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2019-2020年高二化學(xué) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 原電池原理及其應(yīng)用 基礎(chǔ)練習(xí) 一、選擇題(每小題有1—2個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.實(shí)驗(yàn)室用純鋅與稀H2SO4反應(yīng)制H2的反應(yīng)速率慢，下列方法能提高反應(yīng)速率的是( )。 A.再加入幾塊鋅 B.加入少量CuO C.增大硫酸的濃度 D.加入醋酸銅 答案：B 2.用鋅片、銅片和AgNO3溶液組成的原電池，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是( )。 A.2H++2e-=H2 B.Zn-2e=Zn2+ C.2H2O+O2+4e-=4OH- D.Ag++e-=Ag 答案：D 3.一個(gè)原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn+Gu2+=Zn2++Gu，該反應(yīng)的原電池的正確組成是( )。 A B C D 正極 Zn Cu Cu Fe 負(fù)極 Cu Zn Zn Zn 電解質(zhì)溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 CuCl2 答案：CD 4.X、Y、Z、M四種金屬，已知X可以從Y的鹽溶液中置換出Y；X和Z組成原電池時(shí)，Z為正極；Z與Y的硝酸鹽溶液反應(yīng)置換出Y；M離子的氧化性強(qiáng)于Y的離子。則這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? )。 A.X Y Z M B.X Z M Y C.M Z X Y D.X Z Y M 答案：D 5.下列關(guān)于鋼鐵腐蝕的敘述中正確的是( )。 A.吸氧腐蝕正極放出氧氣 B.析氫腐蝕正極放出氫氣 C.化學(xué)腐蝕的速率超過電化學(xué)腐蝕 D.析氫腐蝕比吸氧腐蝕普遍 答案：B 6.表面鍍有保護(hù)金屬的鐵片，當(dāng)鍍層有破損時(shí)，比普通鐵片不易被腐蝕的有( )。 A.白鐵(鍍鋅鐵) B.馬口鐵(鍍錫鐵) C.鍍鎳鐵 D.鍍銅鐵 答案：A 7.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下，被腐蝕速度最慢的是( )。 A.在含鐵元素較多的酸性土壤里 B.在潮濕疏松透氣的土壤中 C.在干燥致密不透氣的土壤中 D.在含炭粒較多、潮濕透氣的中性土壤中 答案：C 二、填空題 8.Cu放入稀H2SO4中不溶解，再加Ag2SO4或加入NaNO3，均見溶液變藍(lán)，其原因是___________ ______________________。 答案：Cu與Ag+發(fā)生置換反應(yīng)，生成Cu2+；NaNO3在酸性條件下具有氧化性，將Cu氧化為Cu2+ 9.有A、B兩種金屬分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2的速率相近，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明A、B兩種金屬的活潑性。__________________________________。 答案：將A、B兩種金屬片用導(dǎo)線相連并插入鹽酸中，有氣泡逸出的電極為較不活潑的金屬，無氣泡逸出的電極為較活潑的金屬 10.電工操作中規(guī)定，不能把銅線和鋁線擰在一起連接電路，這是因?yàn)開_____________________。 答案：在潮濕空氣中，銅與鋁接觸能形成原電池，鋁很快被腐蝕 三、計(jì)算題 11.將mg鐵粉在500mLpH=1的鹽酸中完全溶解，往溶液中通入適量的Cl2恰好完全反應(yīng)后，再加入0.02mol／L的NiIx 溶液500mL時(shí)，剛好使I- 轉(zhuǎn)變?yōu)镮2單質(zhì)，此時(shí)溶液的pH=2。已知反應(yīng)前后Ni的化合價(jià)沒有改變，反應(yīng)過程中溶液的體積變化忽略不計(jì)，試通過計(jì)算求m值和x值。 答案：m=1.12g x=2 12.為了測定某銅銀合金的成分，將30.0g合金溶于80mLl3.5mol／L的濃HNO3，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，并測得溶液的pH=0，假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL，試計(jì)算： (1)被還原的HNO3的物質(zhì)的量。 (2)合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 答案：(1)0.3mol (2)w(Ag)=36％ 綜合練習(xí) 一、選擇題 1.將鋅片和銀片接觸放入物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液中，反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液質(zhì)量減輕的是( )。 A.AC13 D.CuSO4 C.AgNO3 D.H2SO4 答案：C 2.如圖4-7所示，下列各容器中盛有水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)? )。 A.④②③① B.④③①② C.③①②④ D.②①③④ 答案：B 3.電子表和計(jì)算機(jī)的電源是微型銀鋅電池，其電極材料分別為Ag2O和Zn，電解液為KOH溶液，電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，Ag2O+H2 O+2e-=2Ag+2OH-，下列說法中正確的是( )。 A.Zn為正極，Ag2O為負(fù)極 B.電子由鋅極經(jīng)外電路流人Ag2O極 C.Zn為負(fù)極，Ag2O為正極 D.工作一段時(shí)間后，Zn的質(zhì)量減少，Ag2O的質(zhì)量增加 答案：C 4.