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第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)
第一節(jié) 原電池
A 組
1. 有關(guān)原電池的下列說法中正確的是 ( )
A. 在外電路中電子由正極流向負(fù)極
B. 在原電池中負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)
C. 陽離子向正極方向移動(dòng)
D. 原電池中正極一定是不活潑金屬
解析 : 在外電路中 , 電子從負(fù)極流向正極 ; 原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) ; 隨著反應(yīng)的進(jìn)行 , 陽離子在正
極被還原 , 所以電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動(dòng)
;
原電池中一般正極金屬比負(fù)極金屬活潑性差
, 但
不一定是不活潑金屬。
答案:C
2、
2. 理論上不能設(shè)計(jì)為原電池的化學(xué)反應(yīng)是
(
)
A.CH4(g)+2O 2(g)
CO2(g)+2H 2O(l)
H<0
H<0
B.HNO(aq)+NaOH(aq)NaNO(aq)+H O(l)
3
3
2
C.2H2(g)+O 2(g)
2H2O(l)H<0
D.2FeCl 3(aq)+Fe(s)
3FeCl 2(aq)
<0
H
解析 : 原電池反應(yīng)均是自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)
,
3、 選項(xiàng) A、 C、D 均屬氧化還原反應(yīng)
, 理論上可
以設(shè)計(jì)成原電池 , 而選項(xiàng) B 是非氧化還原反應(yīng)
, 不能設(shè)計(jì)成原電池。
答案:B
3. 某同學(xué)制作一個(gè)原電池 , 電池總反應(yīng)離子方程式為 Zn+Cu2+Zn2+ +Cu,它的組成是 ()
A.Cu 為正極 ,Zn 為負(fù)極 ,CuCl 2 為電解質(zhì)溶液
B.Cu 為正極 ,Zn 為負(fù)極 ,ZnCl 2 為電解質(zhì)溶液
C.Zn 為正極 ,Cu 為負(fù)極 ,CuCl 2 為電解質(zhì)溶液
D.Zn 為正極 ,Cu 為負(fù)極 ,CuSO4 為電解質(zhì)溶液
解析 : 根據(jù)原電池中正
4、負(fù)極的判斷方法 , 可以分析在將反應(yīng) Zn+Cu2+ Zn2+ +Cu設(shè)計(jì)為原電池時(shí) , 由于
鋅發(fā)生了氧化反應(yīng) , 因而負(fù)極材料應(yīng)選擇鋅 ; 正極材料選擇比鋅不活潑的金屬或者非金屬 ; 而電解質(zhì)
溶液中要含有 Cu2+。
答案:A
4. 如圖所示的原電池裝置 ,X 、 Y 為兩電極 , 電解質(zhì)溶液為稀硫酸 , 外電路中的電子流向如圖所示 , 對(duì)
此裝置的下列說法正確的是 ( )
A. 外電路的電流方向?yàn)? :X →外電路→ Y
B. 若兩電極分別為
Zn 和石墨棒 , 則 X 為石墨
5、棒 ,Y 為 Zn
C.若兩電極都是金屬
, 則它們的活動(dòng)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(dòng)方向是 X→外電路→ Y, 則電流的方向就為 Y→外電路→ X;X 為原電池的
負(fù)極 ,Y 為正極 ,X 的活動(dòng)性比 Y 的強(qiáng) ;X 極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)
,Y 極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)。
答案:C
5. 在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片
, 下列敘述正確的是 ()
A. 正極附近的 S 濃度逐漸增大
B. 電子通 過導(dǎo)線由
6、銅片流向鋅片
2
逸出
C.正極有 O
D.銅片上有
H2 逸出
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解析 : 題干所述裝置屬于原電池裝置
-
2+
+-
H↑, 電子
, 負(fù)極反應(yīng)式 :Zn-2e
Zn , 正極反應(yīng)式 :2H
+2e
2
由負(fù)極流出經(jīng)過外電路流向正極。為形成閉合回路
, 溶液中的陰離子向負(fù)極遷移
, 陽離子向正極移
動(dòng)。因此可知選項(xiàng)
D正確。
答案:D
6
7、. 在銅—鋅—硫酸構(gòu)成的原電池中
, 當(dāng)導(dǎo)線中有
1 mol 電子通過時(shí) , 理論上的兩極變化是
()
①鋅片溶解 32.5 g
②鋅片增重 32.5 g ③銅片上析出 1 g H 2 ④銅片上析出 1 mol H 2
A. ①③
B. ①④
C.②③
D. ②④
解析 : 負(fù)極 :Zn -
2e-
Zn2+。
正極 :2H ++2e-
0.5 mol
1 mol
H2↑
1 mol
0.5 mol
8、
所以 Zn 溶解 32.5 g,
