4-1《原電池》時練
雙基練習(xí)
1．下列變化中，屬于原電池反應(yīng)的是( )
A．在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層
B．鍍鋅鐵表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化
C．紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層
D．鐵與稀H2SO4反應(yīng)時，加入少量CuSO4溶液時，可使反應(yīng)加速
解析：A中Al在空氣中的氧氣直接發(fā)生氧化反應(yīng)；B中的白鐵中含Zn，Zn比Fe活潑，在構(gòu)成原電池時Zn作負極，失去電子，阻止Fe進一步被氧化；C只是鐵與H2O發(fā)生，直接生成Fe3O4，不屬于原電池反應(yīng)；D中Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，析出的Cu覆蓋于Fe的表面，相互接觸，構(gòu)成原電池，故B、D均屬于原電池反應(yīng)。
答案：BD
2．100 L濃度為2 ol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的量，可采用的方法是( )
A．加入適量的6 ol/L的鹽酸
B．加入數(shù)滴氯化銅溶液
C．加入適量的蒸餾水
D．加入適量的氯化鈉溶液
解析：增大氫離子濃度能加快反應(yīng)速率，但由于是跟過量的鋅片反應(yīng)，所以再加入適量的6 ol/L的鹽酸會影響生成氫氣的量，故A錯誤；加入數(shù)滴氯化銅溶液，鋅置換出銅以后，就會構(gòu)成原電池，從而加快反應(yīng)速率，故B正確；加入適量蒸餾水或加入適量的氯化鈉溶液都會減小氫離子濃度，從而減慢了反應(yīng)速率。
答案：B
3．把金屬放入鹽N(NO3)2溶液中，發(fā)生如下反應(yīng)，＋N2＋===2＋＋N，以下敘述正確的是( )
A．常溫下金屬和N可跟水反應(yīng)
B．和N用導(dǎo)線連接放入稀H2SO4中，一定能構(gòu)成原電池，且N極上有H2放出
C．和N用導(dǎo)線連接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定能構(gòu)成原電池
D．由和N構(gòu)成的原電池，一定是負極，且N極上一定產(chǎn)生H2
解析：A項，可以從N(NO3)2溶液中置換出N，說明常溫下和N都不與水反應(yīng)；B項，比N活潑但不一定能置換出酸中的H＋；C項，由于可以發(fā)生反應(yīng)：＋N2＋===2＋＋N，因此能構(gòu)成原電池；D項，和N構(gòu)成的原電池，不一定是負極，也不一定能產(chǎn)生H2，還需考慮溶液的成分，如Fe、Cu放入濃硝酸中，F(xiàn)e作正極。
答案：C
電動勢法測水泥初凝時間新標(biāo)第一網(wǎng)
4．普通水泥在固化過程中自由水分子減少并產(chǎn)生Ca(OH)2，溶液呈堿性。根據(jù)這一物理化學(xué)特點，科學(xué)家發(fā)明了電動勢法測水泥初凝時間。此方法的原理如圖所示，反應(yīng)的總方程式為：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag，下列有關(guān)說法正確的是( )
A．普通水泥的主要成分是2CaO•SiO2,3CaO•SiO2和3CaO•Al2O3
B．測量原理示意圖中，Ag2O為負極
C．正極的電極反應(yīng)為：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
D．電池工作時，OH－向正極移動
解析：普通水泥的成分是硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣，A正確；在總反應(yīng)中Ag2O作氧化劑，氧化劑在原電池中作正極，B錯；原電池的正極得電子，C錯；電池工作時電子由負極通過外電路流向正極，由電荷守恒可知，帶負電荷的陰離子應(yīng)該流向負極，D錯。
答案：A
5．下列燒杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu電極上產(chǎn)生大量氣泡的是( )
A． B． C． D.
解析：B、C中銅、銀均不能跟稀H2SO4反應(yīng)，而D沒有形成原電池，只有A中Cu為正極，溶液中H＋在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生H2。
答案：A
6．在如圖所示的裝置中，a為金屬(在金屬活動順序表中排在H前)，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種敘述不正確的是( )
A．碳棒上有氣體放出，溶液pH變大
B．a(chǎn)是正極，b是負極
C．導(dǎo)線中有電子流動，電子從a極流到b極
D．a(chǎn)極上發(fā)生了氧化反應(yīng)
解析：a比H活潑作負極發(fā)生氧化反應(yīng)。
答案：B
7．將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸。同時向a中加入少量CuSO4溶液。圖中產(chǎn)生H2的體積V L與時間t in的關(guān)系正確的是( )
A． B.