由四種金屬W、X、Y、Z兩兩組成原電池的兩極時(shí)，W都是正極；在由這四種金屬組成的混合物中加入鹽酸，其中X、Y溶解，W、Z不溶解；在上述反應(yīng)的濾液中加入過量的NaOH溶液，得到Y(jié)離子所形成的沉淀。這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? )。 A.W>Y>X>Z B.Y>X>Z>W C.X>Y>Z>W D.W>X>Y>Z C 5.如圖4-8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。小心從燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是( )。 A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B.保持平衡狀態(tài) C.鐵圈向下傾斜 D.銀圈向下傾斜 答案：D 6.實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制Cl2，已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)： 負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e- 正極：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 今若制取0.05molCl2，這時(shí)電池內(nèi)消耗H2SO4的物質(zhì)的量至少是( )。 A.0.025mol B.0.050mol C.0.10mol D.0.20mol 答案：C 7.一種以多孔鉑片作電極，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液的CH4燃料電池中，兩極發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)：R極：CH4-8e-+100H-→CO32-+7H2O；S極：2O2+8e-+4H2O=8OH-，下列關(guān)于CH4燃料電池的各項(xiàng)敘述中肯定不正確的是( )。 A.通人CH4的R極是電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)；通人O2的S極是電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng) B.該燃料電池每通入2.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)甲烷時(shí)，將有1.0mol的電子產(chǎn)生 C.該燃料電池屬于堿性電池，在使用過程中KOH的物質(zhì)的量保持不變 D.該燃料電池在使用過程中，在S極附近的pH將會升高 答案：C 二、填空題 8.將鋅片和碳棒連接，浸入NH4Cl溶液中，也可以產(chǎn)生電流，此時(shí)正極為___________，電極反應(yīng)式為 ___________，負(fù)極為___________，電極反應(yīng)式為___________。 答案：C；2H++2e-=H2；Zn；Zn-2e-：Zn2+ 9.我國首先研制的以鋁___________空氣___________海水電池為能源的新型航標(biāo)燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的O2使鋁不斷氧化而源源產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20～50倍。試推斷這種新型電源的基本結(jié)構(gòu)：___________是負(fù)極，___________是正極，電極反應(yīng)式為______________________。 答案：鋁；鐵或碳；負(fù)極：4Al-12e-=4A13+，正極：3O2+12e-+6H2O=12OH- 10.(1)如今有2H2+O22H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的氣體應(yīng)是___________，正極通的氣體應(yīng)是___________，電極反應(yīng)式分別為______________________ 。 (2)如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式分別為___________；(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH各有何變化?___________。 (3)如把H2改為甲烷，KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為______________________。 答案：(1)H2；O2；負(fù)極：2H2+4OH-4e-=4H2O，正極：O2+2H2O+4e-=4OH- (2)負(fù)極：2H2-4e-=4H+，正極：O2+4e-+4H+=2H2O；(1)變小(2)變大 (3)負(fù)極：CH4+100H--8e-=CO32-+7H2O，正極：2O2+4H2O+8e-=8OH- 11.有人設(shè)計(jì)以鉑和鋅為電極材料，埋入人體內(nèi)做某種心臟病人的心臟起搏器的能源，它依靠人體內(nèi)血液中有一定濃度的O2和H2O進(jìn)行工作，其正極材料是___________，電極反應(yīng)式為___________；負(fù)極材料是___________，電極反應(yīng)式為___________。 答案：Pt；O2+2H2O+4e-=4OH-；Zn；Zn-2e-=Zn2+ 12.富有經(jīng)驗(yàn)的木工在向木器釘鐵釘時(shí)，習(xí)慣用口水把鐵釘尖部潤濕，然后釘入木器，其目的有兩個(gè)，一是___________，二是______________________。 答案：起潤滑作用，有利于鐵釘?shù)尼斎?；加速鐵釘?shù)纳P，使鐵釘不易脫落 13.剪約6cm長、2cm寬的鋁片、銅片各一片，分別用接線柱平行地固定在一塊塑料板上(間隔2cm)。將Cu片和Al片分別與電流表的“+”、“-”端連接，電流表指針調(diào)到中間位置。