銅片上放出 1 g H 2, ①③正確。
答案:A
7. 如圖所示裝置 , 電流計(jì) G發(fā)生偏轉(zhuǎn) , 同時(shí) A 極逐漸變粗、 B 極逐漸變細(xì) ,C 為電解質(zhì)溶液 , 則 A、 B、
C應(yīng)是下列各組中的 ( ) A.A 是 Zn,B 是 Cu,C 為稀硫酸 B.A 是 Cu,B 是 Zn,C 為稀硫酸
C.A 是 Fe,B 是 Ag,C 為 AgNO3溶液
D.A 是 Ag,B 是 Fe,C 為 AgNO3溶液
9、
解析 : B 極逐漸變細(xì) , 說明 B 極是負(fù)極 ;A 極逐漸變粗 , 說明 A 極是正極 , 電解質(zhì)溶液必須含有金屬陽離子。
答案:D
8. 如圖所示的裝置中 , 在產(chǎn)生電流時(shí) , 以下說法正確的是 ()
A.Fe 是陰極 , 石墨是陽極
B. 負(fù)極反應(yīng)式為 Fe-3e - Fe3+
C.鹽橋中陰離子移向 FeCl 3 溶液
D.導(dǎo)線中的電流由石墨電極流向 Fe 電極
解析 : 由于 Fe+2FeCl 3 3FeCl 2, 所以 Fe 為負(fù)極 , 石墨為正極。負(fù)極 :Fe-2e - Fe2+,
10、正極 :2Fe 3++2e-
2Fe2+。鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)域。
答案:D
9. 根據(jù)下圖 , 可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是()
A.2Ag(s)+Cd 2+(aq) 2Ag+ (aq)+Cd(s)
B.Co2+(aq)+Cd(s) Co(s)+Cd 2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s) 2Ag(s)+Cd 2+ (aq)
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+ 2+
D.2Ag (aq)+Co(s) 2Ag(s)+Co (aq)
解析 : 根據(jù)原電池知識(shí) ,
11、金屬活動(dòng)性 : 負(fù)極 >正極 , 可得三種金屬的活動(dòng)性順序應(yīng)為 :Cd>Co>Ag, 則選項(xiàng)
中符 合此關(guān)系的置換反應(yīng)成立。
答案:A
10. 某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置 :
回答下列問題 :
(1)
正極的電極反應(yīng)式為
。
Cl - 和 N, 使兩燒杯中的溶液保持電荷守恒
, 反應(yīng)過程中 Cl -
(2)
鹽橋的作用是向甲、乙兩燒杯中提供
進(jìn)入
( 填“甲”或“乙”
) 燒杯。
(3)
該電池反應(yīng)離子方程式為
。
,Zn
12、+Cu2+
Zn2++Cu,正極反應(yīng)為 Cu2++2e-
解析 : 該裝置是帶鹽橋的原電池裝置
Cu, 由于甲中鋅離
子過剩 , 所以氯離子進(jìn)入甲中保持電中性。
答案 : (1)Cu 2+ +2e-
Cu
(2) 甲
(3)Zn+Cu 2+ Zn2++Cu
B 組
1. 控制適合的條件 , 將反應(yīng) 2Fe3++2I - 2Fe2++I 2 設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是
( )
A. 反應(yīng)開始時(shí) , 乙中石墨電極上發(fā)生氧化
13、反應(yīng)
3+
B. 反應(yīng)開始時(shí) , 甲中石墨電極上 Fe 被還原
D.電流計(jì)讀數(shù)為零后 , 在甲中溶入 FeCl 2 固體 , 乙中石墨電極為負(fù)極
解析 : 由總反應(yīng)方程式知 ,I - 失去電子 ( 氧化反應(yīng) ),Fe 3+得電子 ( 被還原 ), 故 A、 B 項(xiàng)正確。當(dāng)電流計(jì)讀
數(shù)為零時(shí) , 即說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 , 可證明反應(yīng)達(dá)平衡 ,C 項(xiàng)正確。加入 Fe2+, 導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng) ,
2+ 3+
則 Fe 失去電子生成 Fe , 甲中石墨作負(fù)極 ,D 項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:D
2. 如圖所示 , 杠桿 AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心
14、銅球和空心鐵球 , 調(diào)節(jié)杠桿并使其在
水中保持平衡 , 然后小心地向水槽中央滴入濃硫酸銅溶液 , 一段時(shí)間后 , 下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正
確的是 ( 實(shí)驗(yàn)過程中 , 不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力變化 )( )
A. 杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí) , 均為 A 端高 B 端低
