第1章 第3節(jié) 第1課時
(45分鐘 100分)
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一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)
1．如圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是
解析： 構(gòu)成原電池的條件：(1)有活潑性不同的兩個電極；(2)電解質(zhì)溶液；(3)形成閉合回路；(4)能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。依據(jù)構(gòu)成原電池的條件A中兩電極相同，C中沒有構(gòu)成閉合回路。D中酒精是非電解質(zhì)，只有B符合條件。
答案： B
2．下列敘述正確的是( )
①原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置�、谠姵氐恼龢O發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)�、鄄荒茏园l(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過原電池的裝置均可實(shí)現(xiàn)�、芴及舨荒苡脕碜髟姵氐恼龢O�、莘磻�(yīng)Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原電池的形式來實(shí)現(xiàn)
A．①⑤ B．①④⑤
C．②③④ D．②⑤
解析： 原電池反應(yīng)必須是能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，碳棒可作原電池的正極。
答案： A
3．以鋅棒、鐵棒、硫酸銅溶液組成原電池，正極上發(fā)生的反應(yīng)為( )
A．Fe?→Fe2＋＋2e－ B．Cu2＋＋2e－?→Cu
C．Fe?→Fe3＋＋3e－ D．Zn?→Zn2＋＋2e－
解析： 該原電池中，鋅棒為負(fù)極，發(fā)生電極反應(yīng)為Zn?→Zn2＋＋2e－；鐵棒為正極，其電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－?→Cu。
答案： B
4．可以將反應(yīng)Zn＋Br2===ZnBr2組成原電池。有下列四個電極反應(yīng)：
①Br2＋2e－?→2Br－；②2Br－?→Br2＋2e－；
③Zn?→Zn2＋＋2e－；④Zn2＋＋2e－?→Zn。
負(fù)極和正極的反應(yīng)式分別為( )
A．②③ B．②①
C．③① D．④①
解析： Zn＋Br2===ZnBr2組成原電池，負(fù)極反應(yīng)：Zn?→2e－＋Zn2＋，正極反應(yīng)：Br2＋2e－?→2Br－。
答案： C
5．(2014?泉州高二質(zhì)檢)在如圖所示的裝置中，a的金屬活潑性比氫要強(qiáng)，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(fù)極
C．導(dǎo)線中有電子流動，電子從a極流向b極
D．a(chǎn)極上發(fā)生了氧化反應(yīng)
解析： 本題考查原電池基本知識，難度不大，但概念容易混淆。沒有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識容易搞錯，顯然，電極a、b與電解質(zhì)溶液稀H2SO4組成原電池。因活潑性a>b(碳棒)，所以a為電池的負(fù)極，b為正極。電極反應(yīng)式：
a(負(fù))極：a－ne－===an＋(氧化反應(yīng))
b(正)極：nH＋＋ne－===n2H2(還原反應(yīng))
由于正極放電消耗H＋，溶液中[H＋]減小，pH增大，在外電路中，電子由a極流出經(jīng)電流計A流向b極。
答案： B
6．(2014?吳忠高二質(zhì)檢)關(guān)于如圖所示的原電池，下列說法正確的是( )
A．電子從銅電極通過檢流計流向鋅電極
B．鹽橋中的陽離子向硫酸銅溶液中遷移
C．鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)
D．銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是2H＋＋2e－?→H2↑
解析： 此原電池中鋅為負(fù)極，銅為正極，原電池中，電子從負(fù)極流向正極，A項(xiàng)錯誤；原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，B項(xiàng)正確；原電池負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯誤；銅電極上的電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－?→Cu。
答案： B
7．如圖所示的原電池裝置，X、Y為兩個電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列說法正確的是( )
A．外電路的電流方向?yàn)椋篨→外電路→Y
B．若兩個電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為Zn
C．若兩電極都是金屬，則它們的活動性為X>Y
D．X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)
解析： 由圖可知電子的流動方向是X→外電路→Y，則電流的方向應(yīng)該為Y→外電路→X；X為原電池的負(fù)極，Y為正極，X的活動性比Y強(qiáng)；X極發(fā)生氧化反應(yīng)，Y極發(fā)生還原反應(yīng)。
答案： C
8．(2014?延安高二質(zhì)檢)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是( )
A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡
B．用鋅片作負(fù)極，銅片作正極，在CuSO4溶液中，銅片質(zhì)量增加
C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵
D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快
解析： 銅片和鐵片緊靠并浸入稀H2SO4中，銅片上的H＋獲得由鐵片傳導(dǎo)過來的電子2H＋＋2e－===H2↑，所以可觀察到銅片表面出現(xiàn)氣泡；鋅片作負(fù)極，銅片作正極，發(fā)生反應(yīng)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的Cu在銅片上析出使其質(zhì)量增加；銅片插入FeCl3溶液，發(fā)生的反應(yīng)是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，并沒有單質(zhì)鐵的析出；向盛有鋅粒和鹽酸的試管中，滴入幾滴CuCl2溶液，發(fā)生反應(yīng)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置換出的Cu與剩余的Zn接觸，置于鹽酸中，構(gòu)成了原電池，加速2H＋＋2e－===H2↑反應(yīng)，可觀察到氣泡放出速率加快。
答案： C
9．將純鋅片和純銅片按下圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是( )
A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極
C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢
解析： 由題目中所給圖示可知，甲中形成閉合回路，符合形成原電池的條件。其中銅的活潑性不如鋅強(qiáng)，故銅作正極，發(fā)生電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－?→H2↑；乙不能構(gòu)成閉合回路，不能形成原電池，只在鋅片上發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，由于兩者都消耗H＋，故溶液的pH都增大。由于原電池的形成，故甲的反應(yīng)速率比乙快。
