極只有Ag失電子，根據(jù)電荷守恒，由總反應式可知正確；C項，Na＋由負極向正極移動，故錯誤；D項，AgCl為氧化產(chǎn)物，故錯誤。 9．(xx威海高二期中考試)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列敘述不正確的是(雙選)(　　) A．放電時鋅做負極 B．充電時Fe(OH)3被還原 C．充電時溶液的堿性減弱 D．放電時每轉移3 mol電子，有2 mol FeO被還原 解析：選BD。根據(jù)總反應中各元素的化合價變化情況可判斷，放電時，Zn發(fā)生氧化反應，做負極，A正確；充電時Fe(OH)3在陽極發(fā)生氧化反應，B錯誤；充電時消耗KOH，故溶液的堿性減弱，C正確；放電時每轉移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被還原，D錯誤。 10．依據(jù)氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，設計一個最簡單的原電池。 (1)在下邊方框內(nèi)畫出實驗裝置圖。 并指出正極為__________，電極反應式為__________________________； 負極為__________，電極反應式為________________。 (2)該反應還可設計成能量轉化效率更高的原電池裝置，如圖所示： 請回答下列問題： ①電極X的材料是__________，Y的材料是__________，電解質(zhì)溶液Z是__________。 ②鹽橋的作用是__________。 ③外電路中的電子是從__________電極流向__________電極。 解析：本題考查原電池的原理和設計，解題時應明確設計思路，理解帶鹽橋的原電池的組成原理。根據(jù)已知的氧化還原反應設計原電池的思路是：首先將已知的反應拆成兩個半反應(即氧化反應和還原反應)：Cu－2e－―→Cu2＋，2Ag＋＋2e－―→2Ag；然后結合原電池的電極反應特點，分析可知，該電池的負極應該用Cu做材料，正極要保證Ag＋得到負極失去的電子，一般用不能還原Ag＋的材料如Pt或碳棒等，電解質(zhì)溶液只能用含Ag＋的電解質(zhì)溶液如AgNO3溶液。在帶鹽橋的原電池組成半電池時，注意電極材料與溶液中的離子一般要相對應， 如Cu2＋/Cu或Ag＋/Ag。 答案：(1)實驗裝置圖如圖： Pt　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu　Cu－2e－===Cu2＋　(2)①Cu　Ag　AgNO3?、趯蓚€隔離的電解質(zhì)溶液連接起來，可使電流持續(xù)傳導?、跜u　Ag 11．鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負極是惰性材料，電池總反應式為： Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO 2PbSO4＋2H2O 請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)： (1)放電時，正極的電極反應式是__________________________； 電解液中H2SO4的濃度將變__________；當外電路通過1 mol電子時，理論上負極板的質(zhì)量增加__________g。 (2) 在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成__________________________， B電極上生成__________，此時鉛蓄電池的正負極的極性將__________________________。 解析：原電池中正極上得電子、負極上失電子。根據(jù)電池總反應式，正極反應為：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O 負極反應為： Pb＋SO===PbSO4＋2e－　質(zhì)量增加 2 mol 96 g 1 mol Δm 求得Δm＝48 g。 電解池中與電源正極相連的電極(陽極)上失電子，與電源負極相連的電極(陰極)上得電子。則陽極反應為PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；陰極反應為PbSO4＋2e－===Pb＋SO。根據(jù)圖示，電解一段時間后，原PbO2極(陰極)變成Pb，原Pb極(陽極)變成PbO2，即鉛蓄電池的正負極的極性對換。 答案：(1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O　小　48　(2)Pb　PbO2　對換 12．如圖所示，甲池中電池反應式為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，已知B電極質(zhì)量不變，C、D為石墨電極，乙池中為200 mL飽和NaCl溶液。 回答下列問題： (1)A極為____________極(填“正”或“負”)，電極材料為__________，發(fā)生__________反應(填“氧化”或“還原”)。 (2)寫出乙池的電極反應式： 陽極反應式為__________________________； 陰極反應式為__________________________。 (3)A電極質(zhì)量減少0.64 g時，此時乙池中電解液中[OH－]＝__________ molL－1(忽略反應過程中溶液體積的變化)，C電極上產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為__________ L。 解析：由題知，甲池為原電池，A為負極，電極材料為Cu；乙池為電解池，C為陽極，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，D為陰極，電極反應為2H＋＋2e－===H2↑。 (3)A極有0.64 g Cu溶解時，轉移0.02 mol電子，乙池中C極上生成0.01 mol Cl2，溶液中生成0.02 mol OH－。 答案：(1)負　銅　氧化 (2)2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑ (3)0.1　0.224 13. (xx重慶高二檢測)如圖所示，A、F為石墨電極，B、E為鐵片電極。按要求回答下列問題。 (1)打開K2，合并K1。B為__________極，A極的電極反應式為________，最終可觀察到的現(xiàn)象是__________________________。 (2)打開K1，合并K2。E為__________極，F(xiàn)極的電極反應式為__________________________， 檢驗F極產(chǎn)生氣體的方法是__________________________。 (3)若往U形管中滴加酚酞，進行(1)(2)操作時，A、B、E、F電極周圍能變紅的是__________，原因是__________________________。 解析：(1)當打開K2，合并K1時，左邊裝置為原電池，A為石墨電極，B為Fe電極，則B應為負極，電極反應為：Fe－2e－===Fe2＋，正極反應為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，F(xiàn)e2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，有白色氫氧化亞鐵沉淀生成，隨即沉淀變成灰綠色，最后變成紅褐色； (2)打開K1，合并K2時右邊裝置為電解池，E為陰極，電極反應為2H＋＋2e－===H2↑，同時生成OH－，F(xiàn)為陽極，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，檢驗氯氣一般使用濕潤的淀粉碘化鉀試紙； (3)由分析可知進行(1)(2)操作時，A、E電極周圍有OH－生成，溶液顯堿性，滴加酚酞后溶液變紅。 答案：(1)負　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 溶液中產(chǎn)生白色沉淀，隨即變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色 (2)陰　2Cl－－2e－===Cl2↑　用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，試紙變藍，則說明是氯氣 (3)A、E　A極O2上放電產(chǎn)生OH－，E極上水放電產(chǎn)生H2和OH－，均導致電極區(qū)域呈堿性