C． D.
解析：由于發(fā)生Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。發(fā)生的Cu附著在Zn上，與H2SO4溶液構(gòu)成Cu－Zn/H2SO4原電池，反應(yīng)速率加快，但由于Zn與CuSO4反應(yīng)消耗了Zn，使產(chǎn)生H2的體積減少，圖A中a反應(yīng)速率大，產(chǎn)生的氫氣少。
答案：A
8．將銅片和銀片用導(dǎo)線連接插入硝酸銀溶液中，當(dāng)線路中有0.2 ol的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，負極質(zhì)量的變化是( )
A．增加6.4 g B．增加2.16 g
C．減輕6.4 g D．減輕2.16 g
解析：構(gòu)成的原電池中負極是單質(zhì)銅失去電子變成銅離子進入溶液，每摩爾銅失去2摩爾電子，所以負極有0.1 ol銅失去電子變成Cu2＋進入溶液，質(zhì)量減輕6.4 g。
答案：C
9．把A、B、C、D四塊金屬泡在稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池，若A、B相連時，A為負極；C、D相連時，D上有氣泡逸出；A、C相連時，A極減輕；B、D相連時，B為正極。則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為( ) w .x k b 1
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D
C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A
解析：組成原電池時，相對活潑的金屬失去電子作負極，相對不活潑的金屬作正極，負極被氧化質(zhì)量減輕，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，有氣泡逸出，由題意得活潑性A＞B，A＞C，C＞D，D＞B。故A＞C＞D＞B。
答案：C
原材料名：鐵粉、水、活性炭、蛭石、食鹽
10．(2011•東德州高二檢測)2010年1月，持續(xù)的低溫大雪使我國北方地區(qū)的“暖寶寶”成為緊俏商品。暖寶寶(如圖所示)采用的是鐵的“氧化放熱”原理，使其發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵粉在原電池中充當(dāng)( )
A．負極 B．正極
C．陰極 D．陽極
解析：鐵——活性炭——食鹽構(gòu)成的原電池中，鐵作負極。
答案：A
? 能力提升
11．稱取三份鋅粉，分別盛于甲、乙、丙三支試管中，按下列要求另加物質(zhì)后，塞上塞子，定時測定生成氫氣的體積。甲加入50 L pH＝3的鹽酸，乙加入50 L pH＝3的醋酸，丙加入50 L pH＝3的醋酸及少量膽礬粉末。若反應(yīng)終了，生成氫氣的體積一樣多，且沒有剩余的鋅。請用“＞”“＝”或“＜”回答下列各題。
(1)開始時，反應(yīng)速率的大小為__________。
(2)三支試管中參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為__________。
(3)反應(yīng)終了，所需時間為__________。
(4)在反應(yīng)過程中，乙、丙速率不同的理由是(簡要說明)__________。
解析：三支試管產(chǎn)生H2的實質(zhì)是：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，開始c(H＋)相等，故開始時反應(yīng)速率：甲＝乙＝丙；產(chǎn)生H2的體積相等，則與酸反應(yīng)消耗的Zn的質(zhì)量相等，但丙同時發(fā)生了反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。故參加反應(yīng)的Zn的質(zhì)量：甲＝乙＜丙；對于乙：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，隨著c(H＋)的減少，電離平衡向右移動，因此反應(yīng)過程中c(H＋)乙＞c(H＋)甲，乙的反應(yīng)速率大于甲；對于丙，因形成Zn－Cu原電池，使反應(yīng)速率加快，故反應(yīng)終了，所需時間：甲＞乙＞丙。
答案：(1)甲＝乙＝丙 (2)甲＝乙＜丙 (3)甲＞乙＞丙
(4)因丙形成原電池，加快了反應(yīng)速率。
12．如上圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。
(1)片刻后可觀察到的觀察是(指懸吊的金屬圈)__________。
A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定
B．鐵圈和銀圈仍保持平衡狀態(tài)不變
C．鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜
D．銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜
(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是__________。w
解析：此題表面上與原電池?zé)o關(guān)，需要我們透過表面現(xiàn)象，抓住本質(zhì)，只要能分析出由鐵、銀、硫酸銅溶液能構(gòu)成原電池，題目就迎刃而解。