答案： C
10．(2014?清遠(yuǎn)高二質(zhì)檢)下圖是鋅、銅和稀硫酸形成的原電池，某實(shí)驗(yàn)興趣小組同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，在讀書卡片上記錄如下：
序號：28 時間：2010.11.5實(shí)驗(yàn)后的記錄：①Zn為正極，Cu為負(fù)極②H＋向負(fù)極移動③電子流動方向?yàn)閆n→Cu④Cu極有H2產(chǎn)生⑤若有1 mol電子流過導(dǎo)線，則產(chǎn)生的H2為0.5 mol⑥正極反應(yīng)式：Zn?→Zn2＋＋2e－
卡片上的描述合理的是( )
A．①②③ B．③④⑤
C．①⑤⑥ D．②③④
解析： 構(gòu)成原電池的正極是Cu，負(fù)極是Zn，故①錯誤；電子從負(fù)極Zn流出，流向正極Cu，H＋向正極移動，在Cu上得電子：2H＋＋2e－?→H2↑，故②錯誤、③、④正確；此原電池負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是Zn?→Zn2＋＋2e－，⑥錯誤；總反應(yīng)方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，當(dāng)有1 mol e－通過時，產(chǎn)生H2為0.5 mol，故⑤正確。
答案： B
二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)
11．(12分)根據(jù)如圖所示的裝置回答下列問題：
(1)鐵片與銅片不用導(dǎo)線連接，有何現(xiàn)象發(fā)生？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)用導(dǎo)線把金屬片連接起來，現(xiàn)象有什么不同？用最恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方程式表示發(fā)生的反應(yīng)。
解析： 第(1)種情況，銅片不起作用，鐵與H＋反應(yīng)，但速率較小。鐵片越純，表面越光滑，反應(yīng)速率越小。第(2)種情況，用導(dǎo)線連接后構(gòu)成了原電池，正極產(chǎn)生氫氣，所以氣泡從銅片表面逸出。原電池的形成使電子得以順利轉(zhuǎn)移，且H＋在Cu表面得到電子并以H2逸出。這比鐵表面容易得多，所以反應(yīng)速率增大，氫氣逸出速率增大，鐵的溶解速率也增大。
答案： (1)鐵片與銅片不用導(dǎo)線連接，則鐵片表面有氣泡產(chǎn)生但速率較慢。Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。
(2)用導(dǎo)線連接后現(xiàn)象不同：①氣泡不從鐵片表面而是從銅片表面逸出；②產(chǎn)生氫氣的速率明顯加大。電極反應(yīng)式：
負(fù)極：Fe?→Fe2＋＋2e－。
正極：2H＋＋2e－?→H2↑。
12．(10分)如圖所示的裝置，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(xì)絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。
(1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(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_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： 該裝置是一個Fe為負(fù)極、Ag為正極、CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液的原電池。
答案： (1)D (2)原電池反應(yīng)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，生成的銅附著在銀圈上，銀圈質(zhì)量增大，鐵圈質(zhì)量減小
13．(10分)將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有食鹽溶液的濾紙上面并壓緊(如右圖所示)，在每次實(shí)驗(yàn)時，記錄電壓表指針的移動方向和電壓表的讀數(shù)如下：
金屬電流方向電壓/V
ACu?→A＋0.78
BB?→Cu－0.15
CCu?→C＋1.35
DCu?→D＋0.30
已知：構(gòu)成兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表讀數(shù)越大。
請依據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷：
(1)________金屬可能是最強(qiáng)的還原劑；
(2)________金屬一定不能從硫酸銅溶液中置換出銅。
解析： (1)兩極金屬活動性相差越大，電壓表讀數(shù)越大，表中四個原電池，電壓數(shù)值絕對值C最大，且C中電子流動方向由C?→Cu，故C的還原性最強(qiáng)。
(2)B中電壓為負(fù)值，證明電流方向應(yīng)Cu←B，構(gòu)成原電池后，Cu做負(fù)極。故B不會與CuSO4發(fā)生置換反應(yīng)。
答案： (1)C (2)B
14．(18分)(2014?陽江高二質(zhì)檢)(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。
鋅片上發(fā)生的電極反_______________________________________________________；
銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)：_________________________________________________。
(2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g，工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質(zhì)量為47 g，試計算：
①產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；
②通過導(dǎo)線的電量。(已知NA＝6.02×1023mol－1，電子電量為1.60×10－19C)
解析： (1)由鋅片、銀片、稀硫酸組成的原電池中，鋅片作負(fù)極，其電極反應(yīng)式為Zn?→Zn2＋＋2e－；銀片作正極，其電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－?→H2↑。電池總反應(yīng)式為Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。
(2)根據(jù)電極反應(yīng)式找出已知量與電量之間的定量關(guān)系進(jìn)行計算。①鋅片與銀片減少的質(zhì)量等于生成氫氣所消耗的鋅的質(zhì)量，設(shè)產(chǎn)生的氫氣體積為x。
Zn ＋2H＋ === Zn2＋＋ H2↑
65 g 22.4 L
60 g－47 g＝13 g x
x＝13 g×22.4 L65 g＝4.48 L
②反應(yīng)消耗的鋅為13 g65 g?mol－1＝0.20 mol
1 mol Zn變?yōu)閆n2＋時，轉(zhuǎn)移2 mol e－，則0.20 mol Zn變?yōu)閆n2＋時，通過的電量為0.20 mol×2×6.02×1023mol－1×1.6×10－19C＝3.9×104C。
答案： (1)Zn?→Zn2＋＋2e－ 2H＋＋2e－?→H2↑
(2)①4.48 L ②3.9×104C
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