B. 杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí) , 均為 A 端低 B 端高
C.當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí) ,A 端低 ,B 端高 ; 為導(dǎo)體時(shí) ,A 端高 ,B 端低
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D. 當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí) ,A 端高 ,B 端低 ;
15、為導(dǎo)體時(shí) ,A 端低 ,B 端高
解析 : 若杠桿為導(dǎo)體則構(gòu)成原電池 , 鐵作負(fù)極失電子而溶 解: Fe-2e - Fe2+, 溶液中 Cu2+在正極 ( 銅極 ) 得電子生成銅 , 質(zhì)量增大而下降 ,A 端低 ,B 端高 ; 若杠桿為絕緣體 , 則鐵球和 CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成 Cu 覆于表面 , 質(zhì)量增加 , 下降 ,A 端高 ,B 端低。
答案:D
3. 某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序 , 有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片
作電極 , 但甲同學(xué)將電極放入 6 mol · L-1 稀硫酸中 , 乙同學(xué)將電極放入 6 mol · L-1 的
16、 NaOH溶液中 , 如圖所示。
(1)
寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)式
:
負(fù)極
,
正極
。
(2)
乙池中負(fù)極 為
。正極發(fā)生
反應(yīng) , 總反應(yīng)離子方程式
為
。
(3)
如果甲與乙兩位同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料若是金屬
, 則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)
成正極材料的金屬活潑”
, 則甲會(huì)判斷出
活動(dòng)性更強(qiáng) , 而乙會(huì)判斷出
活動(dòng) 性更強(qiáng)
( 填寫元素符號(hào) ) 。
(4)
由此實(shí)驗(yàn)
17、, 可得到如下哪些結(jié)論
?
。
A. 利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)
B. 鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)
C.該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性順序表已過時(shí)
, 已沒有實(shí)用價(jià)值
D.該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜、反應(yīng)條件多變
, 應(yīng)具體問題具體分析
(5) 上述實(shí)驗(yàn)也反過來證明了“利用金屬活動(dòng)性順序直接判斷原電池中正負(fù)極”
, 這種做法
( 填“可靠”或“不可靠” ) 。如不可靠 , 則請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正負(fù)極可行的實(shí)驗(yàn)方
案
。
解析 : (1) 甲池中電池總反應(yīng)方程式為
Mg+H2SO4
MgSO4+H2
18、↑ ,Mg 作負(fù)極 , 電極反應(yīng)式為 :Mg-2e -
2+
+-
2
Mg ,Al 作正極 , 電極反應(yīng)式為 :2H +2e
H ↑。
(2) 乙池中電池總反應(yīng)方程式為
:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ , 所以負(fù)極為 Al, 正極為 Mg,
正極上發(fā)生還原反應(yīng)。
(3) 甲池中 Mg為負(fù)極 ,Al 為正極 ; 乙池中 Al 為負(fù)極 ,Mg 為正極 , 若根據(jù)負(fù)極材料金屬比正極活潑, 則甲判斷 Mg活動(dòng)性強(qiáng) , 乙判斷 Al 活動(dòng)性強(qiáng)。
(4)Mg 的金屬活動(dòng)性一定比
Al
強(qiáng) , 金屬活動(dòng)性順序是正確的
, 應(yīng)用廣泛。
(5) 判斷正負(fù)極可根據(jù)回路中電流方向或電子流向等進(jìn)行判斷
, 直接利用金屬活
動(dòng)性順序判斷
原電池的正負(fù)極是不可靠的。
答案 : (1)Mg-2e
-
2+
+
-
H2↑
Mg
2H +2e
(2)Al還原
2Al+2OH- +2HO
2Al+3H 2↑
(3)Mg Al
(4)AD
(5) 不可靠 根據(jù)電路中電流的方向或電子轉(zhuǎn)移的方向
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