取兩個(gè)小燒杯，在一個(gè)燒杯中注入40mL濃硝酸，在另一燒杯中注入40mL0.5mol／L的稀H2SO4。試回答下列問題： (1)兩電極同時(shí)插入稀H2SO4中，電流計(jì)指針偏向___________極(填“鋁”或“銅”)，鋁片上的電極反應(yīng)式為___________； (2)兩電極同時(shí)插入濃HNO3，電流計(jì)指針偏向___________極(填“鋁”或“銅”)，此時(shí)鋁是m極(填“正”或“負(fù)”)，鋁片上的電極反應(yīng)式為___________。 答案：(1)鋁；Al-3e-=A13+ (2)銅；正；NO3-+4H++3e-=NO+2H2O(Al鈍化) 三、計(jì)算題 14.有一硝酸鹽晶體的化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，經(jīng)測定其摩爾質(zhì)量為242g／mol，取1.21g此晶體溶于水，配制成100mL溶液，將其置于電解槽中用惰性電極進(jìn)行電解，當(dāng)有0.01mol電子通過電極時(shí)，溶液中的全部金屬離子都在電極上析出，經(jīng)測定陰極增重0.32g，求： (1)L21g此晶體是多少摩?x值是多少? (2)金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量和n值。 (3)如果電解過程中溶液的體積不變，計(jì)算電解后溶液的pH。 答案：(1)0.005mol；x=2 (2)64；n=3 (3)pH=1 拓展練習(xí) 一、填空題 1.A、B、C、D是四種短周期元素，它們的原于序數(shù)依次增大，其中A、C及B、D分別為同族元素；又知B、D兩元素原子核中質(zhì)子數(shù)之和是A、C兩元素原子核中質(zhì)子數(shù)之和的2倍；四種元素所形成的單質(zhì)中有兩種是氣體，兩種是固體。 (1)寫出由B、C兩種元素所形成的原子個(gè)數(shù)比為1：1的化合物的電子式___________，其晶體中存在的化學(xué)鍵的種類有___________。 (2)寫出兩種均由A、B、C、D四種元素所組成的化合物的化學(xué)式___________，這兩種化合物的水溶液發(fā)生離子反應(yīng)的方程式為___________。 (3)用A元素的單質(zhì)和B元素的單質(zhì)可制成新型的化學(xué)電源，已在美國阿波羅宇宙飛船中使用。其構(gòu)造如圖4-9所示。兩個(gè)電極均由多孔性炭制成,通人氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電。 ①a是___________極，電極反應(yīng)式為___________； ②b是___________極，電極反應(yīng)式為___________； (4)已知每生成1mol的液態(tài)A2B放出286kJ的熱量。又知該電池發(fā)1度電能生成350g的A2B，則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為___________。 答案：(1)Na+[]2-Na+；離子鍵，非極性共價(jià)鍵 (2)NaHSO3、NaHSO4；HSO3-+H+=H2O+SO2↑ (3)①負(fù)；2H2+4OH--4e-=4H2O； ②正；O2+2H2O+4e-=4OH- (4)1度電即3600kJ 能量轉(zhuǎn)化率=3600kJ(286kj／mol)=64.7％ 2.已知反應(yīng)AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O是可逆反應(yīng)。現(xiàn)設(shè)計(jì)圖4—10所示的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行下述操作：(Ⅰ)向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸， 發(fā)現(xiàn)微安表指針偏轉(zhuǎn)；(Ⅱ)改向B燒杯中滴入40％的NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)微安表指針向相反方向偏轉(zhuǎn)。試回答下列問題： (1)兩次操作過程中指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)? _________________________________。 (2)兩次操作過程中指釗偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?試用化學(xué)平衡移動原理解釋。___________。 (3)(Ⅰ)操作過程中，C1棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________________________________________。 (4)(Ⅱ)操作過程中，C2棒上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______________________。 答案：(1)當(dāng)加入酸或堿時(shí)，化學(xué)平衡移動使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 (2)當(dāng)向B中加入鹽酸時(shí)，化學(xué)平衡右移，I-失電子，C1為負(fù)極，電子由C1經(jīng)導(dǎo)線流人C2；當(dāng)向B中加入NaOH時(shí)，化學(xué)平衡左移，A sO33-失電子，C2為負(fù)極，電子由C2經(jīng)導(dǎo)線流人C1，故兩次操作微安表指針偏移方向相反 (3)2I--2 e-=2e-=I2 (4)AsO33-+2OH--2e-=AsO43-+H2O 3.鋰電池是新型高能電池，它以質(zhì)輕、容量大而受普遍重視，目前已經(jīng)制成多種功能的鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)可表示為Li+MnO2 =LiMnO2，若該電池提供0.5C的電量，則消耗正極材料的質(zhì)量約為___________。 答案： 4.5210-4g