答案：(1)D
(2)形成原電池，鐵作負極，溶解：Fe－2e－===Fe2＋，質(zhì)量減輕。銀作正極，電極上析出銅：Cu2＋＋2e－===Cu，質(zhì)量增加
13．根據(jù)下式所示的設(shè)計一個原電池：
Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(1)裝置可采用燒杯和鹽橋，畫出此原電池的裝置簡圖。
(2)注明原電池的正極和負極。
(3)注明外電路中電子的流向。
(4)寫出兩個電極上的電極反應(yīng)。
解析：首先將已知的反應(yīng)拆成兩個半反應(yīng)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點分析可知，該電池的負極應(yīng)該用Cu作材料，正極材料為Ag。原電池由兩個半電池組成，銅和銅鹽溶液組成銅半電池，銀和銀鹽溶液組成銀半電池，中間通過鹽橋連接起。
答案：(1)(2)(3)如圖所示
(4)負極：Cu－2e－===Cu2＋ 正極：2Ag＋＋2e－===2Ag
14．一個完整的氧化還原反應(yīng)可以拆寫成兩個“半反應(yīng)”，一個是氧化反應(yīng)，一個是還原反應(yīng)。如Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的拆寫結(jié)果是：氧化反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，總反應(yīng)是兩個“半反應(yīng)式”的加和。
(1)請據(jù)此將反應(yīng)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－3＋NO拆寫為兩個“半反應(yīng)”。
氧化反應(yīng)為__________________________；還原反應(yīng)為__________________________。
(2)請將離子反應(yīng)nO2＋4H＋＋2Cl－===n2＋＋Cl2↑＋2H2O拆寫為兩個“半反應(yīng)”。
氧化反應(yīng)：__________________________；還原反應(yīng)為__________________________。
解析：(1)根據(jù)題目提供的信息，還原劑失去電子作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑得到電子作正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：
氧化反應(yīng)：2NO2＋2H2O－2e－===2NO－3＋4H＋。
還原反應(yīng)：NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O。
(2)同理可得：氧化反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑。
還原反應(yīng)：nO2＋4H＋＋2e－===n2＋＋2H2O。
答案：(1)2NO2＋2H2O－2e－===2NO－3＋4H＋。
NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O。
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑。
nO2＋4H＋＋2e－===n2＋＋2H2O。
15．已知反應(yīng)AsO3－4＋2I－＋2H＋??AsO3－3＋I2＋H2O是可逆反應(yīng)。設(shè)計如圖裝置(鹽橋中的陰、陽離子可以自由移動，鹽橋在原電池中不參與反應(yīng)，只起導(dǎo)體作用)，進行下述操作：(Ⅰ)向(B)燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)微安培表指針偏轉(zhuǎn)：(Ⅱ)若改往(B)燒杯中滴加40%NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)微安培表指針向前述相反方向偏轉(zhuǎn)。
(1)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么會相反？試用電極反應(yīng)和化學(xué)平衡移動的原理解釋此現(xiàn)象。________________________。
(2)(Ⅰ)操作過程中C1棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為________。
(3)(Ⅱ)操作過程中C2棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為________。
解析：(1)B中加鹽酸，AsO3－4發(fā)生還原反應(yīng)；當(dāng)加入NaOH后，AsO3－3發(fā)生氧化反應(yīng)；(2)2I－－2e－===I2；(3)AsO3－3－2e－＋H2O===AsO3－4＋2H＋。
答案：(1)B中反應(yīng)為AsO3－3－2e－＋H2O??AsO3－4＋2H＋，加鹽酸，化學(xué)平衡左移，AsO3－4發(fā)生還原反應(yīng)；加入NaOH后，化學(xué)平衡右移，AsO3－3發(fā)生氧化反應(yīng) (2)2I－－2e－===I2 (3)AsO3－3－2e－＋H2O===AsO3－4＋2H＋
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